智慧城市框架下的燃气生产运营工作研究.doc

智慧城市框架下的燃气生产运营工作研究引言1、智慧城市概念智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。随着信息技术的不断发展，城市信息化应用水平不断提升，智慧城市建设应运而生。建设智慧城市在实现城市可持续发展、引领信息技术应用、提升城市综合竞争力等方面具有重要意义。2、现状需求改革开放30多年以来，我国城镇化建设取得了举世瞩目的成就，尤其是进入21世纪后，城镇化建设的步伐不断加快，每年有上千万的农村人口进入城市。随着城市人口不断膨胀，“城市病”成为困扰各个城市建设与管理的首要难题，资源短缺、环境污染、交通拥堵、安全隐患等问题日益突出。为了破解“城市病”困局，智慧城市应运而生。由于智慧城市综合采用了包括射频传感技术、物联网技术、云计算技术、下一代通信技术在内的新一代信息技术，因此能够有效地化解“城市病”问题。这些技术的应用能够使城市变得更易于被感知，城市资源更易于被充分整合，在此基础上实现对城市的精细化和智能化管理，从而减少资源消耗，降低环境污染，解决交通拥堵，消除安全隐患，最终实现城市的可持续发展。当前，全球信息技术呈加速发展趋势，信息技术在国民经济中的地位日益突出，信息资源也日益成为重要的生产要素。智慧城市正是在充分整合、挖掘、利用信息技术与信息资源的基础上，汇聚人类的智慧，赋予物以智能，从而实现对城市各领域的精确化管理，实现对城市资源的集约化利用。由于信息资源在当今社会发展中的重要作用，发达国家纷纷出台智慧城市建设规划，以促进信息技术的快速发展，从而达到抢占新一轮信息技术产业制高点的目的。为避免在新一轮信息技术产业竞争中陷于被动，我国政府审时度势，及时提出了发展智慧城市的战略布局，以期更好地把握新一轮信息技术变革所带来的巨大机遇，进而促进我国经济社会又好又快地发展。“十三五”期间，国家将加大对大气污染的防治力度，大气污染防治行动计划中提出，到2017年，煤炭占能源消费总量比重下降到65%以下，同时加快清洁能源替代利用，加大天然气、煤制天然气、煤层气等供应。大气污染“国十条”提出，到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。天然气作为一种高效的清洁能源，“十三五”期间发展空间将会进一步扩大。随着空气治理的力度加大，传统燃煤行业将被迫加强环保措施或改用清洁能源作为替代，发电机组、供热锅炉、工业开发区等应用领域将越来越多地使用天然气作为燃料，天然气的市场容量将逐渐扩大。大气污染防治行动计划实施，能源结构的调整，给天然气行业带来巨大利好的同时，天然气的需求大量增加，也对天然气供给、管道网络、运输体系提出了更高的要求。3、国内外现状国外发展历程2008年11月，在纽约召开的外国关系理事会上，IBM提出了“智慧的地球”这一理念，进而引发了智慧城市建设的热潮。欧盟于2006年发起了欧洲LivingLab组织，它采用新的工具和方法、先进的信息和通讯技术来调动方方面面的“集体的智慧和创造力”，为解决社会问题提供机会。该组织还发起了欧洲智慧城市网络。LivingLab完全是以用户为中心，借助开放创新空间的打造帮助居民利用信息技术和移动应用服务提升生活质量，使人的需求在其间得到最大的尊重和满足。2009年，迪比克市与IBM合作，建立美国第一个智慧城市。利用物联网技术，在一个有六万居民的社区里将各种城市公用资源（水、电、油、气、交通、公共服务等等）连接起来，监测、分析和整合各种数据以做出智能化的响应，更好的服务市民。迪比克市的第一步是向所有住户和商铺安装数控水电计量器，其中包含低流量传感器技术，防止水电泄漏造成的浪费。同时搭建综合监测平台，及时对数据进行分析、整合和展示，使整个城市对资源的使用情况一目了然。韩国以网络为基础，打造绿色、数字化、无缝移动连接的生态、智慧型城市。通过整合公共通讯平台，以及无处不在的网络接入，消费者可以方便的开展远程教育、医疗、办理税务，还能实现家庭建筑能耗的智能化监控等。欧洲的智慧城市更多关注信息通信技术在城市生态环境、交通、医疗、智能建筑等民生领域的作用，希望借助知识共享和低碳战略来实现减排目标，推动城市低碳、绿色、可持续发展，投资建设智慧城市，发展低碳住宅、智能交通、智能电网，提升能源效率，应对气候变化，建设绿色智慧城市。丹麦建造智慧城市哥本哈根（Copenhagen）有志在2025年前成为第一个实现碳中和的城市。要实现该目标，主要依靠市政的气候行动计划启动50项举措，以实现其2015年减碳20%的中期目标。在力争取得城市的可持续性发展时，许多城市的挑战在于维持环保与经济之间的平衡。采用可持续发展城市解决方案，哥本哈根正逐渐接近目标。哥本哈根的研究显示，其首都地区绿色产业5年内的营收增长了55%。瑞典首都斯德哥尔摩，2010年被欧盟委员会评定为“欧洲绿色首都”；在普华永道2012年智慧城市报告中，斯德哥尔摩名列第五，分项排名中智能资本与创新、安全健康与安保均为第一，人口宜居程度、可持续能力也是名列前茅。国内发展历程国家鼓励开展应用模式创新，推进智慧城市建设。中国深圳市、昆明市、宁波市等多个城市与IBM签署战略合作协议，迈出了打造智慧城市的第一步。北京市拟在完成“数字北京”目标后发布“智能北京行动纲要”，上海市将智慧城市建设纳入“十二五”发展规划。此外，佛山市、武汉市、重庆市、成都市等都已纷纷启动“智慧城市”战略，相关规划、项目和活动渐次推出。国内优秀的智慧产业企业愈来愈重视对智慧城市的研究，特别是对智慧城市发展环境和趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的智慧产业企业迅速崛起，逐渐成为智慧城市建设中的翘楚！2013年1月29日，住房城乡建设部公布首批国家智慧城市试点名单。首批国家智慧城市试点共90个，其中地级市37个，区(县)50个，镇3个。国家开发银行表示，在“十二五”后三年，与住建部合作投资智慧城市的资金规模将达800亿元。根据2013-2017年全球智慧城市建设行业市场前瞻与投资机会分析报告调查数据显示，我国已有311个地级市开展数字城市建设，其中158个数字城市已经建成并在60多个领域得到广泛应用，同时最新启动了100多个数字县域建设和3个智慧城市建设试点。2013年，国家测绘地理信息局将在全国范围内组织开展智慧城市时空信息云平台建设试点工作，每年将选择10个左右城市进行试点，每个试点项目建设周期为2至3年，经费总投入不少于3600万元。3、智能管网解决方案及问题现状近年来随着世界通信、计算机、自动化等技术的飞速发展，“智慧地球”、“智慧城市”等概念的提出，以及多种能源的融合互补，能源利用由粗放转向集约、能源服务由单向供给转向智能互动，为燃气产业升级改造提供了可能。以全球化视野、可持续理念、战略性举措、创新性技术，着力转变能源发展方式与燃气行业的长期发展息息相关。智能管网建设正是燃气行业发展的重要转型机会全国已有超过180个城市开始了以大数据和物联网为依托的智慧城市建设，通信网络和数据平台等基础设施建设投资规模接近5000亿元。重点包括智慧公共服务、智慧社会管理、智慧交通、智慧医疗、智慧物流、智慧安居等方面的建设。十二五末，北京市燃气集团年用气量将达140亿m，1415年采暖季，高峰日用气量已突破1亿m ，管网的数量也将更加庞大，而且用户的消费观念、消费方式在不断变化，社会和用户对燃气行业服务要求的不断提高，精益化管理也将面临新的挑战。这就要求我们通过科技引领，实现安全发展、高端发展的目标。利用先进的通信、传感、储能、微电子、数据优化管理和智能控制等技术，为用户提供安全、方便、舒适、环保的用能体验，实现各类天然气（管道天然气、液化天然气）之间、天然气与其他能源之间的智能调配、优化替代，统一解决有关能源的有效利用和调峰问题，并在此过程中提高天然气的应用率。“十三五”期间，能源行业作为“互联网+”行动的重点领域，将在能源生产和消费模式等方面产生变革。通过互联网促进能源系统扁平化，推进能源生产智能化、建设分布式能源网络、探索能源消费新模式。燃气企业利用“互联网+”、大数据、云计算等新型商业模式和先进技术手段，对城市燃气的管网运行、安全管理、用户管理、燃气服务等环节进行改造，大力提高管理效率、降低运营成本和提升用户体验，打造“互联网+”智慧燃气的全新发展模式。4、生产运营工作现状随着中国城镇化进程的加快，城镇燃气业务飞速发展，燃气管网已成为经济发展的重要公用基础设施之一，关系到广大人民群众的日常生活。各个燃气企业特别是大中型燃气公司为了提高企业管理水平，都逐步建立了数据采集与监视控制系统（SCADA系统）、地理信息系统（GIS系统）、客户关系系统（CRM）等各类信息化系统，并取得了一定的效果。目前，我国各个燃气企业的信息化建设都是通过自我摸索，由业务驱动发展，各个系统往往在不同时间分别构建,相对独立，易形成数据孤岛。随着企业规模的不断扩大以及对业务过程控制要求的逐步提高，企业信息化系统建设和管理往往面临一些新问题，例如：业务子系统各自独立，数据缺乏共享，流程彼此分割，不利于对异常、隐患、作业和事故等管理过程进行闭环的跟踪和管理；企业和用户之间的联系比较单一，缺乏互动，企业的调度和调节决定了用户的使用，用户有利于能效提高和调峰的用气行为不能得到及时呼应；缺乏智能决策支持，不能有效利用积累的业务知识和业务数据，挖掘其中蕴含的规律和模式，为企业领导提供辅助决策支持。管网运行为整体的生产运营工作的核心重点，与设备维检修、施工配合及应急抢修地理地图信息相关及交叉，前端规划发展的高速进行，城市环境的日益复杂，管网规模急剧扩大，使得燃气管网面临更加严重的安全威胁，如何通过技术和管理手段，进一步提升管网本质安全，是燃气企业需要重点关注的内容。上游供气的不确定因素、多气源多气质的引入，季节性用气的不均匀，用户的多样性等、对我们如何保障安全可靠、稳定供气，建立更加适合的输配调度体系提出了更高的挑战。管网规模快速扩张，还有第三方破坏等事故时有发生，如何提高管网安全防御能力，提高管网运行安全，及时发现异常，做好施工配合工作，预防消除事故隐患，变被动为主动然仍是燃气企业需要解决的课题。出现突发事件时，原有的应急指挥体系信息传递速度缓慢，事故事件处置方式对人的经验素质等因素依赖过大，已越来越难满足当前人们对事故事件自动诊断、快速处置，减小影响范围、 快速恢复的要求。5、针对现有空缺的一些想法和手段1）利用手持终端结合GIS管网地图，记录运行人员轨迹、自动计算巡检覆盖率，增加运行数据的分析功能，为运行人员提供动态运行指导，为管理人员优化改进管网运行计划。运行效率影响因素分析：通过对巡检轨迹耗时、滞留位置、周边环境等因素的分析，挖掘运行效率的影响因素比例，从而优化运行管理规范，提升管网运行效率。覆盖率区域影响因素分析：利用空间图层迭代技术，寻找运行片区轨迹覆盖盲区，分析用户管线运行精度，优化维检修计划的合理性，提升企业人力资源管理效率。2）借助数据收集手段，实现智能化运营调度指利用先进的传感测量、信息通讯和自动控制等技术，从感知、通讯、数据、调控、运营、决策层面，提升物理管网的运营管理水平，最终形成以数字管道为基础的规划建设，以风险预评价体系为基础的运行维护、以需求侧管理和工况调整为基础的智能化生产供应体系。3）借助大数据模型计算开展维检修工作把燃气浓度检测设备与位置服务相结合，获取准备的管线区域浓度、坐标、时间等实时数据，通过对数据进行智能分析计算，动态制定管道检修、维护、保养计划，变被动抢修为预防性主动检修，避免次生灾害的发生，提升管网本质安全，全面提高燃气管网安全运营管理水平。4）管道安全评价体系对整体的管网及设备设施进行专业的奉献评价，根据风险评估结果，对高风险管道开展完整性评价。初步建立适合燃气管道运行特点的风险评估机制框架，编辑整理燃气管道风险评估企业标准。5）建立高速的应急指挥系统建立完善的应急预案和应急指挥平台，实现最大安全、最小影响范围、最快速度的应急抢修过程，科学、合理应对城市管网、场站等发生的各类燃气安全事故，避免因为应急指挥的局限性导致重大次生灾害的发生。通过位置服务和检测设备的集成，实时记录、传输泄漏数据和位置信息，分析处理，将结果信息以图形的形式反馈给管理人员，以便管理人员及时了解、处置应急事件，保证管道的安全运行。6总结结合硬件设备设施、智能化模块应用、系统集成等方面开展工作，以远传监控、智能调压等设备进行综合数据分析，特别着重以GIS系统为导航，集成现有运营管理软、硬件，对管网进行风险等级评估，指导动态巡检；结合调压自诊断，指导动态维检修，通过完善“智能管网燃气信息管理系统”，逐步做到可视化、集成化、智能化管理。参考文献：1.国家测绘局测绘标准化研究所 测绘标准汇编 2003 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