全面掌控燃气信息 智能调度运营资源——MapGIS燃气企业综合运营调度平台解决方案

任克亮，陈 龙

(中地数码集团数字城市事业部，湖北武汉430074)

新奥集团创建于1989年，以创新清洁能源为使命，立足于推动能源生产与利用方式的转变，创新煤基低碳能源转化技术和泛能网技术。集团拥有100多家全资、控股公司和分支机构，分布在国内100多个城市及亚洲、欧洲、美洲、大洋洲等地区。随着业务的不断扩大，集团规模逐渐庞大，传统业务分离的管理方式已经无法满足燃气业务对于优化调度和安全运营的需求。现以数据采集和监控系统(SCADA)为数据来源，它可以实时监控管网气量数据和设备运行状态，在GIS和GPS技术辅助下，提供对燃气管网巡检监控、车辆物流跟踪、隐患管理等地理信息服务，实现实时在线一体化数据管理解决方案。

一、总体目标与设计

总体目标:一是保证日常运营中资源信息利用的最大化，资源包括燃气数据信息、人力资源信息、车辆资源信息等;二是保障运营安全，在出现事故时做应急指挥，日常则进行隐患排查。运营中的资源优化调度直接决定着集团经营效益。随着季节变更，地域不同，对于燃气的需求各不相同，通过在线系统的实时数据分析，管理部门可以掌握大区或者企业的实时气量信息，资源的优化调度不仅可以降低物流成本，还可以实现天然气资源的价值最大化，挖掘整个集团运营的潜在价值。对于人员和车辆的调度，解决方案的实现会提高管理效率，促进管理部门内部的资源分配。对于管网安全巡检，结合GIS技术，可以实现巡检最佳路径决策，保证区域内没有漏检的情况，同时及时发现和处理各类管网隐患。

解决方案将新奥集团原先有的信息系统在GIS的基础上进行优化集成，将GIS管网数据和以往分散的SCADA、管网巡检计划与监控、物流车辆运输计划与监控以及安全事故隐患排查与管理等进行数据统筹并采用统一平台进行查看、分析和辅助决策。

二、系统功能

平台主要提供了面向新奥燃气运营调度的实时监控、汇总展示、计划管理、运营调度、应急抢险、专业系统集成、自定义图层、运营分析等八大基本业务功能应用(如图1所示)。

然后在实现基本业务运营管理的基础上，通过与ERP系统的对接，实现信息集成和业务的深化应用，以空间信息和功能服务为基础，拓展企业管理应用，包括在投资规划、开发性投资、维护性投资、市场开发、城市工商用户开发、车用燃气开发、工程建设、客户服务、位置服务等方面的拓展。详细的应用功能介绍如下。

1.实时监控

燃气企业的安全管理是第一位的，实时监控尤为重要。系统可以实现对气量、巡检、管网隐患、视频、加气站的实时监控，并实现监测预警。

以巡检监控为例，从模型角度出发，巡检维修等信息全部从各成员企业的巡检系统中获取，以统一界面方式向集团反映各个成员企业的设施巡检情况。当前巡检系统必须与GIS系统进行深度整合，巡检系统计划中所有的设施数据必须从GIS中读取。巡检系统需要提供上线里程数据、巡查时间数据、巡检到位数据，同时还要具备区域巡查计划制定模式和设施到位巡查两种计划模式(如图2所示)。

图1 业务功能结构图

图2 企业管网运行综合实时监控

2.汇总展示

系统平台支持对计划购气量、进气量、存气量、供气量、销气量、计划与进气差量、供销差气量等气量信息的汇总展示(如图3所示)。

图3 气量汇总展示

以购气量为例，系统平台从集团级、区域级、企业级视角对进气进行汇总展示，如整个新奥集团的计划购气总量、某个大区的计划购进气量、一个成员企业的计划购进气量等。

在全国地图上，以地图TIP和报表两种方式，展示全集团某时间段内计划购进气总量和气源组成。显示各成员气源计划购进气的分布和汇总结果，比如A企业月度上游计划购进气30万方、B企业月度上游计划购进气10万方。同时支持报表展示，可以看到各个成员企业详细的进气报表。

设备信息的汇总展示，从集团级、区域级、企业级视角对设备信息包括管网设备、监测设备、生产设备等设备信息进行汇总展示，如对管网长度的汇总，管网设备如阀门等设施设备的汇总展示，支持以地图TIP、图形、表格等多种方式实时展示(如图4所示)。

图4 设备信息汇总展示

巡检信息的汇总展示，从集团级、区域级、企业级视角对巡检信息包括巡检在线人员、离线人员数量、人员信息情况，巡检检测数据如隐患数据等进行汇总展示，支持以地图TIP、图形、表格等多种方式实时展示。

加气站的管理展示，包括对加气站的增量汇总展示，如按时间变化动态展示，按每个时间段增量历史变化展示;同时可以按集团、区域、企业等不同级别进行汇总展示。

提供查看每个加气站的销气量历史信息，可以以表格、图形等方式展示。也可通过数据聚合的方式，以集团级、区域级、城市级等级别以地图TIP和报表两种方式，汇总展示在过去1年、1月、1天、1小时内加气站的销气总量。

信息汇总方案的定制，即用户可以灵活的搭建、配置汇总方案，如针对气量汇总、巡检信息汇总、加气站信息汇总、SCADA信息、车辆GPS信息等分汇总进行交叉搭配方式的汇总，再通过集团级、区域级、企业级视角进行展示汇总数据。

3.计划管理

包括负荷分析、计划制定、计划执行监控和偏差分析。

燃气负荷分析，采用数学统计方法，以历史数据为基础，对未来小时、日、周、月、季度、年等时间周期的供气量进行预测(如图5所示)。

图5 燃气负荷分析

计划制定与执行中包括气源、集团气源的制定与执行，计划汇总、重点工商户计划上报与汇总及执行监控，设备维修、巡检计划的制定与执行监控。

偏差分析包括计划与进气差实时分析、计划与进气差汇总分析、供气缺口分析、重点用户气量偏差实时分析、重点用户气量偏差汇总分析、巡检计划偏差分析和维修计划偏差分析。

4.自定义地图图层

将GIS学科中图层、实体的概念引入燃气管理中，使用户可以定制包含自己感兴趣的数据图层，在此图层中建立点、线、区等实体，在确定实体空间信息的同时，可以与燃气运营管理中的其他数据，如监测点、管网、大用户等建立对应关系。用户对自定义地图图层及其中的实体可以进行新建、编辑、列表查询、删除等操作，并可以对实体进行定位、显示控制、范围查询等。引入GIS中的实体概念后，可以充分利用GIS的理论和方法，如建立实体间的拓扑关系、在此基础上进行缓冲区分析、连通分析等。

5.运营调度

其中信息的综合展示，包括城市级、区域级应用信息综合展示、采用软分屏多窗口同屏幕展示及信息汇总展示方案定制。以GIS地图为基础，综合汇总展示管网、SCADA、巡检等实时新消息，并且可查历史信息及对比显示。

仿真展示主要应用与城市级运营调度过程，根据管网压力、管网拓扑，示意展示管网燃气的流向;在GIS地图上实时展示巡检人员的实时位置和运动轨迹，展示爆管分析方案，显示关闭阀门和受影响用户;展示停气保供方案，即根据供气量缺口展示受影响用户，展示停气工商户，展示保障供气用户。可以用不同颜色高亮显示停气工商户、受影响用户、已保障用户等。

6.专业系统集成

本系统与燃气运营调度管理中已有的专业系统进行无缝集成，如电商平台、计量系统、物流车辆GPS系统、视频监控数据及地方巡检系统数据等。将各专业系统中的数据集成到运营调度平台中来，可以实现在同一平台下统一的进行数据的管理、显示、分析汇总，充分体现方便快捷的优势，并且消除了各系统间的信息屏障，有效避免形成信息孤岛，通过建立各专业系统间的关联关系，进行数据的汇总、叠加分析，更加深刻地挖掘出有价值的信息，对燃气运营调度提供更加全面、准确的数据和策略支持。例如，将物流GPS系统中物流车辆的实时位置信息集成到调度平台中进行展示，能够结合GIS查看车辆的在线情况、实时位置信息及其走向。将视频监控功能集成掉调度平台，能够通过调度平台的地图操作界面直接进入相应的视频监控画面，形成视频监控的空间信息和视频数据的有效结合。

7.应急抢险

安全和服务，作为燃气行业最重要的两个话题，贯穿在整个运营调度的始终，应急抢险作为燃气企业最为关注的一项业务，其水平的高低最能准确的反映燃气企业对这两项工作的重视程度。对于集团调度而言，是否能够快速高效地对应急抢险业务进行处置，体现着企业调度的运营和管理水平。

应急抢修处置业务可划分为五个阶段:监测预警、准备预案、辅助决策、监控执行和处后总结，各阶段环环相扣，同时，通过综合运营调度平台集成信息的提供，结合信息化技术和手段，进行业务处置。

8.运营分析

以图形、表格等方式表达年度、月度、天、小时、自定义时间间隔里任意时段，汇总统计成员企业计划气量、进气量、供气量、销气量的历史变化;气量偏差分析;管网汇总统计;巡检汇总统计与分析;管网风险评估与利用率分析等。

9.能源物流

储运车辆信息集成:在地图上展示储运车辆的实时位置，同时查看到车辆的起卸点、气量等信息。

储气罐信息展示:在地图上展示储气罐位置信息，并查询储气罐的容积总量、存气量等信息，为能源调度提供数据。

撬装站信息展示:在地图上展示撬装站的位置信息，并查询撬装站的容积总量、存气量、状态等信息，为能源调度提供数据。

10.扩展应用

主要实现投资规划展示、维护性投资展示、市场开发展示、工程建设展示和客户服务支持。

具体的操作流程有以下几种:展示上游气源的分布状态，输气管道的分布，接入点的分布，供应能力数据，集团所占的比例;竞争对手分布及供应范围地图展示等;根据管网利用率分析、管网风险评估分析得到管网维护投资量预测，在地图上根据投资量区别展示管网维护投资密集区域，形成专题图;基于GIS地图，展示城市重点工商业区分布情况、加气站分布展示;在地图上对大区、企业的在建工程分布做汇总展示，包括工程建设信息，工程个数、分布位置、工程进度等做汇总展示;通过平台的建设可以为企业呼叫中心提供地图服务和空间分析服务，实现维修员实时位置，提供客户点最近维修人员搜索分析，提高客户安装和维修的效率。

三、突出特色

建立的燃气企业业务数据中心，实现集团已建信息系统的无缝集成:通过各种调用接口整合燃气集团现有的各种业务信息系统，为上层决策分析提供数据基础和功能服务。

平台既能满足集团层面宏观的信息获取和对成员企业的运营监管，也能满足成员企业进行企业级的业务整合和生产运营。

平台采用面向业务的思想开发，即一个业务就是一个功能，通过简单的点击或者拖拽等一步操作即可获取结果，而后可以再根据界面提供的操作按钮或选项调整或切换结果，界面具有引导性，操作简单，专注业务。

平台界面美观、友好，数据监控更为直观，数据的查询显示效率也显著提高，图形化表达效果突出。

四、运行效果分析

新奥综合运营调度平台稳定运行两年多，取得了较为满意的效果。调度管理需要有一套完整的、高效的、可执行的业务模式支撑，而新奥燃气企业综合运营调度平台为业务模式提供了一套功能完善的、先进的、科学化的管理平台支撑。

管网数据与SCADA数据进行了有机结合，使调度中心有关工作人员能够全方位地了解与运营调度关系最直接的气量数据信息。纵向上可以从集团、大区、企业三个级别了解进、供、储等气量数据，横向上可以将每个监测点的气量信息和空间信息关联，通过区域逻辑管网图模拟燃气走向，准确的掌握各类气量的第一手数据。

管网巡检实现了常态化管理。巡检人员按照公司管理要求，分门别派地进行日巡检、周巡检、月巡检及临时巡检。由于手持GPS装载有公司管网地理信息，通过卫星定位为现场巡检人员、维修人员提供了大量、准确的管网及附属设备信息，帮助巡检人员清楚地了解区域内管网情况，告别了传统的管网靠人工记忆时代。同时，调度中心可以查看各地巡检员的实时位置信息并仿真播放其历史轨迹，及时跟踪解决巡检当中发现的隐患问题。

对于已有的其他功能系统，如视频监控、电商平台等，调度人员无需在各系统间进行切换，只需在统一的平台对数据进行查看、处理，同时对各类数据进行叠加分析，提高了工作效率，并深度挖掘出数据的潜在价值。

五、结束语

燃气业务信息化建设是未来燃气行业发展的重要方向，本文以新奥集团扩大发展为背景，介绍了新奥集团燃气企业综合运营调度平台的设计思路、系统功能和应用价值。其目标是保障资源优化调度和运营管理安全性，在集团层面注重对成员的业务监管与宏观信息掌控，在企业层面通过对企业内部所有信息资源的统一调度，来指导生产经营和资产管理。随着系统的上线和使用，管理者与员工在自己的工作领域都会有新的认识和工作方式，进而提高调度水准，提升运营水平，推动企业卓越运营战略目标实现。

略)