關于城市燃氣管網的數字化技術應用研究

摘要:隨著經濟和科技的發展,在現階段我國的城市化進程越來越快,因此我國許多的城市正面臨著發展的關鍵時期,只有在當前的社會背景之下,完成數字化城市建設的初步構型,才能夠幫助我國建立出更加完善的數字化城市模型,才能夠讓我國城市的數字化發展得到明顯的進步與提升。
關鍵詞:燃氣管網;數字化技術就目前的發展現狀而言,遠程辦公,輕量服務,傳統企業轉型需求在這一年不斷激增。常說的數字化轉型,以數字化技術為基礎,數據運維為核心,推動業務模式、運營流程、管理體系等方面數字化的戰略舉措。
1
城市燃氣管網的現狀與問題
1.1施工對燃氣管道的破壞
燃氣管網是未來城市規劃過程中非常重要的一個環節,它不僅僅能夠維持城市自身的生命話力,還能夠在一定程度上為我國的綠色發展提供相應的幫助和啟發,目前,我國城市的地下管線有著非常多的種類,其中包括水利管道,網絡通信管道,以及燃氣管道等。
在目前的城市管道建設中,我們當前所建設的燃氣管道具有非常強的隱蔽性,與此同時,缺少較為明顯的標記,導致我們當前對管線的維護缺乏足夠的信息,因此在未來的發展過程中,我們應當加強對準確完整的管線資料完善工作,否則,施工單位很容易對未知管道造成破壞。
1.2信息化嚴重不足
當今是一個科技發展非常快的時代,各行各業的數字化進程都已經有了非常大的發展,當目前我國城市燃氣管網的數字化應用還存在著很大的問題,在數字化的發展進程上依舊非常落后,因此在未來的發展過程中,我們應當不斷的加強對這方面信息化的發展,這樣才能夠適應城市日新月異的變化,才能夠讓我國城市化的進程更進一步,讓我國的經濟水平以及人民的生活水平得到提升。
城市發展日新月異,城市管網在也不斷地改建、擴建和更新,尤其是城鎮化進程快速發展,城市管網的布設范圍、密度不斷增大,因此管網數據也要動態更新。
1.3管理維護機制效率低下
城市管網的復雜性體現在非常多的方向,首先,我們從整體的角度來看,整個城市管網就相當于一個非常龐大的網絡系統,其中每一處管道都有著非常重要的作用,當其中一處發生故障時,其影響不僅限于自身的管道,它對周邊的管道也有著非常大的影響。
面對此種情況,目前的工作人員不能夠對各個位置的管道網絡進行實時的監控和排查,在問題發生時不能及時的找到問題的發源地以及解決措施,因此目前存在著排除問題效率低下的問題,與此同時,我們對管道網絡的監督力度也存在著一定的問題,一些巡檢的工作人員的工作質量不能夠得到充分的保障,且不能對巡檢工作人員的工作質量進行有效的監督。由此可見,在未來的發展中,我們應當想辦法解決相關的問題。
2
地理信息系統(GS)技術應用
燃氣管網地理信息系統基于動態和靜態燃氣管網電子地圖,采用G引S和空間數據庫技術,實現對管線、閥門、調壓站、門站等燃氣設施的統一管理。其目標是實現燃氣設施管理的自動化和科學化,及時提供燃氣企業管理所需的各類信息資源和分析決策依據,達到用戶受益、企業受益的目的。
燃氣地理信息系統包括燃氣數據管理子系統、WB發布應用子系統、巡查管理子系統、離線應用子系統等內容。
燃氣GS邏輯上,從上到下,依次為網絡層、數據層、業務邏輯、服務層和應用層五部分。
網絡層:需要建設系統所需的存儲、網絡、數據采集、數據服務等硬件設備,還需要建設系統軟件、」操作系統和數據庫管理系統等軟件設備。
數據層:需要建設和管理基礎空間數據庫包括基礎地形數據、影像數據、管網及設施數據、燃氣業務專題數據元數據等。
業務邏輯層:提供底層GS管理服務,實現對圖形數據的發布、管理。內容包括GS發布服務、數據引擎、中間件、工作流等。
服務層:分為數據服務和功能服務。數據服務主要通過WebService、GlS接口、ADO為應用層獲取業務相關數據,功能服務主要是通過WebService?實現功能的表現接口。
應用層:包括燃氣管網Client/Server管理子系統、燃氣管網Brower/Server管理子系統、離線管理、手持終端、燃氣工程管理以及集成應用等內容[1]。
3
數據采集技術
PLC-ControlWaveMicro,PLC/RTU組態工具和OpenBSI實用軟件包[2]這三種工具是目前主要的數據采集工具,對我國目前的燃氣管網的數字化發展有著非常大的幫助,同時,在未來的發展過程中,我們需要加強對數據采集技術的研究與發展,只有這樣才能夠讓我國的相關技術得到更好的發展與進步。
4
數據融合技術在燃氣管網故障診斷中的應用
4.1技術背景
數據融合技術能夠對正在運行的系統進行實時監控,例如該技術在高壓力、大口徑、長距離天然氣輸送管道中的使用,能夠對天然氣管網的運行狀態進行實時監測,有效的處置一些在人力和環境影響下難以排除的故障,從而保證天然氣運行的安全、平穩、高效,因此數據融合技術具有非常重要的作用。當天然氣管網發生泄漏時,各個節點的傳感器能夠對該節點中的天然氣信息進行采集,然后將結果上傳到生產控制中心進行分析和處理。
4.2技術架構
研究人員提出了利用基于神經網絡、證據理論等方法的融合處理方式,從而對一個或者是多個的傳感器進行同時的監測和分析,以提高監測的精確度,減少由于天然氣泄漏造成的安全事故。
5
數字仿真技術應用
5.1燃氣管網仿真系統發展現狀及問題分析
天然氣管道仿真軟件方面,我國的發展與起步較晚,相較于許多國外發達國家的發展來講,正處于需要高度發展的階段,但我國目前取得了非常亮眼的成績,目前我們已開發出多款技術成熟的仿真計算軟件,在全世界范圍內得到廣泛的應用,這一點值得我們驕傲。最早進入中國市場的是TGNET軟件,該軟件的一大優勢在于能夠對長管道進行比較精準的模擬,通過該軟件所能夠得到一系列長管道的數據,與現場的真實數據非常接近,因此在長管道的應用上具有非常大的價值,尤其是在計算管道的設計、運營參考數值,優化系統工藝參數,仿真結果等方面,我們能夠得到與現場數據十分接近的結果,準確程度非常高,得到業內廣泛認可。
5.2燃氣管網仿真系統的應用
燃氣管網仿真系統的主要功能是根據實際燃氣管網中的站場位置、管徑、管長、設備位置、設備屬性、氣體屬性、管網工作能力、管網操作特點等基礎情況,建立燃氣管網數字化仿真模型。這項技術是對管網某處進行的一項檢測技術,它能夠時刻檢測某一狀態下儲氣量、各點壓力等數據,這些數據對整個裝置的發展來講非常重要,有了這些數據我們就能夠更好地對管網仿真系統進行操作,操作人員也能夠更為明確的找出各個位置的問題與故障所在。相應的工作人員可以通過這個仿真系統實現對整體器械的控制,這樣一來,就能夠更為準確地對管道內部的各項數據進行檢測,同時還能夠將離線所產生的數據適時地打印出來,方便我們對數據進行分析,還能夠對管道內的數據進行分析,這一功能對快速制定調度方案非常有用。
6
結語
綜上所述,燃氣管網設計及運維是一個龐大而復雜的系統工程,而數字化技術的不斷發展為其提供了重要的技術支持。目前這項系統工程能夠通過數字化的數據為基礎,能夠讓我們實現對整個城市管道網絡進行實時的監測和調整,這樣一來,我們就能夠為我國城市的數字化建設提供相應的發展基礎,還能夠讓我國的城市經濟水平得到更多的進步與發展,讓我國更快更好地實現對資源節約型以及環境友好型的社會發展模式,最終實現城市管網系統全面數字化。