智慧管网:天然气管线管网巡检信息管理系统

1、现状、方案、系统简介

城市燃气安全关系到城市及社会的发展，关系到城市功能的有效发挥。政府和社会对燃气安全运行日益关注，因此如何加强对燃气安全的管理，把事故防范于未然，是摆在所有燃气供应企业的首要问题。燃气供应企业必须建立安全检查、维修维护、事故抢修等制度，及时报告、排除、处理燃气设施故障和事故，确保正常供气。
 

此前燃气公司主要采用人工巡检方式定期对输配设施进行巡查，在现场通过对设施的检查，和对部分设施的数据的查看、纪录从而掌握系统的运行状况和使用情况。巡检人员根据任务安排对设施检查后，将设施情况和相关数据记录在相关的卡片表格上供查看和记录。因为燃气设施数量大，巡检工作任务重，巡检数据多，这样的管理方式因无法很好的得到客观的巡检工作到位率而不能对巡检质量进行客观评价；而且设施状况和相关数据要用纸笔记录，记录的分析汇总十分困难，需要手工将数据输入计算机，再进行人工的分析和处理，耗时耗力，无法准确方便实时的掌握设施的运转记录。

xxxx公司与燃气企业根据实际工作需要合作开发了“燃气管网信息巡检管理系统”。该系统主要是对负责安全检查的工作人员和燃气设备运行数据和状态进行监督管理，通过燃气巡检管理系统，巡检人员携带手持式数据采集器按计划开展巡检，到达指定设备后先读取设备的电子标签，采集器会自动显示该设备的名称，并自动进入数据输入和事件选择界面，巡检人员根据设备的状态，完成数据的输入。这样包括巡检时间，设备数据和状态的完整巡检记录被记录在采集器中。巡检人员回到站点，将数据上传到服务器，系统管理软件自动对数据进行分析，生成各类报表，各管理部门可以网页的方式实时查看数据。

该系统投入能取得如下效果：

（1）客观掌握数据采集的时刻、质量，确保数据采集的正常进行。
（2）采集的数据和设备的事件、状态一次输入，自动处理数据，直接生成报表，并提供一定的自动统计分析功能，对设备的运转情况准确掌握，提高工作效率大大降低工作量。

（3）通过系统管理软件建立了该地区的阀门、调压器相关资料的数据库，做到物，帐，图一致。

系统在软件上突出其专业性、实用性，并可以针对客户具体要求量身定做；硬件采用具有专利技术的信息采集器和红外通信座，结合国内外先进的软硬件技术，是在国内得到大规模应用的专业的工业生产信息巡检管理系统。
 

该系统涵盖巡检管理、数据采集、缺陷管理、信息处理(报表、档案)等功能于一身。系统低投入、高性能，特别针对实际运行维护工作中的特点进行各项设计，可使管理部门在投资不多的情况下，获得较高的经济、管理效益，使运行维护达到信息网络化、管理科学化、数据集约化的目的。是提升企业运营管理业绩的有效手段之一。

2、系统应用流程简述

（1）基础资料的制定：首先制定“专业-设备-巡视测项标准”，再制定“专业-岗位-巡检线路-区域-测项”，在生产现场各巡检区域安装信息卡。

（2）巡检人员携带信息采集器按巡检线路到现场读信息卡，记录巡检设备、区域和时间,并在中文菜单引导下逐项输入检查结果：设备状态或参数。

（3）巡检结束后，巡检人员返回值班室，通过红外通信座将采集器中巡检数据自动上传到系统服务器。

（4）系统服务器软件根据接收到的数据，按预置任务分析和处理巡检信息，提供设备运行数据, 诸如:数据报表、系统缺陷、巡检状况等待。这些数据在厂内局域网上客户端均可根据系统授权查询操作。

（5）信息管理软件：生产交接班管理、缺陷处理流程管理、设备运行档案管理。

3、系统应用效益

HX-2000X燃气管网巡检管理系统在燃气管网的安全运行管理工作中产生的效益可以从如下几个方面得以体现：

管理规范化：使用了先进的信息钮技术,信息钮内含48位二进制代码,该代码具有唯一性,将信息钮与设备一一对应安装,巡线人员用识读器读取巡线上的信息钮的信息,同时生成精确到秒的时间信息,因此该系统的使用能使巡线人员按照管理要求按时到位,按时采集线路信息,及时发现隐患、及时处理，从而保障将安全运行工作落实到实处。真正实现高水平的科学管理。
 

分析科学化：通过运行安全巡检管理系统软件，能对巡检人员的工作质量实行定量分析、考评，并能实现管理人员的及时监察。使以前很多繁琐或不能实现的工作（如统计查询、年度考核、计划落实等）都变成简单的工作。为企业燃气管网运营管理水平上升到科学的量化管理创造条件。
 

数据有效化：由于该系统能将管网运营信息快速、准确地传到计算机中，经计算机分类处理,能够真实迅速地提供各级管理者所需要的各种信息资料,为及时准确地做出正确的决策提供可靠的科学依据,系统强大的远程通信能力,也降低了运维成本（如车辆,人员费用等）。
 

信息共享化：以前资料主要是手工管理，资料容易破损丢失、资料维护工作量大、手工检索速度慢、一份资料不能被许多人同时、实时共享,不便于做综合的统计分析、查询工作，通过本系统能建立起资料的计算机管理化,并能与企业采用的其它信息管理系统有机结合,可使该系统的功能得到大大加强。

经济效益最大化：使企业燃气管网巡检信息纳入计算机管理轨道,令管理工作轻松、高效。系统的资金投入较小,但避免的经济损失却是惊人的,从经济学角度分析,投入产出效率较高,其经济运行价值极高。
 

1、系统的硬件构架

HX-2000系统硬件部分由信息卡（信息钮）、信息采集器、红外通信座、通信机(交换机或路由器)、系统服务器、打印机等组成（如下图所示）

.1读写型信息钮

是安装于燃气管线巡检的线路或设备上，作为巡检人员到达该位置的电子标，采用美国DALLAS公司出品的一种内部固化了全球唯一编码的自动身份识别器件。

感应型信息钮是我公司新近开发的一套信息识别系统所使用的颗粒状信息载体，其外观如下图。该信息钮的外形尺寸为Φ18×12mm，通过我公司开发的信息采集器可在30mm--50mm范围内将信息钮所储存的信息读出或将特定的数据写入信息钮内。因此，该类型信息钮可隐蔽地安装在管网巡检设备处，避免外力的破坏。

产品特点：
1. ★ 信息钮采用DALLAS公司芯片，与设备一一对应，点读之自动产生设备有关信息；
2. ★ 具有防水、防腐、防砸性能 ，可洞埋管线路边或井内、箱内。
3. ★ 获国家专利(专利号ZL 00 2 04116.2)；　
4. ★ 可在－40℃～＋85℃的温度范围内使用。

1.2 AT-2000C信息采集器

是巡检人员在巡检现场识读信息卡，以确认到达该巡检点的时间，并根据预存的中文提示信息输入相应的设备运行状态及数据的专用手持便携设备。

特点：

1.全工业级贴片电路，ABS塑料外壳,喷塑工艺,小巧轻便,坚固耐用,携带方便；

2.采用高性能微处理芯片、低功耗电路设计，可连续工作100小时以上无须充电；

3.具有128×32点阵背光液晶显示，提供中文菜单引导操作。
4.具有按键输入功能，可根据提示输入数据或进行选项判断。
5.具有内部万年历硬时钟，可在上传巡检数据时与系统服务器自动校正时钟；

6.具有唯一内部机号，便于管理；
7.采集器内置射频感应读卡电路识读信息卡；
8.具有红外数据传输功能与通信座进行通信；

9.锂离子电池、EEPROM存储芯片,掉电时不会丢失数据；

10.与电脑实现双向通信，灵活调整内置中文提示项目内容。
 

1.3 AT-2000T红外通信座

通信座是利用电话线路或局域网作为传输通道，将信息采集器中的巡检数据上传到系统服务器上的专用通信设备。

AT-2000T通信座特点是：

●内置高性能微处理芯片、大容量存储器；

●与巡检器之间的通信方式为无线红外传输，具备数据缓存功能。

●内置高速MODEM，具有通过电话线远端向系统服务器上传巡检数据功能。

●也可以通过RS-232E串行与局域网上的电脑连接通过网络传输数据；

●数据读取、传输和存储安全可靠，传输过程中遇停电或通信中断不会造成数据的丢失；

2、HX-2000X系统的软件

2.1软件环境

 

在一个单位通常只需配置一套巡检管理软件，本软件应用广泛，技术成熟，实用性强，具备很好的便利性及安全性：

1)软件达到智能化、人性化设计，实现了傻瓜化操作。自动完成巡检识读器通讯、时钟校验、数据传输、计划核查、统计分析、异常处理等功能。稍懂计算机的人，不用培训就可使用。

2) 软件具备智能排班功能，自动识别周期和人员，而且一次排班可长期延用。

3) 软件具备自动核查功能,可自动对巡查数据进行处理, 可以以非常方便地查询统计出巡检   员区域的巡检情况：任意时间段的明细表、对有故障情况的点任意时间段统计明细表、漏检情况任意时间段统计明细表、漏检率、巡检率。

4) 软件具备数据高度安全。无论数据还是程序都严格加密，无法更改。

5) 软件免维护。能完成数据备份、数据恢复、清除过期数据等功能。
6) 软件的信息传输安全可靠。数据在通信和存储中采用了冗余技术和加密技术，保证了数据真实性、可靠性、完整性。

巡检管理系统的总体功能示意图如下所示：

★ 具有联网功能，实现分级管理，达到资源共享；

★ 支持多种操作系统,能以各种灵活方式输出各种统计数据、分析报告；

★ 能提供巡检人员的资料及所管辖的巡检段落，提供段落巡检率明细表。

★ 能对每个巡检设备下达周期巡检计划。

★ 巡检数据收集后，能自动处理统计漏检等情况，并提供相应的打印功能。
 

★ 能够查询打印每个巡检人员在任意时间段内的详细巡检明细表。分析处理所获得的数据，与计划相比较，打印计划完成情况、漏检次数及巡检率等报表。
★ 实现完整的“三盯” (即盯紧、盯死、盯到底)管理；

★ 系统可对操作人员进行权限管理，以保证数据的安全性，同时，系统具有数据备份和恢复功能，以防止计算机的意外事件
 

通过该功能模块，设备采集项目的三类信息：

1) 观察类信息。以系统的点检标准信息库为基础，用专业采集器选择答案的方式记录现场设备的“跑、冒、滴、漏”等状态信息。

2) 记录类信息。通过专业采集器键盘，可直接将生产现场设备、装置上的各类表计读数输入到仪器中（例如：现场设备的压力表、流量表、温度表、等读数）。

3) 代码类信息。若在系统内建立起设备状态信息描述的标准代码库，巡检人员在现场可直接向采集器输入代码来记录设备的状态信息量，使采集、处理信息工作全过程更加简便、高效、规范化。

系统的基础信息模块具备以下功能:设置设备管理的组织机构（管理区、线路、设备）、人员的基础信息（姓名、岗位、电话、密码）、设备基础信息（名称、编码、类别、设备位置、工况描述等）、检测项目（项目名称、报警上限、报警下限、状态描述等）、计划编制、设备的不同工作状态（运行、备用、检修等）.
 

2.2.2 基础信息-设备管理标准建立设备树

对燃气管线进行分部门、分专业、分班组管理，建立设备树，建立设备的安装区域，便于系统快速检索到所关心的设备信息。

2.2.3 基础信息-计划管理

专业岗位的点检根据工作任务的不同，点检内容的不同，起止时间的不同进行详细周密的计划设置。

2.2.4  设备档案-建立设备台帐 记录检修历史

给生产设备建立台帐，录入设备各种参数，以及设备的历年的检修记录，存放在系统数据库，可供各级管理部门领导及点检人员随时随地查询。

2.2.5 系统操作-信息公告

每次打开系统后，系统综合信息公告模块会自动弹出(如图所示)，显示所有专业设备运行点检情况报告提示栏：如各片区巡检率、设备缺陷、各级报警数量、公告信息，鼠标双击选中的栏目，可进一步查看栏目的具体内容。

2.2.6 点巡实绩-分类查询统计设备异常情况

在点巡实绩模块中含有点巡检明细、点巡检异常处理、点巡检统计、点巡检漏检查询四个查询栏目，可选择查询巡检线路、点检线路包含所有人员的巡检率、巡检明细表。

对执行点检部门的计划任务完成情况进行直观的统计，有效管理生产部门，促进设备管理工作的规范化。加强基层班组管理工作的实效，在与不同的时段对计划的考核，以统计图表形式将各专业下班组表示出来，更有利于绩效的评比。

2.2.7 点巡检系统-提供缺陷报告快捷提交上报

缺陷报告是点检人员在巡查中发现设备出现异常情况时应及时地向主管部门及领导进行报告。详细描述设备异常内容，并进行原因的初步分析及异常的的处理建议。必要时可附上现场图文资料。
 

进入本栏目可快速查看异常数据、双击查看缺陷报告，为不同层次管理者提供运行设备相关信息，提高管理工作的高效性。

2.2.8 缺陷管理-建立设备缺陷处理流程 快速消缺

“缺陷管理”模块是有效辅助和监督设备维护点巡检管理工作的重要功能，该模块的应用，不但使设备运行中的缺陷、隐患得到及时处理和解决，而且使设备缺陷处理的全过程置于各级主管领导的监控之中。从而，为减少设备故障、设备停运、事故发生的机率提供了有效保障。

•功能实用丰富（点巡检、缺陷、润滑、材料、档案…)

•模块化、版块清晰 （功能角色窗口设计概念）

•仪器接口开放（可灵活配置多类点检仪器）

•数据接口开放（可与在线系统或其他数据库调用数据）

•B/S+C/S结构（同时满足专业与管理需求）

•注重设备人员全面的参与 （点检类、业务类、标准类）

•注重对数据和状态的全面监测

•与MIS、EAM系统等实现无缝对接。