摘要:燃气供应做为城市发展的重要保证,加强智慧管网技术的应用,确保城市燃气管网安全,对充分发挥其经济效益和社会效益有重要意义。文章介绍了城市燃气管网的现状,以及智慧技术在行业的应用,同时提出了加强城市燃气管网地下管线保护效果的措施,以期以科学、智慧的管理促进我国城市燃气管网技术的发展。
1、引言
当前,随着城镇化率的不断提高,我国城市建设规模逐渐扩大,城市燃气管网也不断延伸,导致整个燃气管网运行规模庞大,地下管线复杂。同时,由于燃气易燃易爆的特点,对安全要求很高,传统的人工管理模式已经不能满足城市发展的需求,亟需引入智能化技术。利用计算机等信息科学对城市燃气管网运行数据进行采集和处理,对运行状态进行全方位安全监控,做到早预警、早发现、早治理,促进城市燃气智慧管网的科学建设和安全发展,并以数据为基础,给管理层制定更加精细化的决策提供科学依据[1]。
对城市燃气管网进行智能化体系构建,主要借助多种信息传感器设备的追踪和监控,经过计算机信息系统的数据采集、分析、管理等,实现管网管理效率的大幅提升。
2、城市燃气智慧管网应用的主要信息系统
2.1 GIS系统
GIS(GeographicInformationSystem),即地理信息系统,其主要功能包括数据的采集和数据转换。基于其强大的地理空间分析能力和图形处理能力,以及快速查询功能和定位搜索功能,GIS系统得到了广泛应用。在城市燃气管网的智慧化建设中,利用GIS技术系统,依托计算机处理复杂地理信息,可以较好地分配燃气网络,与传统的分配方式相比,更灵活、操作性更强、实用性更高。同时,通过自动化技术,还可以控制燃气输送设备。
2.2 SCADA系统
SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisi‐tion)系统为实时监控系统,其组成结构见图1。它是以计算机为基础实现对现场设备的运行状况进行监控的。在城市燃气智慧管网的应用中,通过对城市燃气管网运行进行全方位监控,实时采集终端数据,以计算机为中枢、以通信技术为神经、以RTU(远程终端)和传感器为行动,进一步控制自动化系统,进而实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等功能[2]。
3、城市燃气智慧管网的规划要点
3.1 管网安全性
城市燃气管网的建设形式多样,无论是新建还是老旧改造,安全性都应该是管网运行的最基本原则。在燃气管网规划建设时,首先要确保硬件设备质量,由UPS电源保证供电的稳定性。其次,优化计算机软件的智能算法,采用有效的编程设计,建立安全应急程序和应急管理体系,保证系统安全[2]。在燃气事故中,可以应用软硬件管理系统对管道中的风险因素进行监测、收集数据,对危险源进行识别和处理,大幅减少城市燃气管道的发生概率。
3.2 技术先进性
在进行城市燃气智慧管网规划建设时,需要选用完善、成熟、先进的技术体系。系统设计要有人性化,要提供较好的人机交互感受,要重视程序的兼容性、开放性和可拓展性,同时,还应为升级和扩容留有冗余,便于技术进步后的维护升级管理。
3.3 成本经济性
在选用智能化设备和管理系统时,保证功能实现是基础,此外,还要综合考虑经济成本。尤其是系统的后期投入和维护费用,平衡各项条件,做到最优性价比。
3.4 数据采集完善
智慧管网的一大特点就是运营数据的采集、存储、处理。对城市燃气管网进行运营数据采集需要做到:(1)合理、有效布设燃气信息数据监测点;(2)重视参数设计,对关键点进行不间断监测;(3)对关键的信息数据监测点温度、湿度、流量等进行不间断监测;(4)在特定关键点探测可燃气体浓度和震动指标;(5)避免监测装置受水影响;(6)注意监测装置的防雷、防盗。此外,做好入户检查工作,确保系统自动记录用户的燃气数据信息。
3.5 监控与预警的智能化
燃气具有易燃易爆的特点,因此,对燃气管网做到智能监控与预警十分有必要。首先,对燃气传输系统进行全方位不间断监测,通过自动预警,利用GIS和SCADA系统,对事故进行精准定位,并进行应急处理,启动抢修预案,通过监控系统,结合移动通信技术,为事故抢险指挥调度提供支持。
4、城市燃气智慧管网技术应用要点
4.1 运行数据管理
城市燃气管网的数据来源复杂,且由于管网处于地下,要实现数据采集,需要布设监测设备,这对老旧管网提出了更高要求。硬件上,对现有管网进行改造,布设数据监测、采集硬件。软件上,对硬件设备采集到的数据通过软件平台进行分析、整理,同时,还要保障数据安全可靠。在城市燃气管网中开展数据采集工作,要对采集物体模型进行优化,及时修改图纸中不合理的地方。现场数据采集技术可确保相关人员了解重点部位情况,有助于优化工作方式,提高工作效率。通过对温度、湿度等数据的自动监测和分析,可实现管理决策科学合理,执行方案及时、可靠,有效提升城市燃气管网的安全运行水平[3]。
4.2 智能管理平台建设
目前,主流的燃气管网运营管理模式为系统化平台管理。主要指将燃气管网的内部应用和外部服务,以及支撑系统等纳入统一的系统化管理平台进行管理,做到对管网运行关键位置的自动监测,应用模拟算法、遗传算法、神经网络算法等对事故予以预警和数据处理,并通过系统化平台管理建立空间数据和属性数据之间的连接,保证系统的有效调配和使用。
4.3 监控预警
随着经济和城市的发展,城市基础设施建设越来越多,施工造成燃气管网破坏的情况屡见不鲜,给老百姓的生命安全、生产生活带来影响。通过智能技术,对城市燃气管网进行不间断监测,通过计算机算法和数据分析,可对事故进行精准定位、应急处理、智能抢修。相关部门和人员可以通过手机APP等智能终端接收相关信息,并以监测数据为基础,进行科学决策。
4.4 智能巡检
智能巡检是燃气管网智慧化的主要表现之一,与传统人工巡检方式相比,智能巡检可有效降低人力成本,提升检验效率,保障人的生命安全,降低企业运行成本,推动燃气管网服务的智能化、自动化。
4.5 系统升级应用
物联网技术和智慧城市的发展,为未来城市燃气智慧管网的运行奠定了技术和管理基础。随着智慧技术的发展,燃气管网也必然会升级应用。通过物联网技术和智慧城市建设运行制度,更多地连接城市运行管理的方方面面,做到万物互联,一方出现问题,系统平台将进行智能化判断和处理。如此,不仅可以提升城市燃气管网的运行水平,还能改变智慧城市建设的运营模式,实现社会经济和谐统一发展。
5、城市燃气管网地下管线的保护措施
5.1 合理规划施工管线
在城市燃气管网建设中,首先需要合理规划施工管线,通过对管线的相关情况进行了解和收集,进行科学设计,避免与原有管线造成矛盾冲突。此外,在规划中还应该考虑管网未来的发展,要留有一定余地,便于后期维护升级。合理的施工管线规划是保证管线压力和供气顺畅的重要条件,也是保证工程项目质量的先决条件,因此在工程实践中,需要通过计算机软件选择适用性和经济性高的管径,严格遵守管线的规划设计方案,避免错误施工、延误工期给人民的生活造成不便[4]。
5.2 合理选择施工技术
在城市燃气管网建设中,为了避免管线受损,必须采取合理的施工技术对其进行保护。基于管线位置、深度等要素进行保护技术的选择。同时,要保证施工流程、施工操作符合要求。积极采用新技术、新产品对管线工程进行建设。尤其是土体沉降、土体加固、复杂管线施工等方面,要结合项目实际,选取先进的施工技术进行建设。
5.3 加强管线施工管理
燃气管网因其易燃易爆的特性,施工时,需要引起高度重视,提高管网设计安全系数,按照相关标准和规范进行施工,保证燃气管网安全运行。在管理上,要明确施工要求,把控技术细节,提高工程质量和安全管理水平。除了不断提高新建管道的建设质量,老旧管道运维更应加强施工管理。积极引进先进信息技术,推动城市燃气管网的信息化发展,依托GIS和SCADA技术,加强管网监测、进行事故精准定位,通过统一管理平台进行智能响应、处理,完善燃气管网的智慧化管理体系。
5.4 强化质量监管
对燃气管网的施工质量进行监管,具体包括:(1)对管网所用材料、施工工艺、施工环节进行管理、监督、检查,确保所有材料资质齐全,工艺先进可靠,环节稳步推进;(2)在管网施工工作结束后,要通过相关机构的质量验收才可投入使用;(3)通过智慧管网一体化信息管理平台对整个城市燃气管网进行监测、管理,确保管网运行安全可靠。
6、结语
综上所述,城市燃气管网对于居民生活和城市建设关系重大,由于其管网复杂、有安全隐患、规模大等特点决定了必须进行智慧化管理技术的应用,同时,还应强化地下管线的施工保护措施,为建设更智能、科学、合理、领先、安全的城市燃气管网系统奠定技术管理基础,积极推动我国燃气事业的发展。
参考文献:
[1]王建欢.城市燃气管网中智能化技术的应用问题及策略探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(12):181-182.
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[3]刘青,关鸿鹏,张应辉,仇晶,蔡磊.面向大型燃气管网的智能调控系统架构设计与实现[J].城市燃气,2021(2):11-17.
[4]城市燃气管网工程施工中地下管线保护技术及对策探讨[J].产业与科技论坛,2020,19(19):215-216.
文章来源:张修男.城市燃气智慧管网技术的探究[J].智能建筑与智慧城市,2022,(05):166-168.
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