物联网RFID技术在燃气安全生产领域的运用研究

李泓甫

重庆燃气集团物资分公司 重庆 400037

引言

物联网RFID技术是目前较为先进的一项智能化技术，通过智能化识别及监控管理，可显著提高燃气企业的安全管理效率。物联网RFID技术也与互联网进行连接，促进燃气企业形成一个集管理与服务于一体的网络平台，该平台功能较为全面，综合运行效果良好，并且应用优势也在持续开发，可有效保障燃气的安全使用，此外，也可加强管道等基础设施的保护，推动燃气事业持续发展。

1 物联网RFID技术

物联网是以互联网为基础，利用无线数据通信技术、射频自动识别技术等，实时采集各种信息，通过各类网络接入，实现普通物理对象的互联互通。燃气物联网组成包括激光扫描器、全球定位系统、红外感应器等各种信息传感设备，并按约定的协议，将物品与互联网进行连接，进而实现信息智能化识别、跟踪及定位。物联网技术的应用主要包括两部分内容，第一部分是通过RFID技术对物品或物体进行智能化识别，第二部分是利用传感器技术，对实际物体进行监控与管理。

2 物联网RFID技术在燃气安全领域的应用

2.1 RFID技术在安检管理中的应用

RFID技术在安检管理中应用的基本原理是将RFID标签贴在燃气表上，然后结合RFID标签与客户基本信息对应起来，在安检过程中可以通过具有GPS定位、RFID扫描等功能的无线上网手持仪，扫描RFID标签，并获取相关信息例行巡检计划。巡检员通过手持设备，可以通过扫描RFID标签进行识别，并可从相关的服务器中获取客户关联的信息以及过往巡检记录，若通过手持设备发现信息反馈异常，需要输入隐患类型及相关信息，利用扫描仪的拍照功能记录问题，将照片信息及巡检报告统一传送上报，等待故障解决。

在巡检过程中采用RFID技术具有下述几个突出优势：第一，巡检人员需要亲临现场，进而有效防止虚假巡检报告形成；第二，利用手持扫描仪，可精准对其定位，同时也可将其运动轨迹进行回放，以便燃气企业相关部门可以切实了解巡检员工作情况，因此也提高了对巡检员的管理精度；第三，巡检任务可单独下载，并通过巡检系统对已巡检的用户进行标记，系统会自动识别巡检任务完成情况；第四，当触发巡检问题反馈机制，会立即启动维修抢险程序。

2.2 RFID技术在钢瓶中的应用

对于开展钢瓶销售液化石油气的企业，使用RFID技术可以通过在其表面安装RFID芯片，并在其内部设置限充控制装置的智能角阀，工作人员在对钢瓶管理的过程中，需要具有物联网管理系统、电子灌装秤、移动配送手持机、智能角阀充气枪等其他硬件系统等，进而组成以物联网技术为基础的充气系统，钢瓶智能化管理详细内容如下：第一，基于RFID技术，可以自动识别钢瓶RFID标识，并在管理系统中获取客户相关信息，以便工作人员了解钢瓶详细情况。第二，RFID技术可以识别钢瓶是否安检以及安检过往记录。第三，因安装的智能角阀可以识别本公司对应的充气设备，若不是本单位的充气设备，则相对应的阀门便不会开启。第四，RFID技术通过系统分析得出钢瓶所需充气量。第五，充气设备由系统统一控制，并通过网络连接，可以将每次的充气数据汇入燃气企业的数据库。第六，可有效杜绝交叉充气：每个燃气企业均有对应的RFID标识，进一步保证充气安全。第七，若钢瓶遗失在外，其他燃气企业无法对钢瓶进行识别，所以有效杜绝钢瓶流失。第八，当客户建立合作后，因钢瓶不可通过其他企业进行充气，所以有效杜绝客户资源的流失。第九，因每次充气都会详细记录，若想要向外界倒气，燃气企业会通过过往数据识别出数据异常，进而杜绝非法倒气。第十，利用RFID技术识别RFID标签时，发现钢瓶不具有安检记录或安检不合格，会拒绝充气。第十一，利用RFID技术及智能角阀可对钢瓶使用的全过程进行追踪，并实时掌握钢瓶使用情况及配送信息等。

3 基于传感器技术应用

3.1 智能燃气表

智能燃气表已按入千家万户，并且在表内装有可燃气体检测、倾斜检测、压力检测、地震探测功能等；当有异常情况发生时，智能燃气表会关系内置阀门，并向燃气系统进行反馈警告信息。燃气企业根据警告信息会自动关闭相关燃气阀门，并向相关部门发送维修抢险指令，有效避免燃气泄漏的风险。智能燃气表中的压力传感器可以精准的探测燃气压力，当出现压力过低或过高的现象时，会通过无线网络向燃气中心发送报警信息。倾斜传感器可以探测地表情况，若出现外力作用导致智能燃气表发生倾斜，倾斜传感器会快速识别异常情况，而后也利用无线网络将异常情况传送至燃气系统，并对此现象紧张预警。外接泄露传感器可以检测到户内燃气泄漏情况，同样在发生异常情况后，会利用智能燃气表的传送功能向单位进行反馈。地震传感器检测到异常情况后，会在第一时间切断燃气智能阀门，避免燃气泄漏，进而保证室内安全。

3.2 阀井监控

阀井是重要的燃气设施，在应用传感器相关技术之前，燃气企业无法实时了解阀井内的井盖状态、管道压力、燃气泄漏、开关位置等信息，虽然燃气企业常会派巡检员定期对燃气设备进行巡检，但仍会出现各种疏忽，导致检查不到位，没有了解详细情况[1]。但在定期检查过程中，存在空窗期，若在此阶段出现故障及异常现象，抢险不及时则会诱发安全事故发生。通过采用RFID技术对阀门情况进行实时监测，并且当阀门出现异常情况时，会通过RFID技术将异常数据传输至管理系统中，显著降低安全事故的发生率，对于燃气企业的政策运营有着重要作用与意义。

对阀井进行实时监控时，主要利用压力变送器、燃气浓度探测器、井盖位置传感器、阀门回讯器等设备实现实时监控，其中阀门回讯器会将信息反馈至RTU（远程终端单元），RTU会通过无线网络将收集的信息或数据传送至燃气企业相关管理部门，然后通过预警信息准确定位，并向位置地点的用户发送短信或声光报警信息，以做警示。

3.3 密闭空间监控

密闭空间监控采用光纤维感应方式对其空间内的甲烷浓度进行检测，感应信号会通过光纤维传输至监控室中央单元CCU中，并被识别与监测，同时通过计算机可以清晰地显示监控室实际情况，并将监测的报警系统接入物联网中，保证报警信息可以得到及时解决，因此也达到燃气泄漏预警的目的。近些年，密闭空间监测方案也采用了光纤维作为探头组成部分以及信息传送的载体，促使所有的传世介质全部光纤化、本质安全化。随着时代的快速发展，光纤的应用也逐渐广泛且完善，帮助燃气企业开展开发新的系统具有重要的辅助作用，与此同时，目前燃气企业中的一套光线闯关系统可以支持300个监测点数，监测距离可达20km。

3.4 防止管道被第三方破坏

燃气企业在发展的过程中，管道管理一直是一项重点工作，在避免第三方对管道造成破坏的管理过程中投入了大量的人力及物力，但仍会发生管道破坏的现象，避免这一现象发生，燃气企业也在积极更新管理技术，保证管道可以得到充分保护。基于此背景，需要燃气企业与第三方施工人员建立有效沟通，并在燃气管道附近设置报警标识及措施，以作警示[2]。同时，燃气企业还要设置具有预见性的装置，可以及时将突发情况发送至物联网系统中，当第三方施工时可以预先通知，让其避开管道施工，避免对管道造成伤害。

光纤维就是一种应用较为广泛的信息传播介质，该介质具有耐高温及高压、没有电离辐射、维护方便、监控距离长、灵敏度高等优势，也是传感器传输介质最佳选择，与此同时，光纤维造价与其他材料相比造价低、性能稳、可靠性高。另外，光纤振动报警器采用光学干涉原理，结合监测环境应力对光纤造成的影响，分析干扰信息，准确定位，迅速报警，这对监测管道具有独特的应用优势。因此在第三方施工过程中，可以通过光纤维感知震动频率，在信息传输过程中，首先会将振动信号传输至监控主机中，主机确认振动信息具有破坏力时，需要向物联网系统进行反馈预警信息，明确管道位置，再利用互联网系统联系作业单位明确管道位置，避免损伤管道。

4 信息化集成监管系统在燃气安全领域的应用

车载CNG是燃气管理中的一个重点管理对象，首先需要对天然气进行施压，并将其储存至相匹配的容器中，若容器出现不达标或超期使用现象，易引发爆炸，所以需要对车载CNG进行严格管理[3]。CNG信息化集成系统是物联网RFID技术、网络传输技术、计算机技术、云计算技术、大数据处理技术等技术的综合集成应用，并利用监控系统对车载CNG的整个生命周期进行全程监督，在监控系统中之所以可以高效的对其进行全面监控，主要在于该系统属于分类管理模式，当调查车载CNG时，可以快速进行监控系统，并准确跟踪及定位CNG汽车基本信息及使用情况，同时也会为CNG汽车形成一个电子身份证，有效杜绝套牌车辆等违法行为的出现。

依托于物联网RFID技术构建集成监管系统，可以通过识别每个车辆对应的RFID标识，识别车辆CNG气瓶的使用情况，并且也可以对CNG气瓶移动、充装、检验等工作实施动态化监督，进一步确保每一个CNG气瓶使用安全得到保障。红外扫描技术及感应设备的联合可以对CNG气瓶整个生命周期进行监督，目前检验机构及加气站等单位都被纳入集成管理体系中，进而加强全面化燃气安全管理。利用相应的手持设备扫描CNG气瓶时，会自动显示气瓶使用寿命、充装情况、检验情况等，监测系统会结合安全使用标准，对气瓶的使用情况进行评估，并向物联网系统发送，检验人员等待检测结果，当接收比对结果后，需要对气瓶做出回收、销毁等相应处理，保证气瓶的安全使用。

5 物联网定位技术在燃气安全领域的应用

物联网技术在燃气安全生产领域中，还具有精准定位优势，因我国燃气管道持续增长的过程中，每一段管道都存在安全风险，所以精准定位故障发生位置，可以显著提高安全管理效率，并可以充分保障燃气资源的合理利用。物联网精准定位主要利用蜂窝基站、GPS、RFID定位技术等为燃气单位提供定位服务，并为燃气公司的抢修、维护以及日常管理可以提供更为精准的位置信息，避免浪费过多的人力及物力资源，此外，也推动燃气企业实现智能化与信息化管理。在进行精准定位的过程中，我国北斗定位系统得到广泛应用，结合燃气行业特性，将北斗应用优势发挥至各个监管环节中，全面监控管线防腐情况、管线泄漏情况、管线完整性、管线应急抢修情况等，巡检人员可以通过蓝牙等设备连接北斗精准定位，快速检查问题出现的原因以及解决措施，进而提高巡检管线的到位率，有助于巡检员工作的监督与管理，也为城市燃气的发展奠定良好基础，而且北斗精准定位的服务对于智能化燃气管理工作具有十分宽阔的应用前景，值得持续深入探究与分析。

6 结束语

综上所述，物联网RFID技术在燃气安全生产领域中已得到广泛应用，并且在现代技术持续发展的背景下，很多先进的安全监管技术、定位技术均应用在燃气安全监管的工作中，进一步完善物联网系统的智能化、信息化的管理内容，促使监测系统可以及时监测到管道异常情况，并针对各种异常情况，精准定位，并快速抢修，确保燃气资源得到充分的安全管理。