作为全国最早应用国家北斗精准服务网的市政公用企业,北京燃气积极建设“市政物联网平台、市政管网分析运维平台以及生产运营预警及辅助决策平台”,“三个平台”的建设为燃气行业及全国智慧城市基础设施广泛应用北斗精准位置服务、提升市政风险主动安全管控水平提供了参考示范。
1.建设市政物联网平台
以精准时空数据为主线,实现对位置数据、业务数据、分析成果数据等的融合应用、价值挖掘,建立起基于北斗的综合应用体系,强化区域北斗位置信息与市政基础设施信息互联互通,建立了基于北斗精准时空和NB技术的市政物联网平台。平台共分为物理感知层、网络通信层、共享数据层、运行执行层四层体系架构,形成“生产运行与风险防控一张图”。在物理感知层,通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,进行信息交换和通信;在网络通信层,融合了NB-IoT、LORA、Intranet、移动通信、GPRS、国家北斗精准服务网等多种传输手段。在数据共享层,对SCADA数据、工程数据、GIS数据、风险监测数据等进行集中存储和数据治理;运行执行层包括管线运行、调压运行、泄漏检测、门站运行、施工配合、设备维检修六大专业模块。通过上述几层,实现了燃气管网的智能化识别、定位、追踪、监控和管理,从而能够准确预警预判各类突发事件、全面反映环境风险和质量的状况和趋势,为燃气生产的预警预测、应急管理、状态检修等提供有效数据基础。基于“北斗+物联网”的市政物联网平台已进入测试阶段,已支持居民智能燃气表接入管理及其远程数据采集、控制、运行状态监控;下一步管理对象将扩展到燃气厂站生产与安全类设施等智能终端,2021年将在燃气集团深度推广应用。
2.建设市政管网分析运维平台(https://www.xing528.com)
在“生产运行与风险防控一张图”的基础上,将管线运行、调压运行、泄漏检测、门站运行、施工配合、设备维检修等功能模块进行全面融合,通过时空信息实时互联或事后时间匹配,实现了作业路径与市政管线位置精准匹配、异常事件准确定位标注、作业盲区自动可视化统计分析。通过综合匹配管网及人员位置信息、管网运行、设备状况、生产作业、应急抢修、监控等数据情况,结合风险预测模型来安排管线运行和泄漏检测的计划编制、结合设备风险预测模型和调压自诊断模型来差异化制定调压运行和设备维检修的计划,风险监测工作从周期覆盖型向精准靶向型升级转型,实现了北京这一特大城市燃气生产运营系统的升级转型,为管网全生命周期数据融合和决策分析奠定基础,在国内具有一定的前瞻性和引领性。
3.建设生产运营预警及辅助决策平台
通过将GIS平台、SCADA系统、生产信息系统及管道完整性系统的融合,将常规的生产运行平台升级为以“全过程主动风险防控”为主线的生产运行系统,形成涵盖日常管理及应急管理的生产运营决策平台,在全面感知、智能预测的基础上进行智慧决策和科学预防,进一步提升市政风险管控水平和管理效率。系统以风险预测模型为大脑,以门站、调压站箱、阀门、管段等管网对象为核心,以设备设施唯一编码为纽带,将监控管理、管网运行管理、应急指挥管理、生产作业管理、调度工控管理、设备管理等业务信息进行有机整合,实现生产运行工作的一张图网、一个系统、多个模型的风险预测体系。在计划管理模块,管线运行和泄漏检测的计划编制结合风险预测模型,进行区别化管理,以在地图上点选小区域的方式进行。调压运行和设备维检修的计划结合设备风险预测模型和调压自诊断模型进行区别化计划制定,由完全计划性运行和维检修向按需运行和维检修。突破了地下管线异常数据挖掘、破损危险区域识别和泄漏预警等关键技术,提出了基于大数据处理和智能分析技术的故障诊断、预测与处置模型,率先建立了燃气管网五级泄漏检测管控机制,结合创建的市政管网风险要素数据库和立体化监测网络实时数据,实现了管线剩余寿命预测、危险区域辨识、管网故障诊断和事故预警,并自动生成处置流程与处置方案。在北京市2.3万公里的管线示范应用结果显示,泄漏事件被动接警率从22.4%降低到4.7%,升级后的系统对北京燃气集团“全过程主动风险防控”管理模式提供了信息平台支撑,有效提升了市政管网的风险管控水平和防灾减灾能力。
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