浅谈燃气智慧管网技术在雄安新区的应用

2020-10-26陈志伟刘晓蕾

科学与信息化 2020年29期

陈志伟刘晓蕾

摘要随着燃气智慧管网技术的不断发展，结合雄安新区智慧城市的定位和发展理念，雄安新区将是燃气智慧管网的建设和应用的重要试点。雄安新区城市基础设施基本是在空白田地上开展建设，其中燃气管网的建设可以彻底摆脱老旧燃气管网的束缚，雄安新区为智慧管网技术的建设和应用提供了绝佳的空间和机会。燃气智慧管网在雄安新区的建设和应用将对该项技术的发展，甚至整个燃气行业的发展具有重要意义。本文梳理了燃气智慧管网的定义以及其发展现状，并介绍了雄安新区燃气管网基础设施的建设目标和实际现状。最后，针对燃气智慧管网在雄安新区的建设和应用，给出几点认识及建议。

关键词智慧管网;燃气;智慧城市;数字化;安全运行

引言

根据雄安新区规划纲要中“同步规划建设数字城市，筑牢绿色智慧城市基础”的要求，结合雄安新区的功能定位和发展理念，雄安新区规划建设的方向是一座国际一流、绿色现代的智慧城市。燃气规划方面，雄安新区要规划建设安全可靠燃气供应系统，形成多源多向、互联互通的新区燃气输配工程系统。近期，中国雄安集团对外发布雄安新区智慧能源体系企业标准，燃气作为雄安新区能源利用的重要组成部分，燃气智慧管网在雄安新区的建设和应用对雄安新区建设“绿色智慧新城、数字孪生城市”具有重要意义。智慧管网是智慧城市的重要组成部分，雄安新区将是燃气智慧管网的建设和应用的重要试点[1-3]。

1概述

根据国家发改委发布的《中长期油气管网规划》，2025年全国油气管网总长度将增加到24×104 km，约是目前规模的两倍，这无疑对油气管道的安全性和运营效率提出更高要求。另外，随着“中国制造2025”、“工业互联网+”等相关发展目标的提出，物联网技术在油气管网领域逐步得到应用，“智能管道”和“智慧管网”的发展理念也越来越多地应用于油气管道的建设与运行管理中[4-8]。

1.1 智慧管网的定义

2019年中国智能管道大会上，中国石油管道公司提出了油气智慧管网的定义。所谓智慧管网是在管道数字化、标准统一的基础和前提下，以实现“数据全面统一”、“感知交互可视”、“系统融合互联”、“供应精准匹配”、“运行智能高效”、“预测预警可控”为目标，利用“端+云+大数据”体系架构收集处理管道全生命周期数据，提供智能分析与智慧决策的支持，用信息化手段实现管道的可视化、智能化管理。

1.2 燃气智慧管网发展现状

目前，国内外先进的大型油气管道企业几乎都采用了一些智能技术应用到油气管道、设备的运行管理和风险控制，如数据采集、信号远传、智能探测、视频监控、远程调度等。在数据平台建设方面，一些企业能够对管道各种参数的采集与储存，基本实现管道全生命周期数字化管理。在模型软件开发方面，国外一些先进企业能够实现一定程度的仿真模拟和自动预测等功能。国内多数企业正在加强进行管道全生命周期数字化管理建设，并取得一定成果。

1.3 燃气物联网技术简介

管道物联网的主要是为智慧管网获取数据，是实现智慧管网的基础。燃气管道物联网技术是借助信息技术，将燃气管道设备设施实物与运营数据的采集、传输、分析、决策等整合成为一个有机整体，实现优化设备管理和运营决策等功能[9]。燃气管道物联网一般分為感知层、传输层、应用层。感知层主要依靠一些传感和感知设备，对设备及周边环境数据进行采集，精确监测、感知管网运行及安全状态。传输层是通过有线或无线网络将感知层采集的运行数据实时传输至应用管理系统。应用层是对传输的信息进行整理与展示，依靠数据管理系统与运行管理系统，为后续的预测预警、智能决策分析提供数据基础，最终实现管道的安全、稳定运营。

2雄安新区燃气智慧管网建设情况

2.1 建设目标

根据雄安新区智慧城市的定位和发展理念，雄安新区燃气智慧管网需要通过采用物联网、人工智能、大数据、工业互联网、数字孪生等信息化手段，大幅提升燃气企业在质量、进度、安全等方面的管控能力，实现管道的可视化、网络化、智能化管理，最终形成具有“全方位感知、综合性预判、自适应优化、一体化管控”的能力，并且安全、高效运行的智慧管网。

2.2 实际基础

雄安新区设立之前，3个县城的城区范围已经实现了管道燃气供应，部分农村和乡镇因“煤改气”政策也已铺设了燃气管道。根据新区规划，避开城区，优先在三县城区中间区域（多为乡村和农田）进行开发建设。燃气方面，将敷设新的燃气管网，结合雄安新区的功能定位和发展理念，雄安新区将像一张白纸一样，是“智慧燃气”、“智慧管网”的绝佳试点。

目前雄安新区已招标的燃气工程建设项目有2个片区和2条干线，燃气管网长度共约180km。根据雄安新区政策要求，燃气项目工程建设将推行应用BIM（建筑信息模型）技术，实现工程建设项目全生命周期管理。根据中标公示，北京燃气将联合中石油昆仑燃气为雄安新区燃气项目的工程建设和运营提供管理服务。雄安新区燃气干线管网通过门站、调压站中配置的智能设备设施实现压力监测、压差监测、流量监测、泄漏监测、沉降监测、应力监测等，并且具备远程调节与调度的功能。片区内燃气管网借助调压站箱、闸井阀室等配备的设备设施实现电子标识定位、阴极保护检测、远程监控等功能。综合管廊方面，雄安新区主推燃气管线入廊，并设立独立燃气舱。管廊分段阀室和支线阀室内能实现泄漏监测和远程关闭功能。用户燃气表方面，配备智能超声远传燃气表，发生异常情况，如燃气泄漏、用量突增、不完全燃烧、发生地震等，燃气表实现自动切断功能。

3建议

雄安新区是对智慧城市的探索，智慧管网是智慧城市必然的选择。基于对国内外燃气智慧管网发展现状和雄安新区燃气项目工程实际，对雄安新区燃气智慧管网的建设和应用提出以下建议。

（1）雄安新区是燃气智慧管网建设和应用的一个千载难逢的机会，规划和建设好燃气智慧管网将对智慧管网的发展，甚至对整个燃气行业的发展都具有重要意义。

（2）燃气管网数字化、智能化发展是必然趋势，在提升新理念的同时，需要加强对数字化、智能化技术和理论基础的提升。

（3）在科学技术飞速发展的今天，燃气智慧管网的建设急需具有燃气专业知识和数字化、智能化技术的复合型人才。

（4）在智慧管网的初步建设阶段，不可过分依赖数字化和智能化，燃气安全运营和应急保障仍然是燃气企业重点关注的内容，重应用、重效果的前提是要做到重安全。

（5）建議数据标准和建设标准要优先制定并统一，以更好实现燃气管网建设阶段和后期运营阶段的各项数据管理的完整性以及各个系统对接互联的可行性。

参考文献

[1] 聂中文，黄晶，于永志，等.智慧管网建设进展及存在问题[J].油气储运，2020，39（1）：16-24.

[2] 杜朋卫.智慧管网在智慧城市中的重要应用[J].智能建筑与智慧城市，2019（01）：77-78，100.

[3] 李柏松，王学力，徐波，孙巍，王新，赵云峰.国内外油气管道运行管理现状与智能化趋势[J].油气储运，2019，38（3）：241-250.Suel，2014，137：405-411.

[4] 蔡永军，蒋红艳，王继方，等.智慧管道总体架构设计及关键技术[J].油气储运，2019，38（2）：121-129.