【安防知識網】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)，主要經營該區(qū)居民和單位各類客戶的天然氣業(yè)務發(fā)展、銷售服務、輸配管理和天然氣施工安裝及相關業(yè)務，其中輸配管理是業(yè)務正常開展的基礎和有力保障。而輸配工作是運行在大量管網、閥門、調壓器等設施的基礎上的，因此，掌握設施的運行狀態(tài)、保證設施的正常工作對于業(yè)務的正常開展和廣大百姓、企業(yè)的日常用氣至關重要。

　　目前，輸配管理所依托3000多公里地下管網、完備的輸配設施及SCADA調度監(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服務，并能在發(fā)生應急情況下具有較強的供氣保障手段和能力。其中SCADA系統(tǒng)對部分設備做到了實時監(jiān)測，包括運行的數(shù)據和參數(shù)，有效、高效地保障了設備的正常工作，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，因此人工設備巡檢即是保證設施正常穩(wěn)定運行的重要措施。

　　設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)的輸配設施進行巡查，在現(xiàn)場通過對設施的檢查和對部分設施數(shù)據的查看、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施的檢查，二是對每次巡檢的設施的狀態(tài)數(shù)據的匯總、分析、記錄。其中前者的實施質量是實現(xiàn)后者目的的基礎。目前輸配管理所的設施巡檢是安排人員根據任務安排對設施檢查后，將設施情況和相關數(shù)據記錄在相關的卡片表格上供查看和記錄。因為該地區(qū)設施數(shù)量巨大，巡檢工作任務重，巡檢數(shù)據多，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量進行評價，而使巡檢質量受到影響。而且設施狀況和相關數(shù)據要用紙筆記錄，記錄后分析匯總十分困難，需要手工將數(shù)據輸入計算機，再進行人工的分析和處理，耗時耗力，無法準確方便實時地掌握設施的運轉狀況。

　　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備狀態(tài)的數(shù)據采集、匯總和數(shù)據計算機輸入，以達到省時省力，數(shù)據采集、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)作為應用于城市公用事業(yè)范圍內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，還提供了對設備運行狀態(tài)的記錄和設備運行數(shù)據的輸入，從而可以方便地將數(shù)據下載到電腦，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)對設備巡檢情況，設備運行狀態(tài)、數(shù)據，設備檔案與安裝位置，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)據采集器和安裝在現(xiàn)場的電子標簽。非接觸式的電子標簽可以提供一個唯一的地址碼，為每一個需巡檢的設施安裝一個電子標簽，與設施一一對應，相當于設施的身份識別物。手持式的數(shù)據采集器可以讀取，紀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錄設備的狀態(tài)和數(shù)據。這樣通過數(shù)據采集器可以客觀地記錄每一次設備巡檢的時間、狀態(tài)和相關的數(shù)據。采集器中的數(shù)據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備的狀態(tài)和數(shù)據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。確保定時對設備按計劃巡檢，記錄設備狀態(tài)和相關數(shù)據，對數(shù)據進行歸檔統(tǒng)計分析，為管理者提供科學的管理依據。

　　系統(tǒng)組成

　　在每個需要巡檢采集數(shù)據的調壓器場所安裝一個對應的感應式的信息點;信息點采用Ti的rfid芯片，采用讀頭驅動方式(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)據用，采集設備提供數(shù)字輸入和時間選擇。按照設備巡檢的要求，通過系統(tǒng)管理軟件下載數(shù)據項的名稱(進口壓力，出口壓力)和設備狀態(tài)的名稱(以選項的形式提供)到數(shù)據采集器中;用戶在巡檢的現(xiàn)場在數(shù)據采集器上輸入對應的數(shù)據和選擇對應的設備狀態(tài)。

　　在各無局域網的分管理站點安裝遠程數(shù)據下載器;局域網上的分管理站安裝本地數(shù)據下載器;系統(tǒng)管理軟件和數(shù)據庫安裝在管理中心服務器，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)據下載、數(shù)據報表查詢、統(tǒng)計分析、設備地圖管理等主要功能模塊。

　　數(shù)據報表查詢：可以提供設備的基本屬性、巡檢信息(巡檢時間、巡檢人等)，設備信息(設備數(shù)據、設備狀態(tài)等)。提供以巡檢日期、站點、模板、巡檢人、設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備的查詢和分析等。

　　[nextpage]統(tǒng)計分析：提供指定時間段內，或站點、設備類型、模板的巡檢情況統(tǒng)計報表，以百分比的形式準確反映巡檢的相關情況，通過數(shù)值形式統(tǒng)計巡檢具體數(shù)量?？梢詫υO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)對設備靜態(tài)和動態(tài)的管理。

　　軟件允許用戶自行設定設備的名稱，對應的電子標簽，預設數(shù)據值，建立設備數(shù)據庫。編輯數(shù)據采集的順序、設備的數(shù)據項、單位、事件等，并下載到移動數(shù)據采集器中。

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

圖2   系統(tǒng)結構示意圖

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

　　解決方案

　　應用背景

　　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、高調壓站進行巡檢管理，調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。三個分站都需要設置數(shù)據下載點，其中一個分站與管理中心有網絡連接，三個站點的巡檢數(shù)據需要集中到管理中心，并將巡檢數(shù)據在公司內部發(fā)布，供各管理部門使用。整個解決方案以Ti感應式電子標簽、手持式帶鍵盤、液晶屏數(shù)據采集器、遠程電話線數(shù)據下載器、網絡型系統(tǒng)管理軟件(包括C/S和B/S結構兩個模塊和GIS模塊)為核心。

　　在現(xiàn)場電子標簽部分，考慮到設備(調壓器和閥門)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感應式電子標簽，而沒有選用成本較低的EM感應式電子標簽。系統(tǒng)選用了SQL-Server數(shù)據庫，將數(shù)據庫統(tǒng)一安裝在管理中心的服務器上，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覆蓋，通過遠程數(shù)據下載器用電話線將巡檢數(shù)據傳輸?shù)焦芾碇行姆掌?，對有局域網連接的一個站點，安裝客戶端程序，通過局域網將數(shù)據傳輸?shù)椒掌鳎_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，或直接用網頁瀏覽器對巡檢數(shù)據、設備數(shù)據進行查詢和管理。

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

　　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)據采集器按計劃開展巡檢，到達指定設備后先讀取設備的電子標簽，采集器會自動顯示該設備的名稱，并自動進入數(shù)據輸入和事件選擇界面，巡檢人員根據設備的狀態(tài)，完成數(shù)據和時間的輸入，完成后再讀取電子標簽。這樣一條包括巡檢時間、停留時間、設備數(shù)據和狀態(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)據上傳到服務器，系統(tǒng)管理軟件自動對數(shù)據進行分析，生成各類報表，包括巡檢報表、設備數(shù)據報表、設備狀態(tài)報表等等，各管理部門可以以網頁的方式實時查看數(shù)據。

　　新增的設備和廢除的設備可以在系統(tǒng)內增加或標注，在地圖上會在對應的坐標處自動生成圖標，并創(chuàng)建關聯(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)據采集的時刻、用時，質量，確保數(shù)據采集的正常進行;

　　·采集的數(shù)據和設備的事件、狀態(tài)一次輸入，自動處理數(shù)據，直接生成報表，并提供一定的自動統(tǒng)計分析功能，對設備的運轉情況準確掌握，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、調壓器相關資料的數(shù)據庫，做到物、帳、圖一致;

　　·通過GIS系統(tǒng)實現(xiàn)對調壓器的準確定位，對設備的分布統(tǒng)計。