??截至2006年底，北京市有燃?xì)夤艿?295km、閥門井6763座、凝水缸2636個、調(diào)壓站646座、調(diào)壓箱3086座。2005年，北京市燃?xì)饧瘓F輸配分公司在全北京市燃?xì)夤芫W(wǎng)安裝巡檢管理系統(tǒng)。雖然提高了管網(wǎng)運行到位率和檢查質(zhì)量，對管網(wǎng)運行管理工作起到一定作用，但還存在不合理的因素，有待進一步改進。如管道運行和調(diào)壓站運行各一套系統(tǒng)，運行人員拿兩個巡檢儀不方便；出現(xiàn)問題沒有解決方案，不能快速解決問題；沒有對數(shù)據(jù)的分析，并從中找出一些規(guī)律性的問題來，預(yù)防事故的發(fā)生。
1 北京市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的運行管理
??? 為了保證輸配系統(tǒng)不間斷地、可靠地給用戶供氣，在運行管理方面應(yīng)是在安全的情況下，根據(jù)管道的壓力級制規(guī)定檢查周期，按計劃對管道、閥門井、凝水缸、調(diào)壓站、調(diào)壓箱運行情況，填寫記錄，對存在的問題及時修復(fù)或上報，并對設(shè)備進行定期維護保養(yǎng)。
1.1 燃?xì)夤艿赖倪\行管理
? ??① 燃?xì)夤艿赖倪\行計劃：管道系統(tǒng)在投入運行前需完成試壓、吹掃等工序，投入運行后需定期檢漏、清洗及進行日常維修保養(yǎng)。它包括管道、閥門井、凝水缸，其運行按照管道壓力級制、重要程度、已使用年限、腐蝕程度等因素，由高到低分設(shè)一、二、三、四共四個等級。壓力p≥0.8MPa，每天巡檢一遍，等級為一級；壓力p≥0.01MPa，每周巡檢兩遍，等級為二級；壓力p≤0.01MPa，每周巡檢一遍，等級為三級，此壓力級制通氣一個月內(nèi)運行良好的，每兩周巡檢一遍，等級為四級。
??? ② 燃?xì)夤艿肋\行內(nèi)容：管道安全保護距離內(nèi)不應(yīng)有土壤塌陷、滑坡、下沉、人工取土、堆積垃圾或重物、管道裸露、種植深根植物及搭建建(構(gòu))筑物等。
??? ③ 燃?xì)夤艿涝O(shè)備(閥門井、凝水缸)的運行內(nèi)容：應(yīng)定期檢查設(shè)備，有無燃?xì)庑孤p壞等現(xiàn)象，閥門井應(yīng)無積水、塌陷，無妨礙閥門操作的堆積物等。
④ 燃?xì)夤艿肋\行信息錄入內(nèi)容：運行日期、時間、部位、基本情況；隱患、違章、險情及處理方法；配合施工工程對燃?xì)夤艿赖谋Ｗo措施等。
1.2 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱的運行管理
??? ① 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱的運行計劃：運行人員應(yīng)每日對管轄區(qū)域內(nèi)調(diào)壓站、區(qū)域調(diào)壓箱巡檢；鍋爐用調(diào)壓箱冬季每周巡檢一次，其他時期每月巡檢一次；樓棟式調(diào)壓箱每月巡檢一次。
??? ② 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱的運行內(nèi)容：調(diào)壓裝置的巡檢內(nèi)容應(yīng)包括調(diào)壓器、過濾器、安全放散設(shè)施、儀器、儀表等設(shè)備的運行工況，應(yīng)無泄漏等異常情況，一般在日常更換壓力記錄紙的同時對設(shè)備及附件進行檢查。
??? ③ 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱運行信息錄入內(nèi)容：站(箱)名稱、運行日期、時間、部位、運行壓力、異常情況、處理方法等。
2 現(xiàn)有巡檢管理系統(tǒng)的使用情況
??? 2005年，輸配分公司在全市燃?xì)夤芫W(wǎng)安裝巡檢管理系統(tǒng)。其中每座調(diào)壓站各安裝3個射頻卡，每座調(diào)壓箱、閥門井各安裝1個射頻卡，截至2006年底共安裝11787個射頻卡?，F(xiàn)有巡檢系統(tǒng)的特點是可以對巡檢人員實施有效的監(jiān)督。它可以準(zhǔn)確了解運行人員巡檢到位情況并進行記錄和考核。但還存在著管理上和技術(shù)上的缺陷，如人為因素較多；對巡檢工作內(nèi)容無法進行有效監(jiān)督；管理不便，不能夠及時準(zhǔn)確地反映線路設(shè)備的運行狀況。
??? 具體分析如下：
??? ① 現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)僅記錄了時間、地點，只能起到考勤打卡作用，不能保證巡檢檢查的質(zhì)量。若巡檢人員責(zé)任心不強，會帶來管網(wǎng)和設(shè)備漏檢或漏項問題。現(xiàn)有系統(tǒng)對巡檢人員是否對管網(wǎng)上的每一個設(shè)備、項目進行認(rèn)真檢查、對巡檢人員的工作質(zhì)量不能作出準(zhǔn)確的定量考核。
??? ② 無法全面采集管網(wǎng)運行的一線數(shù)據(jù)，如設(shè)備正常情況(設(shè)備開啟狀況)，設(shè)備缺陷情況(設(shè)備漏氣、管道隱患)等。由于現(xiàn)有巡檢體系不夠科學(xué)規(guī)范，人員素質(zhì)的高低對巡檢質(zhì)量影響很大。受巡檢人員知識和經(jīng)驗的限制，檢查效果和數(shù)據(jù)記錄的質(zhì)量參差不齊。并且由于采用人工紙記錄方式，存在記錄的不準(zhǔn)確性，容易產(chǎn)生漏記、誤記的問題。
??? ③ 現(xiàn)有系統(tǒng)沒有靈活的巡檢任務(wù)管理功能，缺乏缺陷巡查的應(yīng)對方案，對已發(fā)現(xiàn)的問題沒有處理方案和反饋記錄。
??? ④ 現(xiàn)有系統(tǒng)對各類數(shù)據(jù)很難進行快速有效的統(tǒng)計分析，無法對管網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀作出全面準(zhǔn)確的評估。每次巡檢后都會產(chǎn)生大量的巡檢檢查記錄，要對這些記錄中的數(shù)據(jù)進行收集、處理、分析，具有相當(dāng)大的工作量，而且巡檢原始記錄保存、查詢困難。
??? ⑤ 現(xiàn)有系統(tǒng)是單機運行，無法做到不同部門之間的信息資源共享。
??? ⑥ 現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)不屬于實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，缺乏巡檢細(xì)節(jié)描述，缺乏后續(xù)數(shù)據(jù)分析處理能力。
??? 通過上述分析，我們發(fā)現(xiàn)燃?xì)廨斉浞止灸壳安捎玫娜斯ぱ矙z，手工記錄并輔助以巡檢儀進行巡檢維修的這種體系架構(gòu)很難解決上述問題。
3 燃?xì)夤芫W(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用研究
??? 巡檢工作的目的就是在故障發(fā)生前盡可能早地發(fā)現(xiàn)隱患，并及時準(zhǔn)確地匯報和處理。根據(jù)北京市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的實際運行管理情況，在現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本課題作了進一步的分析研究，將現(xiàn)有巡檢管理系統(tǒng)進一步擴展為智能巡檢管理系統(tǒng)。即：基于個人數(shù)字助理PDA(Personal Digital Assistant)、全球定位系統(tǒng)GPS(Global Positioning System)和通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS(General Packet Radio Service)等技術(shù)的巡檢管理系統(tǒng)解決方案，智能巡檢系統(tǒng)基于GPS和GPRS技術(shù)，構(gòu)建了PDA巡檢終端和燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心。通過對管網(wǎng)運行管理實施動態(tài)實時監(jiān)測，更好地督促和配合巡檢工作的完成，進一步保障管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運營。
3.1 系統(tǒng)分析
3.1.1 需求分析
? ??① 能及時、準(zhǔn)確和可靠地反映供氣管網(wǎng)和主要設(shè)備的實際運行情況。全面采集管網(wǎng)運行的一線數(shù)據(jù)，如設(shè)備正常情況(設(shè)備開啟狀況)，設(shè)備缺陷情況(設(shè)備漏氣、管道隱患)等。通過智能巡檢系統(tǒng)，建立規(guī)范科學(xué)的燃?xì)夤芫W(wǎng)巡查檢修體系。
? ??② 能夠?qū)ρ矙z人員實施有效的監(jiān)督管理。目前對巡檢人員的管理監(jiān)督都是沿用傳統(tǒng)的“人管人”的模式，實際操作中易受到人為因素的影響，巡檢工作中不可避免地會出現(xiàn)監(jiān)管的空白和漏洞。通過智能巡檢系統(tǒng)將原來的人監(jiān)督人模式轉(zhuǎn)化為計算機監(jiān)督的先進模式，真正做到巡檢管理監(jiān)督工作的鐵面無私，解決了對一線安全檢查人員實施有效監(jiān)督管理的難題。提高了安全管理水平，杜絕了人為因素在安全工作中造成的隱患。
? ??③ 針對供氣設(shè)施突發(fā)缺陷，在智能巡檢系統(tǒng)中建立缺陷巡查應(yīng)對方案，提供專家指導(dǎo)功能和更靈活的調(diào)度管理功能。
? ??④ 通過智能巡檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能，能夠?qū)θ細(xì)夤芫W(wǎng)的各類數(shù)據(jù)進行快速有效的查詢、統(tǒng)計和分析，從而對管網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀作出全面準(zhǔn)確的評估。
?? ?⑤ 通過智能巡檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口，可以利用Internet或Intranet將巡檢數(shù)據(jù)和分析報表等傳送到有關(guān)部門，實現(xiàn)安檢信息與其他各種安全管理系統(tǒng)的整合和信息共享，為進一步的決策支持系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。
3.1.2 可行性分析
? ??從行業(yè)發(fā)展來看，當(dāng)前計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅速發(fā)展，同時隨著嵌入式技術(shù)的成熟，在大范圍內(nèi)采用PDA作為巡檢作業(yè)數(shù)據(jù)采集工具成為可能。因此，研究和建立PDA巡檢終端不再是泛泛之談。
? ??從技術(shù)方面來看，當(dāng)前計算機硬件水平的飛速提高以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展使得計算機具備處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力。
? ??從經(jīng)濟方面來看，計算機硬件設(shè)備和軟件的價格逐年在下降，同時隨著面向?qū)ο箝_發(fā)技術(shù)的成熟，開發(fā)費用也越來越低。而且無論計算機硬件還是軟件都是耐用品，一次購置，多年使用。
??? 因此無論從行業(yè)、技術(shù)還是經(jīng)濟方面來說，智能巡檢系統(tǒng)的研究和建立是可行的，已達(dá)到了實用階段。
3.2 系統(tǒng)設(shè)計
??? 系統(tǒng)設(shè)計的原則是充分考慮目前實際運用的可能和未來發(fā)展的需要，基于已有系統(tǒng)和組織的實際情況來進行設(shè)計。
3.2.1 目標(biāo)設(shè)計
在智能巡檢系統(tǒng)中，PDA巡檢終端內(nèi)置GPS接收機，可不斷讀取到衛(wèi)星發(fā)來的定位信息。巡檢工作人員將定位信息運用于巡檢線路；將設(shè)備檢修記錄保存于PDA數(shù)據(jù)庫，并通過GPRS將數(shù)據(jù)實時上傳至燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心。燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心可以實時監(jiān)測巡檢人員所處位置及所進行的各項工作任務(wù)。面對突發(fā)缺陷，PDA巡檢終端可將請求查詢信息上傳至燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心尋求幫助。燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心可將專家?guī)熘笇?dǎo)下傳至PDA巡檢終端，實現(xiàn)交互式任務(wù)處理(系統(tǒng)整體架構(gòu)見圖1)。
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