【安防知識網(wǎng)】項目背景

　　上海燃氣某區(qū)銷售有限公司作為目前上海唯一的全天然氣銷售企業(yè)，主要經(jīng)營該區(qū)居民和單位各類客戶的天然氣業(yè)務(wù)發(fā)展、銷售服務(wù)、輸配管理和天然氣施工安裝及相關(guān)業(yè)務(wù)，其中輸配管理是業(yè)務(wù)正常開展的基礎(chǔ)和有力保障。而輸配工作是運行在大量管網(wǎng)、閥門、調(diào)壓器等設(shè)施的基礎(chǔ)上的，因此，掌握設(shè)施的運行狀態(tài)、保證設(shè)施的正常工作對于業(yè)務(wù)的正常開展和廣大百姓、企業(yè)的日常用氣至關(guān)重要。

　　目前，輸配管理所依托3000多公里地下管網(wǎng)、完備的輸配設(shè)施及SCADA調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，保障了公司為所有客戶提供可靠的天燃氣供應(yīng)服務(wù)，并能在發(fā)生應(yīng)急情況下具有較強的供氣保障手段和能力。其中SCADA系統(tǒng)對部分設(shè)備做到了實時監(jiān)測，包括運行的數(shù)據(jù)和參數(shù)，有效、高效地保障了設(shè)備的正常工作，但由于該系統(tǒng)成本太高，因此還有大量的設(shè)備沒有納入SCADA系統(tǒng)的管理，對SCADA系統(tǒng)的工作情況也需要定期地查看與管理，因此人工設(shè)備巡檢即是保證設(shè)施正常穩(wěn)定運行的重要措施。

　　設(shè)施的人工巡檢工作主要是指由專門的工作人員定期對某地區(qū)的輸配設(shè)施進行巡查，在現(xiàn)場通過對設(shè)施的檢查和對部分設(shè)施數(shù)據(jù)的查看、記錄,從而掌握系統(tǒng)的運行狀況和使用情況。

　　巡檢工作有兩個重點，一是要保證定時對每個設(shè)施的檢查，二是對每次巡檢的設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)的匯總、分析、記錄。其中前者的實施質(zhì)量是實現(xiàn)后者目的的基礎(chǔ)。目前輸配管理所的設(shè)施巡檢是安排人員根據(jù)任務(wù)安排對設(shè)施檢查后，將設(shè)施情況和相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在相關(guān)的卡片表格上供查看和記錄。因為該地區(qū)設(shè)施數(shù)量巨大，巡檢工作任務(wù)重，巡檢數(shù)據(jù)多，這樣的管理方式無法很好地得到客觀的巡檢工作的到位率、巡檢時間和對巡檢質(zhì)量進行評價，而使巡檢質(zhì)量受到影響。而且設(shè)施狀況和相關(guān)數(shù)據(jù)要用紙筆記錄，記錄后分析匯總十分困難，需要手工將數(shù)據(jù)輸入計算機，再進行人工的分析和處理，耗時耗力，無法準(zhǔn)確方便實時地掌握設(shè)施的運轉(zhuǎn)狀況。

　　鑒于上述現(xiàn)象，上海燃氣某區(qū)銷售有限公司決定采用電子巡更系統(tǒng)來完成天燃氣傳輸設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、匯總和數(shù)據(jù)計算機輸入，以達到省時省力，數(shù)據(jù)采集、分析、處理、輸入正確的目的，下面是該項目的解決方案。

　　系統(tǒng)概述

　　系統(tǒng)原理

　　GREAT電子巡檢管理系統(tǒng)作為應(yīng)用于城市公用事業(yè)范圍內(nèi)的新一代電子巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以很好地解決現(xiàn)有巡檢管理工作中的一些不便與不足，大大提高管理的質(zhì)量和效率。它不同于傳統(tǒng)的電子巡檢系統(tǒng)，除了可以通過提供巡檢的實施時間，保證巡檢工作的正常開展，還提供了對設(shè)備運行狀態(tài)的記錄和設(shè)備運行數(shù)據(jù)的輸入，從而可以方便地將數(shù)據(jù)下載到電腦，由管理軟件自動來分析和處理。并且針對系統(tǒng)管理區(qū)域廣，設(shè)備數(shù)量多的特點，創(chuàng)新地引入了GIS(地理信息系統(tǒng))模塊，實現(xiàn)對設(shè)備的定位和地域性的管理。所以該電子巡檢管理系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備巡檢情況，設(shè)備運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)，設(shè)備檔案與安裝位置，分布情況的綜合管理。

　　電子巡檢系統(tǒng)的核心是手持式的數(shù)據(jù)采集器和安裝在現(xiàn)場的電子標(biāo)簽。非接觸式的電子標(biāo)簽可以提供一個唯一的地址碼，為每一個需巡檢的設(shè)施安裝一個電子標(biāo)簽，與設(shè)施一一對應(yīng)，相當(dāng)于設(shè)施的身份識別物。手持式的數(shù)據(jù)采集器可以讀取，紀(jì)錄信息采集點的地址碼和采集的時間日期，同時通過采集器上的鍵盤和液晶屏可以輸入紀(jì)錄設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。這樣通過數(shù)據(jù)采集器可以客觀地記錄每一次設(shè)備巡檢的時間、狀態(tài)和相關(guān)的數(shù)據(jù)。采集器中的數(shù)據(jù)包括采集點的地址碼、采集的時間日期、通過鍵盤手工輸入的設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)等可以隨時下載到控制中心的管理電腦中，通過電腦的自動統(tǒng)計和分析軟件，可以自動生成各類統(tǒng)計報表。確保定時對設(shè)備按計劃巡檢，記錄設(shè)備狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行歸檔統(tǒng)計分析，為管理者提供科學(xué)的管理依據(jù)。

　　系統(tǒng)組成

　　在每個需要巡檢采集數(shù)據(jù)的調(diào)壓器場所安裝一個對應(yīng)的感應(yīng)式的信息點;信息點采用Ti的rfid芯片，采用讀頭驅(qū)動方式(無源);信息儲存媒介(信息采集器或稱巡更棒)采用4M位FLASH存儲，掉電數(shù)據(jù)可保存10年以上，存儲容量為5000條記錄，供工作人員采集數(shù)據(jù)用，采集設(shè)備提供數(shù)字輸入和時間選擇。按照設(shè)備巡檢的要求，通過系統(tǒng)管理軟件下載數(shù)據(jù)項的名稱(進口壓力，出口壓力)和設(shè)備狀態(tài)的名稱(以選項的形式提供)到數(shù)據(jù)采集器中;用戶在巡檢的現(xiàn)場在數(shù)據(jù)采集器上輸入對應(yīng)的數(shù)據(jù)和選擇對應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)。

　　在各無局域網(wǎng)的分管理站點安裝遠程數(shù)據(jù)下載器;局域網(wǎng)上的分管理站安裝本地數(shù)據(jù)下載器;系統(tǒng)管理軟件和數(shù)據(jù)庫安裝在管理中心服務(wù)器，各分站可安裝客戶端軟件。系統(tǒng)工作原理參見圖1。

圖1   巡更系統(tǒng)工作原理圖

　　功能介紹

　　系統(tǒng)的核心是管理軟件，軟件功能具體包括數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)報表查詢、統(tǒng)計分析、設(shè)備地圖管理等主要功能模塊。

　　數(shù)據(jù)報表查詢：可以提供設(shè)備的基本屬性、巡檢信息(巡檢時間、巡檢人等)，設(shè)備信息(設(shè)備數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)等)。提供以巡檢日期、站點、模板、巡檢人、設(shè)備類型等方式進行檢索，生成多種報表，包括巡檢表、未巡表等，對超過一定時間沒有實施巡檢的設(shè)備的查詢和分析等。

　　[nextpage]統(tǒng)計分析：提供指定時間段內(nèi)，或站點、設(shè)備類型、模板的巡檢情況統(tǒng)計報表，以百分比的形式準(zhǔn)確反映巡檢的相關(guān)情況，通過數(shù)值形式統(tǒng)計巡檢具體數(shù)量?？梢詫υO(shè)備的運行狀態(tài)進行分析和統(tǒng)計，如各類故障，不正常的運行參數(shù);可以對設(shè)備的屬性進行分類統(tǒng)計，匯總，如不同廠商，不同投運日期等等。通過系統(tǒng)的報表可以實現(xiàn)對設(shè)備靜態(tài)和動態(tài)的管理。

　　軟件允許用戶自行設(shè)定設(shè)備的名稱，對應(yīng)的電子標(biāo)簽，預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)值，建立設(shè)備數(shù)據(jù)庫。編輯數(shù)據(jù)采集的順序、設(shè)備的數(shù)據(jù)項、單位、事件等，并下載到移動數(shù)據(jù)采集器中。

　　設(shè)備地圖管理：運用GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)，以該地區(qū)地圖為基礎(chǔ)，包括地形、道路、單位、管線、設(shè)施等獨立圖層，準(zhǔn)確地標(biāo)注出需巡檢管理的相關(guān)設(shè)備的位置。所有設(shè)備圖標(biāo)與該設(shè)備的數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，采集的數(shù)據(jù)下載后自動與地圖上的對應(yīng)設(shè)備匹配顯示。局域網(wǎng)用戶可以通過客戶端程序查看數(shù)據(jù)，非局域網(wǎng)用戶可以通過廣域網(wǎng)以網(wǎng)頁方式查看數(shù)據(jù)(圖2 )。

圖2   系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　局域網(wǎng)上的站點數(shù)據(jù)在本地下載通過LAN保存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中，異地站點的數(shù)據(jù)通過電話線下載到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)管理軟件自動對數(shù)據(jù)進行分析處理。

　　解決方案

　　應(yīng)用背景

　　燃氣行業(yè)巡檢管理系統(tǒng)一期工程主要是對上海某地區(qū)輸配所2083個中、高調(diào)壓站進行巡檢管理，調(diào)壓站全部為無人值守，分布在該整個地區(qū)，下屬三個分站，分三個區(qū)域進行巡檢。三個分站都需要設(shè)置數(shù)據(jù)下載點，其中一個分站與管理中心有網(wǎng)絡(luò)連接，三個站點的巡檢數(shù)據(jù)需要集中到管理中心，并將巡檢數(shù)據(jù)在公司內(nèi)部發(fā)布，供各管理部門使用。整個解決方案以Ti感應(yīng)式電子標(biāo)簽、手持式帶鍵盤、液晶屏數(shù)據(jù)采集器、遠程電話線數(shù)據(jù)下載器、網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)管理軟件(包括C/S和B/S結(jié)構(gòu)兩個模塊和GIS模塊)為核心。

　　在現(xiàn)場電子標(biāo)簽部分，考慮到設(shè)備(調(diào)壓器和閥門)基本都處在室外，環(huán)境比較惡劣，所以選用了環(huán)境適用性較強的Ti感應(yīng)式電子標(biāo)簽，而沒有選用成本較低的EM感應(yīng)式電子標(biāo)簽。系統(tǒng)選用了SQL-Server數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一安裝在管理中心的服務(wù)器上，系統(tǒng)覆蓋該整個地區(qū)，涉及三個管理分站，其中兩個分站沒有局域網(wǎng)覆蓋，通過遠程數(shù)據(jù)下載器用電話線將巡檢數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行姆?wù)器，對有局域網(wǎng)連接的一個站點，安裝客戶端程序，通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，達到集中管理，統(tǒng)一處理的目的。公司的各管理部門可以選擇用安裝客戶端的方式，或直接用網(wǎng)頁瀏覽器對巡檢數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)進行查詢和管理。

　　系統(tǒng)通過電子標(biāo)簽實現(xiàn)了對設(shè)備的識別，對每次巡檢實施時間記錄，可以方便地考核設(shè)備的巡檢質(zhì)量;對巡檢中采集的設(shè)備數(shù)據(jù)和狀態(tài)，由系統(tǒng)管理軟件進行自動的分析和處理，可以方便的掌握設(shè)備運行狀態(tài);結(jié)合電子標(biāo)簽和GIS模塊，可以實現(xiàn)對設(shè)備的臺帳管理。

　　工作流程

　　系統(tǒng)管理人員在管理軟件中將所有調(diào)壓器按區(qū)域分布編制為若干個樣板，針對樣板制訂每月的巡檢計劃，并將該巡檢計劃同步到手持式數(shù)據(jù)采集器上，巡檢人員可隨時查看計劃。

　　巡檢人員攜帶手持式數(shù)據(jù)采集器按計劃開展巡檢，到達指定設(shè)備后先讀取設(shè)備的電子標(biāo)簽，采集器會自動顯示該設(shè)備的名稱，并自動進入數(shù)據(jù)輸入和事件選擇界面，巡檢人員根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)和時間的輸入，完成后再讀取電子標(biāo)簽。這樣一條包括巡檢時間、停留時間、設(shè)備數(shù)據(jù)和狀態(tài)的完整巡檢記錄被記錄在采集器中。

　　巡檢人員每天回到站點，將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，系統(tǒng)管理軟件自動對數(shù)據(jù)進行分析，生成各類報表，包括巡檢報表、設(shè)備數(shù)據(jù)報表、設(shè)備狀態(tài)報表等等，各管理部門可以以網(wǎng)頁的方式實時查看數(shù)據(jù)。

　　新增的設(shè)備和廢除的設(shè)備可以在系統(tǒng)內(nèi)增加或標(biāo)注，在地圖上會在對應(yīng)的坐標(biāo)處自動生成圖標(biāo)，并創(chuàng)建關(guān)聯(lián)。

　　使用效果

　　該系統(tǒng)自2006年10月投入使用，取得了不錯的效果，具體而言：

　　·客觀掌握數(shù)據(jù)采集的時刻、用時，質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)采集的正常進行;

　　·采集的數(shù)據(jù)和設(shè)備的事件、狀態(tài)一次輸入，自動處理數(shù)據(jù)，直接生成報表，并提供一定的自動統(tǒng)計分析功能，對設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況準(zhǔn)確掌握，提高工作效率，大大降低工作量;

　　·通過系統(tǒng)管理軟件建立了該地區(qū)的閥門、調(diào)壓器相關(guān)資料的數(shù)據(jù)庫，做到物、帳、圖一致;

　　·通過GIS系統(tǒng)實現(xiàn)對調(diào)壓器的準(zhǔn)確定位，對設(shè)備的分布統(tǒng)計。