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摘要：近几年随着国家大力发展天然气产业，对燃气企业燃气输配管理信息化要求越来越高。逐步建立起燃气数据采集与监控系统（SCADA）、地理信息管理系统（GIS）、安防系统、车辆调度管理系统（GPS）、辅助决策系统（包括管网仿真、负荷预测系统）等多个燃气调度输配管理信息化管理子系统，这些系统的建立极大地提高了企业管理水平、经济效益和管网运行的安全性。本文主要提出燃气输配调度管理系统建设的设计思路和方法。
关键词：输配调度；SCADA；GIS；GPS
中图分类号：TU996.6文献标识码：A文章编号：
1． 系统组成及功能
燃气输配调度管理系统为燃气企业对燃气生产、产销、管网运行状态、设备资产管理、用气安全管理等提供现代化的管理手段。它对提高燃气管网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现燃气输配调度自动化与现代化。
燃气输配调度管理系统由SCADA系统、GIS系统、GPS系统、安防系统、辅助决策支持系统（管网仿真系统、负荷预测系统、泄露检测定位）等子系统组成，各子系统提高了燃气企业生产管理、设备管理、安全管理、急抢修管理、辅助支持等五大部分管理手段和效率。
输配调度各子系统具有以下功能：
1.1 SCADA系统
SCADA系统融合了先进的计算机技术、现场总线技术、网络通信技术、数据库技术、HMI技术、控制技术等，实现对燃气管网系统的进气、计量、输配、调压全过程的监控、管理和调度，能实现生产信息、管网状况的自动化收集、分类、传送、整理、分析和存储，为其他信息化系统提供基础数据。
SCADA系统主要实时监测管网运行数据、动态显示管网运行流程图、显示采集的历史/实时趋势、下达调度和操作命令、报警和事件管理、网络监视和管理、生成各种数据报表等功能模块组成。
1.2 GIS系统
GIS系统为用户提供一套管理燃气输配管网空间及属性信息、实现数据的综合查询、统计及输出、可以有效进行紧急事故处理、并可与SCADA系统、客户信息系统集成使用的管理系统。
GIS系统主要由图形基本操作模块、管网设施管理模块（设备台账管理）、管网制图系统、管网综合查询系统模块、管网综合统计模块、抢修辅助决策系统模块、系统维护管理模块、WEB GIS子系统、移动GIS子系统（PDA）等组成。
1．3应急抢修系统
应急抢修系统利用GIS系统、客户服务系统、SCADA系统及GPS系统分析事故原因，针对不同管网事故模式自动生成相应的科学、合理的应急预案，为抢修部门提供决策支持。应急抢修系统根据SCADA系统、客户服务系统获取事故报警信息，利用客户服务系统提供的用户信息，分析出影响到用户数量及范围，根据应急预案等级划分标准，系统自动识别需要启用哪级预案。通过GIS系统自动对抢修点进行定位、显示相关阀门、调压器、管线、用户信息并提供最优关阀方案。利用GPS系统自动调度离事故现场最近的抢修车辆和人员到现场抢修，将事故影响限制在最小范围内。
应急抢修系统由应急预案等级划分模块、应急过程管理模块、应急信息发布模块、道路封锁管理模块、风险评估系统模块、短信群发功能模块、与GPS系统集成、与GIS系统集成、与CIS系统集成、与SCADA系统集成模块等组成。
1.4 GPS系统
GPS系统是综合GPS、GIS、GPRS（或CDMA1X并容合GSM）无线通信技术，为燃气用户提供各种运输车辆的调度管理的系统软件。提供了对公司车辆进行高效和科学化的管理手段。
GPS系统主要功能有车辆实时定位、车辆监视控制、车辆调度管理、车辆报警处置、短信语音通信等。
1.5 辅助决策系统
辅助决策系统用于解决和优化城市燃气复杂管网、多气源燃气输配调度管理系统，建立管网实时运行模型，分析SCADA系统采集的管网实时数据，对管网的异常运行工况进行分析，模拟分析计算用气高峰期管线上的压力分布，分析高峰期每日运行的管道系统的输送和储气性能。
2．系统设计原则
燃气输配调度管理系统需要调动企业各个部门的力量，将企业生产运营流程及管理模式运用现代网络通信技术、计算机、软件及控制技术等建设成现代化信息管理平台。通过对企业生产运营及安全管理流程进行优化和业务创新，建立现代企业管理制度，提高燃气企业经济效益和社会满意度。
燃气输配调度管理系统建设一般遵循总体规划，分步分期建设，各项功能和规模伴随着企业生产需求和企业发展而不断完善和发展。系统设计原则如下：
（1）总体规划（2）制定标准（3）系统安全性（4）系统先进性（5）系统可扩展性和开放性（6）系统可靠作性和易用性（7）建立公用数据库平台（8）应采用性价比高的系统（9）建立统一管理平台
燃气输配调度系统设计的核心就是保证数据完整性和可靠性以及各个子系统安全稳定的运行。SCADA系统为整个输配调度管理系统提供管网运行实时工艺数据，只有SCADA提供完整、准确和稳定的实时工艺数据，才能掌握输配管网实际运行情况，确保管网运行安全。提高管网仿真和负荷预测结果精度，生成正确的输配调度策略和紧急抢修预案。
2.1 SCADA系统结构设计
典型SCADA系统结构设计见图1：
SCADA系统主要由调度监控中心、网络通讯系统、本地监控站及现场检测仪表、传感器、变送器、执行机构等部分组成。逻辑上可以将三SCADA系统划分为中心调度层、网络通信层和本地监控层：
第一层：中心调度层
主要SCADA服务系统、通信服务系统、数据库系统等构成。
第二层：网络通信层
系统的网络通信包括局域网通信、广域网通信两部分。
第三层：本地监控层
2.2 数据稳定性和可靠性解决方案
根据SCADA系统网络结构设计，为了解决SCADA系统采集数据稳定性和可靠性，需要分别从三个组成部分分别考虑予以设计。
2.2.1選择可靠的性价比高硬件设备，包括现场检测仪表、执行机构、控制系统设备和中心服务器、网络设备和工作站等硬件设备；只有选用可靠的硬件设备是保证数据稳定的基础。
2.2.2施工要规范：燃气是易燃易爆物品，因此在施工过程中一定要严格按照国家相关防爆危险区域施工标准进行施工，燃气SCADA系统施工一定要有专业的有施工资质厂家进行施工，布线接线及设备安装要规范可靠。
2.2.3防雷设计：燃气场站及管网都在室外，因此在设计燃气SCADA系统时，要进行防雷设计，雷电尤其是感应雷会对仪控设备造成损坏，影响到系统的运行安全和稳定。
2.3各子系统安全设计
2.3.1防病毒系统和网络隔离系统
系统要建立安全策略和运行管理机制、安全规章制度建设的意见，以身份鉴别、访问控制、网络隔离、数据加密等安全技术为基础的实用、高效、高度可靠的信息化整体安全体系结构实施方案，建立完整防病毒管理体系。
2.3.2数据备份/恢复
当由于服务器硬件故障/其他相关软件故障和误操作影响系统软件或应用软件系统时，使用磁盘阵列或光盘备份软件或备份策略将系统进行恢复，保证系统恢复正常运行。
2.3.3对重要服务器和软件采用冗余配置
对于重要服务器系统和软件采用冗余配置，当主服务器发生故障时，备用服务器能即时启用保证系统正常运行，提高系统安全性和稳定性。
2.3.4建立容灾中心
对于大的燃气输配调度系统，为了提高整个系统安全性，可以考虑建立容灾中心，当主调度中心发生重大灾难性破坏时系统将实时自动切换至备用调度中心；由设在备用调度中心系统承担起燃气输配调度管理任务。在主控中心恢复后，在网络层上自动从备用控制中心切换至主控制中心。
3．结束语
城市燃气是现代化城市能源建设中的一个重要组成部分，也是必不可少的能源基础设施。如此庞大的燃气网络。需要与之相适应的先进燃气输配调度系统和管理水平。因此，加强燃气调度管理是我们的当务之急。
参考文献：
[1] 彭世尼,周茂林. 城市燃气管网GIS系统的开发[J]. 天然气工业. 2006(02).
[2] 左丽丽,郑宏伟. 初始条件对输气管道动态仿真结果的影响分析[J]. 上海煤气. 2008(02).
关键词：输配调度；SCADA；GIS；GPS
中图分类号：TU996.6文献标识码：A文章编号：
1． 系统组成及功能
燃气输配调度管理系统为燃气企业对燃气生产、产销、管网运行状态、设备资产管理、用气安全管理等提供现代化的管理手段。它对提高燃气管网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现燃气输配调度自动化与现代化。
燃气输配调度管理系统由SCADA系统、GIS系统、GPS系统、安防系统、辅助决策支持系统（管网仿真系统、负荷预测系统、泄露检测定位）等子系统组成，各子系统提高了燃气企业生产管理、设备管理、安全管理、急抢修管理、辅助支持等五大部分管理手段和效率。
输配调度各子系统具有以下功能：
1.1 SCADA系统
SCADA系统融合了先进的计算机技术、现场总线技术、网络通信技术、数据库技术、HMI技术、控制技术等，实现对燃气管网系统的进气、计量、输配、调压全过程的监控、管理和调度，能实现生产信息、管网状况的自动化收集、分类、传送、整理、分析和存储，为其他信息化系统提供基础数据。
SCADA系统主要实时监测管网运行数据、动态显示管网运行流程图、显示采集的历史/实时趋势、下达调度和操作命令、报警和事件管理、网络监视和管理、生成各种数据报表等功能模块组成。
1.2 GIS系统
GIS系统为用户提供一套管理燃气输配管网空间及属性信息、实现数据的综合查询、统计及输出、可以有效进行紧急事故处理、并可与SCADA系统、客户信息系统集成使用的管理系统。
GIS系统主要由图形基本操作模块、管网设施管理模块（设备台账管理）、管网制图系统、管网综合查询系统模块、管网综合统计模块、抢修辅助决策系统模块、系统维护管理模块、WEB GIS子系统、移动GIS子系统（PDA）等组成。
1．3应急抢修系统
应急抢修系统利用GIS系统、客户服务系统、SCADA系统及GPS系统分析事故原因，针对不同管网事故模式自动生成相应的科学、合理的应急预案，为抢修部门提供决策支持。应急抢修系统根据SCADA系统、客户服务系统获取事故报警信息，利用客户服务系统提供的用户信息，分析出影响到用户数量及范围，根据应急预案等级划分标准，系统自动识别需要启用哪级预案。通过GIS系统自动对抢修点进行定位、显示相关阀门、调压器、管线、用户信息并提供最优关阀方案。利用GPS系统自动调度离事故现场最近的抢修车辆和人员到现场抢修，将事故影响限制在最小范围内。
应急抢修系统由应急预案等级划分模块、应急过程管理模块、应急信息发布模块、道路封锁管理模块、风险评估系统模块、短信群发功能模块、与GPS系统集成、与GIS系统集成、与CIS系统集成、与SCADA系统集成模块等组成。
1.4 GPS系统
GPS系统是综合GPS、GIS、GPRS（或CDMA1X并容合GSM）无线通信技术，为燃气用户提供各种运输车辆的调度管理的系统软件。提供了对公司车辆进行高效和科学化的管理手段。
GPS系统主要功能有车辆实时定位、车辆监视控制、车辆调度管理、车辆报警处置、短信语音通信等。
1.5 辅助决策系统
辅助决策系统用于解决和优化城市燃气复杂管网、多气源燃气输配调度管理系统，建立管网实时运行模型，分析SCADA系统采集的管网实时数据，对管网的异常运行工况进行分析，模拟分析计算用气高峰期管线上的压力分布，分析高峰期每日运行的管道系统的输送和储气性能。
2．系统设计原则
燃气输配调度管理系统需要调动企业各个部门的力量，将企业生产运营流程及管理模式运用现代网络通信技术、计算机、软件及控制技术等建设成现代化信息管理平台。通过对企业生产运营及安全管理流程进行优化和业务创新，建立现代企业管理制度，提高燃气企业经济效益和社会满意度。
燃气输配调度管理系统建设一般遵循总体规划，分步分期建设，各项功能和规模伴随着企业生产需求和企业发展而不断完善和发展。系统设计原则如下：
（1）总体规划（2）制定标准（3）系统安全性（4）系统先进性（5）系统可扩展性和开放性（6）系统可靠作性和易用性（7）建立公用数据库平台（8）应采用性价比高的系统（9）建立统一管理平台
燃气输配调度系统设计的核心就是保证数据完整性和可靠性以及各个子系统安全稳定的运行。SCADA系统为整个输配调度管理系统提供管网运行实时工艺数据，只有SCADA提供完整、准确和稳定的实时工艺数据，才能掌握输配管网实际运行情况，确保管网运行安全。提高管网仿真和负荷预测结果精度，生成正确的输配调度策略和紧急抢修预案。
2.1 SCADA系统结构设计
典型SCADA系统结构设计见图1：
SCADA系统主要由调度监控中心、网络通讯系统、本地监控站及现场检测仪表、传感器、变送器、执行机构等部分组成。逻辑上可以将三SCADA系统划分为中心调度层、网络通信层和本地监控层：
第一层：中心调度层
主要SCADA服务系统、通信服务系统、数据库系统等构成。
第二层：网络通信层
系统的网络通信包括局域网通信、广域网通信两部分。
第三层：本地监控层
2.2 数据稳定性和可靠性解决方案
根据SCADA系统网络结构设计，为了解决SCADA系统采集数据稳定性和可靠性，需要分别从三个组成部分分别考虑予以设计。
2.2.1選择可靠的性价比高硬件设备，包括现场检测仪表、执行机构、控制系统设备和中心服务器、网络设备和工作站等硬件设备；只有选用可靠的硬件设备是保证数据稳定的基础。
2.2.2施工要规范：燃气是易燃易爆物品，因此在施工过程中一定要严格按照国家相关防爆危险区域施工标准进行施工，燃气SCADA系统施工一定要有专业的有施工资质厂家进行施工，布线接线及设备安装要规范可靠。
2.2.3防雷设计：燃气场站及管网都在室外，因此在设计燃气SCADA系统时，要进行防雷设计，雷电尤其是感应雷会对仪控设备造成损坏，影响到系统的运行安全和稳定。
2.3各子系统安全设计
2.3.1防病毒系统和网络隔离系统
系统要建立安全策略和运行管理机制、安全规章制度建设的意见，以身份鉴别、访问控制、网络隔离、数据加密等安全技术为基础的实用、高效、高度可靠的信息化整体安全体系结构实施方案，建立完整防病毒管理体系。
2.3.2数据备份/恢复
当由于服务器硬件故障/其他相关软件故障和误操作影响系统软件或应用软件系统时，使用磁盘阵列或光盘备份软件或备份策略将系统进行恢复，保证系统恢复正常运行。
2.3.3对重要服务器和软件采用冗余配置
对于重要服务器系统和软件采用冗余配置，当主服务器发生故障时，备用服务器能即时启用保证系统正常运行，提高系统安全性和稳定性。
2.3.4建立容灾中心
对于大的燃气输配调度系统，为了提高整个系统安全性，可以考虑建立容灾中心，当主调度中心发生重大灾难性破坏时系统将实时自动切换至备用调度中心；由设在备用调度中心系统承担起燃气输配调度管理任务。在主控中心恢复后，在网络层上自动从备用控制中心切换至主控制中心。
3．结束语
城市燃气是现代化城市能源建设中的一个重要组成部分，也是必不可少的能源基础设施。如此庞大的燃气网络。需要与之相适应的先进燃气输配调度系统和管理水平。因此，加强燃气调度管理是我们的当务之急。
参考文献：
[1] 彭世尼,周茂林. 城市燃气管网GIS系统的开发[J]. 天然气工业. 2006(02).
[2] 左丽丽,郑宏伟. 初始条件对输气管道动态仿真结果的影响分析[J]. 上海煤气. 2008(02).