??截至2006年底，北京市有燃?xì)夤艿?295km、閥門井6763座、凝水缸2636個(gè)、調(diào)壓站646座、調(diào)壓箱3086座。2005年，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)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(yùn)行到位率和檢查質(zhì)量，對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行管理工作起到一定作用，但還存在不合理的因素，有待進(jìn)一步改進(jìn)。如管道運(yùn)行和調(diào)壓站運(yùn)行各一套系統(tǒng)，運(yùn)行人員拿兩個(gè)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(duì)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(yùn)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(yùn)行管理方面應(yīng)是在安全的情況下，根據(jù)管道的壓力級(jí)制規(guī)定檢查周期，按計(jì)劃對(duì)管道、閥門井、凝水缸、調(diào)壓站、調(diào)壓箱運(yùn)行情況，填寫記錄，對(duì)存在的問題及時(shí)修復(fù)或上報(bào)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。
1.1 燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)行管理
? ??① 燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)行計(jì)劃：管道系統(tǒng)在投入運(yùn)行前需完成試壓、吹掃等工序，投入運(yùn)行后需定期檢漏、清洗及進(jìn)行日常維修保養(yǎng)。它包括管道、閥門井、凝水缸，其運(yùn)行按照管道壓力級(jí)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(gè)等級(jí)。壓力p≥0.8MPa，每天巡檢一遍，等級(jí)為一級(jí)；壓力p≥0.01MPa，每周巡檢兩遍，等級(jí)為二級(jí)；壓力p≤0.01MPa，每周巡檢一遍，等級(jí)為三級(jí)，此壓力級(jí)制通氣一個(gè)月內(nèi)運(yùn)行良好的，每兩周巡檢一遍，等級(jí)為四級(jí)。
??? ② 燃?xì)夤艿肋\(yùn)行內(nèi)容：管道安全保護(hù)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(yùn)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\(yùn)行信息錄入內(nèi)容：運(yùn)行日期、時(shí)間、部位、基本情況；隱患、違章、險(xiǎn)情及處理方法；配合施工工程對(duì)燃?xì)夤艿赖谋Ｗo(hù)措施等。
1.2 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱的運(yùn)行管理
??? ① 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱的運(yùn)行計(jì)劃：運(yùn)行人員應(yīng)每日對(duì)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(shí)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(yùn)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(yùn)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(shí)對(duì)設(shè)備及附件進(jìn)行檢查。
??? ③ 燃?xì)庹{(diào)壓站、箱運(yùn)行信息錄入內(nèi)容：站(箱)名稱、運(yùn)行日期、時(shí)間、部位、運(yùn)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(gè)射頻卡，每座調(diào)壓箱、閥門井各安裝1個(gè)射頻卡，截至2006年底共安裝11787個(gè)射頻卡。現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以對(duì)巡檢人員實(shí)施有效的監(jiān)督。它可以準(zhǔn)確了解運(yùn)行人員巡檢到位情況并進(jìn)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(duì)巡檢工作內(nèi)容無法進(jìn)行有效監(jiān)督；管理不便，不能夠及時(shí)準(zhǔn)確地反映線路設(shè)備的運(yùn)行狀況。
??? 具體分析如下：
??? ① 現(xiàn)有巡檢系統(tǒng)僅記錄了時(shí)間、地點(diǎn)，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(qiáng)，會(huì)帶來管網(wǎng)和設(shè)備漏檢或漏項(xiàng)問題。現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)巡檢人員是否對(duì)管網(wǎng)上的每一個(gè)設(shè)備、項(xiàng)目進(jìn)行認(rèn)真檢查、對(duì)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(yùn)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(duì)巡檢質(zhì)量影響很大。受巡檢人員知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)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(duì)方案，對(duì)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(duì)各類數(shù)據(jù)很難進(jìn)行快速有效的統(tǒng)計(jì)分析，無法對(duì)管網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀作出全面準(zhǔn)確的評(píng)估。每次巡檢后都會(huì)產(chǎn)生大量的巡檢檢查記錄，要對(duì)這些記錄中的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)運(yùn)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(shí)時(shí)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(jìn)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(shí)準(zhǔn)確地匯報(bào)和處理。根據(jù)北京市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的實(shí)際運(yùn)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(jìn)一步的分析研究，將現(xiàn)有巡檢管理系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展為智能巡檢管理系統(tǒng)。即：基于個(gè)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(duì)管網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更好地督促和配合巡檢工作的完成，進(jìn)一步保障管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)營。
3.1 系統(tǒng)分析
3.1.1 需求分析
? ??① 能及時(shí)、準(zhǔn)確和可靠地反映供氣管網(wǎng)和主要設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況。全面采集管網(wǎng)運(yùn)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(shí)施有效的監(jiān)督管理。目前對(duì)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(shí)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(huì)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(jì)算機(jī)監(jiān)督的先進(jìn)模式，真正做到巡檢管理監(jiān)督工作的鐵面無私，解決了對(duì)一線安全檢查人員實(shí)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(duì)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(duì)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(jìn)行快速有效的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，從而對(duì)管網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀作出全面準(zhǔn)確的評(píng)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(bào)表等傳送到有關(guān)部門，實(shí)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(jìn)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(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅速發(fā)展，同時(shí)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)具備處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力。
? ??從經(jīng)濟(jì)方面來看，計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件的價(jià)格逐年在下降，同時(shí)隨著面向?qū)ο箝_發(fā)技術(shù)的成熟，開發(fā)費(fèi)用也越來越低。而且無論計(jì)算機(jī)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(jì)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(shí)用階段。
3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
??? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則是充分考慮目前實(shí)際運(yùn)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(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.2.1 目標(biāo)設(shè)計(jì)
在智能巡檢系統(tǒng)中，PDA巡檢終端內(nèi)置GPS接收機(jī)，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(yùn)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巡檢人員所處位置及所進(jìn)行的各項(xiàng)工作任務(wù)。面對(duì)突發(fā)缺陷，PDA巡檢終端可將請(qǐng)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(shí)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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