智能技术在城市燃气管网中的应用分析

＊张晨 张明作 杨雷雷 刘慧权 卜令辉 曹伟奇

（1.北京市燃气集团有限责任公司第四分公司 北京 102101 2.北京市燃气集团有限责任公司第三分公司 北京 101111 3.北京市燃气集团有限责任公司第一分公司 北京 101111 4.北京燃气密云有限公司 北京 101500）

城市燃气管网运行具有系统化、规则化的特征，尤其是在城市建设规模不断扩大、管网建设和运营范围不断扩大的时代背景下，传统管理模式已经无法适应实际发展的要求。利用智能化技术应用，能够实现管网运行数据的实时采集和分析，能够有效改变传统管理模式中无法涉及的方面。以此为管理决策制定和实施提供更加科学的依据，为城市燃气行业整体发展、生产生活保障水平提升奠定更加坚实的基础。

1.城市燃气管网智能化发展概述

（1）智能技术的含义。智能技术是人工智能技术的简称，从学科体系上讲，其属于计算机技术的分支，主要是通过对智能运行实质的了解，生产出一种以人类智能相似的方式，做出相对应反应的智能设备。同时，智能技术也是关于这方面研究的理论、方法[1]。技术和应用系统的科学。在目前能够实际应用的智能技术体系中，通常都是以智能算法为框架，以大数据采集为基础的运行方式，距离真正的人工思维还有较大差距。

（2）城市燃气管网智能化发展的必要性。智能技术的提出和发展已经有数十年历史，近些年来，随着相关方面研究的不断深入，开始逐步应用于社会生产生活的各个方面。在城市燃气管网中的应用，正是其实际应用的重要形式。对于城市燃气管网系统而言，传统的管理模式较为粗放，整体发展规模受到城市自身规模的限制，安全管理工作也主要是以人工管理模式为主。这种方式不仅存在较大的人力资源和成本投入方面的浪费，更使得管网运行安全管理存在较大隐患，与新时代社会主义建设“以人为本”理念背道而驰[2]。智能技术目前在我国已经取得较为迅速发展，能够应用于城市管网运行和管理的各个层面，有效弥补传统管理模式中存在的不足，革新城市燃气管网运行体系，从而为燃气行业发展起到重要的推动作用。在未来发展中，智能技术自身发展将会实现进一步突破，因此在目前燃气管网运行体系中，必然要强化智能技术的建设和应用，为未来发展奠定更加坚实的基础。

2.智能技术在城市燃气管网中的应用体现

（1）在管网运行数据管理方面的应用。在城市燃气管网传统管理模式中，数据管理一直是较为复杂的问题。由于燃气管网多是埋于地下，要实现对应节点的数据采集，必须要提前布置对应的数据采集硬件。对于已经建成运营的管网而言，这方面的系统改造面临诸多方面的实际问题。而智能技术的应用，能够依托多元化的硬件基础，通过在管网两端及较为便利的位置布设监测点，在采集到对应的数据后，再利用软件平台对数据进行分析整理。从这方面而言，智能技术在管网运行数据管理方面具有较高的灵活性，数据监测也更加全面[3]。通过对湿度、温度、压力等各个方面数据的自动检测和分析，实现管网系统运行故障的识别和分析，有效提升的管网整体安全运行水平。

（2）在智能管理平台建设方面的应用。随着城市燃气管网建设运营水平的提升，其管理模式也随之发生对应变化，已经由传统的线状管理，转变为系统化的平台管理，通过将内部应用、外部服务和系统支撑等功能纳入管理平台，能够实现对管网运行关键点的自动化监测，并对事故或事件的发生给予自动化预警和程序处理。这种预警和程序处理功能的实现，就是以智能技术运行为基础的[4]。以模拟算法、遗传算法、神经网络等算法应用为例，能够以标准体系实现信息的标准化与兼容性建设，还能够将城市燃气管网管理平台纳入城管和市政管理统一体系中，实现信息的自动处理和传输，构建系统化的信息服务机制，以此为智能城市建设提供应有的支撑条件。

（3）在燃气管网泄露预警方面的应用。燃气管网泄露预警一直是城市燃气管网管理的难点问题，尤其是在城市建设活动水平不断提升，市政工程建设类型多元化背景下，常会由于不同的施工作业造成燃气管网被破坏，以此不仅造成较大经济损失，还给社会生产和周边群众安全带来较大影响。智能技术的应用，能够实现对燃气管网运行不间断监测，通过智能算法和运行数据库的建立，实现事故地点精准定位、智能应急处理、预警信息传输和智能抢修程序等方面功能。在主控室第一时间接收到预警信息后，各个相关部门和涉及岗位人员能够利用手机等智能终端同步接收到预警信息，从而更加高效的做好燃气管网安全运行保障。在完成泄露现象处理后，系统还能够实现相应信息的自动登记和分析，并将数据上传至数据库，为后续分析精准性提升奠定良好基础。

（4）在燃气管网智能巡检方面的应用。智能巡检是燃气管网系统自动化管理的基本模式，是改变传统管理方式的基本路径。在传统巡检方式中，人工巡检工作开展效率低下、覆盖范围受限，工作开展精细度不足，从而使得管网运行安全无法得以有效保障。智能巡检体系的构建，能够较好的解决这方面问题，不仅有效减少巡检过程中的人力资源消耗，提升整体工作开展水平，还更好的实现企业运行成本控制，提升整体经济效益水平[5]。通过高技术人才体系的构建，还能够推动燃气管网运营企业科技水平的提升，实现企业整体由服务型产业朝向科技型产业方向发展，全面革新城市燃气管网运营模式。

（5）在燃气管网系统升级方面的应用。在未来燃气管网系统运行中，其将适应物联网技术发展和智慧城市发展要求，成为智能化城市建设的基本组成部分。通过燃气管网智能化建设水平的不断提升，能够将其更加深入的与城市建设和运行的各个环节有机联系在一起，实现人与人、人与物、物与物的智能化衔接，在某一方面出现问题时，能够基于智能化平台的自动运行，实现对事件信息的自动判定，实现信息在判定系统内的自动传输，以此不仅实现城市燃气管网自身运行水平提升，还能够推动智慧城市运营模式改变，实现社会经济发展模式的革新。

3.智能技术在城市燃气管网中的应用要点

(1)确保燃气管网运行安全性

智能技术在城市燃气管网中的应用，具有多方面的优势，但是其运行根本，是以增设硬件设备，全方面数据采集为基础的。对于新建管网，可以采用同步建设的模式，而对于已经运营的管网，则需要根据实际情况进行改造。无论采用何种建设方式，都应当以燃气管网自身运行安全性为基本出发点[6]。在硬件建设方面，需要保证设备质量，采用单独UPS供电和储电设施，确保设备能够保持稳定运行状态。在软件方面，则需要通过智能算法优化，构建完善的安全管理和应急管理程序，切实将智能技术的作用发挥出来。

(2)确保技术选择与成本控制优化

虽然智能技术近些年来一直保持高速发展状态，在应用于城市燃气管网系统时，也具备较为完善、成熟的技术体系，但是在实际运行过程中，对技术人员的操作控制依然具有较强的依赖性，在技术应用原理和升级空间等方面，也具有明显的不同。因此在实际运行中，需要根据燃气管网运行特征和智能技术应用的实际要求，选择最为优化的技术体系。同时，还应当考虑体系在整体层面的成本控制，综合分析前期建设成本与后期运行维护成本的实际需求，尽量达到各个方面的优化，实现智能技术整体应用的平衡。

(3)强化数据采集和管理

数据采集和管理是智能技术应用的基础，只有不断丰富整体数据体系，才能够确保智能技术水平全面提升。因此在实际建设中，首先应当根据城市燃气管网运行现状和发展规划要求，合理布置数据采集点，既要能够满足智能计算的实际要求，又要能够强化建设成本控制，为后续升级服务留出足够空间。其次是为达到更为优化的应用效果，还应当强化数据采集参数的全面性，在传统数据运行体系中，范围仅是控制在温度、湿度和流量等基础性数据方面，在智能技术体系下，还应当涵盖浓度、震动及其他数据，确保智能分析水平不断提升。再次是要能够强化数据安全管理，从硬件设置和软件控制两个方面共同着手，确保数据安全和私密性，确保其经济效益和社会效益能够更好的得以体现。

4.结束语

智能技术导入城市燃气管网系统，已经成为燃气事业发展的必然要求。在其应用中也将会出现多个方面问题。对于相关管理层面而言，必须强化对智能技术应用的重视程度，加大资金和人力资源等方面的投入，紧随智能技术发展的前沿技术，将燃气管网智能化建设与智慧城市建设有机融合，不断提升整体建设水平。以此才能够真正实现城市燃气管网运行的智能化，构建更加安全、科学、先进的燃气管理系统。