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什么才是智慧燃气?

2022-04-08

智慧燃气指利用新一代信息技术,结合燃气行业特征,通过智能设备和物联网,全面感知企业生产、环境、状态等信息的全方位变化,对海量感知数据进行传输、存储及处理,实现对数据的智能分析,从而达到“智慧化”的状态。该技术以更加精准、动态的方式辅助燃气企业的生产、经营、服务及管理等环节,提高企业运作效率,降低人工成本,规范生产运营中的各个环节,降低事故发生的可能性和严重程度。

 

智慧燃气建设的技术路线为:基于城市信息模型(CityInformationModeling,CIM)+BIM技术,在“智慧城市数据底座”上叠加燃气业务数据,构建“智慧燃气数据底座”。在此基础上,研发构建管道安全管理、燃气事故应急处置、异常用气行为分析等智慧燃气应用场景,其关键核心内容分为底层数据库的建立(感知层)、实时数据画面的传输(传输层)、数据的分析处理(中心大脑)以及结果应用(智慧场景)4个环节。智慧燃气是一个系统工程,基于标准体系和政策体系,分为感知层、传输层、应用层3个层面。


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1、感知层

 

感知层的技术目标是构建城镇燃气完整的数据体系,包括管网、场站等基础设施数据和运行数据。针对部分城镇燃气基础设施数据库不完善,如中低压管道地理位置信息不准确、入户管道信息缺失等问题,应采用相控阵、雷达、电磁波探测等技术逐步完善基础信息。针对城镇燃气体系门站、调压站、城市综合体等重点环节的数字化建模困难的问题,建议在建设初期采用建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)进行建模。针对终端数据采集装置智慧化程度不足的问题,应加快AI智能监测终端的研究与应用。

 

2、传输层

 

传输层的技术目标是实现终端数据的可靠、低功耗、安全、实时传输。针对用户燃气流量表、压力检测表、阴保数据监测器等数字化的数据低功耗传输问题,应加强窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)技术的应用。针对应急抢修、第三方工地、场站等图像化数据的实时传输问题,应加强5G技术的应用。针对传输层网络数据的安全传输问题,应推进加密芯片的应用,加速远程终端单元(RemoteTerminalUnit,RTU)、可编辑的逻辑控制器(ProgrammableLogicControllerPLC)等网络安全硬件设备的国产化研制,加强安全软件、客户端的开发,加快网络安全平台的建设。

 

3、应用层

 

应用层的技术目标是将采集整理后的数据进行实时智能分析,得出可用于指导生产运营的决策方案,建设智慧燃气系统中心大脑平台,并开展多场景应用。


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针对现场工作人员的不安全行为,如不穿工装、不佩戴安全帽、吸烟或、打电话,装车未设置警示牌等,应利用边缘计算算法,开发场站AI视频监控,实现对场站、储备库、调压站等场景的实时监控。如人员装备图像识别系统,利用最新的深度学习与人工智能技术,结合后台工单信息,关联识别操作人员装备是否佩戴齐全,可为安全员现场监督提供有力保障。通过布设区域智能检测识别系统,可实现对第三方施工人员行为的实时监控、报警管理等,使管理者能及时、高效地对现场进行管理与指导,杜绝现场不安全行为。

 

针对采集到的海量数据,应进行智能筛选、科学完善,从而构建完整的数据库。然而如何构建科学的算法、评价体系,将海量的数据进行合理化的简化,形成可用于指导生产的决策性参数或规律是目前亟需解决的问题。例如,城镇燃气管道系统是城镇燃气系统生命线,其数据库包含复杂的管道数据、运行数据、环境数据等,需决策者进行大量的综合分析才能掌握管道系统的安全状态。发挥多源数据融合优势,开展数据驱动的机器学习燃气管网“微泄漏”识别研究,通过温度、压力、流量及第三方工地施工监测等大数据信息分析,识别出燃气管网可能存在的“微泄漏”,以提升管网的安全运营管理水平。因此,围绕高压、中压管道,构建安全监测及管控关键指标,根据管网的缺陷数量、防腐层状况、阴保系统状况、地质灾害敏感点、管材基础信息、压力温度流量(管道压力、温度传感器对接)等数据,构建管道健康指数系统,定量直观地评估管网健康安全状态。


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