VR智慧管廊虚拟仿真系统设计方案汇报材料
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LOGO
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智慧管廊VR仿真虚拟平台系统设计方案
北京XX技术有限公司
汇报人：XX
日期：2019年X月X日
LOGO 写在前面
仿真：借助于一个系统或过程的性能，对另一个系统或过程的性 能做出模仿性的演示。（分物理模拟与数学模拟）
计算机仿真：采用数学模型描述系统模型或某一工艺过程的特 征，以计算机编程的方式进行模型求解，根据输入变量与过程特 性计算输出变量的数值。 我公司利用 “GIS+BIM+VR”技术，构建集中式管理信息系统平 台，构建可视可控的管网运行环境，感知管网的运行状态，分析 相应的数据，为城市应急、预警提供相应的决策依据，完全实现 综合管廊的自预测、自判断、自控制、自巡检的全维度智能管理 。
管道仿真业务背景 仿真技术介绍 RealPipe 介绍 软件建模与结果分析
秦沈输气管线工况演示
3
仿真的定义
仿真：借助于一个系统或过程的性能，对另一个系统或过 程的性能做出模仿性的演示。（分物理模拟与数学模拟）
计算机仿真：采用数学模型描述系统模型或某一工艺过程 的特征，以计算机编程的方式进行模型求解，根据输入变量 与过程特性计算输出变量的数值。
管网运行管理需要专业的仿真软件辅助！
管道仿真发展现状
软件功能：①适应介质：油、气、水单相、多相流动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②仿真功能：管网瞬态仿真、设备仿真、培训、优化
在线仿真，完整性管理、运行成本分析等
计算引擎：已经成熟，并且轻易升级不了
管网建模技术：可视化、与CAD、GIS系统接口等
软件性能：精度高、稳定性好、计算速度快、通用性强
• SPS系列软件
• Offline（离线模拟）
•
SPS/Simulator（SPS/离线仿真器）
•
SPS/Trainer（SPS/仿真培训器）
• Online（在线模拟）
•
SPS/Statefinder（SPS/在线仿真器）
•
SPS/Leakfinder（SPS/泄漏检测器）
TGNET软件
• TGNET(Transient Gas Network)软件
仿真的应用
仿真技术应用领域？
传统的工程技术领域，包括航空、航天、电力、化工以及其他工业 过程控制。
现代仿真技术日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，包括交 通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世 界经济的分析和预测、人口控制等。
5
管道仿真业务需求
为什么要开发管道仿真软件？
Stoner Pipeline Simulator • SPS既可以对管道系统的水力、热力工况进行仿真，又可
以对管道系统的调节过程及结果进行仿真。SPS还设置了 理想化的调节器，可以方便的模拟管道系统的控制，如： 进、出站压力控制，流量控制等。
SPS软件 功能
• 批次跟踪 • 混油界面跟踪 • 减阻剂(DRA)仿真 • 控制系统仿真 • 热力仿真 • 不满流仿真 • 非牛顿流体仿真 • 瞬态仿真 • 压缩机仿真 • 用户产权跟踪 • 组分跟踪 • 管网存活时间分析 • 清管器跟踪 泄漏检
软件产品例如：SPS＋SynerGEE、Energy solutions、 Atmos、Flowmaster
不足： 不能完全满足国内生产需求 需求定制困难 价格贵、维护成本高
80%
SPS软件
• 美国Stoner公司 开发 • 被英国Advantica公司收购，2001年 • 2007年被德国Germanischer Lloyd工业服务公司收购) • SWS---气体稳态管网设计软件 Stoner Web Simulator • SPS---长输管道动态工况模拟软件
测 操作员培训
通过SPS软件提供的功能模块和 软件接口，仿SCADA系统界面， 可开发出培训器操作界面，并 通过OPC与界面进行数据连接， 从而将后台的仿真模型与前台 的操作界面有机地结合起来。 在培训器界面上可提供管道全 线的参数显示及控制画面、水 力坡降线和趋势图等，以方便 对管道运行人员的操作培训。
• 美国科学软件公司（SSI Scientific Software Intercomp）推 出的天然气集输管网瞬态模拟软件，可以对大型复杂的 天然气集输管网进行稳态模拟和瞬态模拟。
• 该软件是最早从国外引进的输气管道仿真软件。 • 该软件可用于分析含有球阀、止回阀、调节阀及
压缩机等多种元件的管道系统的水力、热力工况。
TGNET软件功能
• (1) 对单相流进行稳态模拟和动态模拟
• 诸如节点的压力、流量、温度、管壁粗糙度等参数的模拟，以确定 最佳的设计方案、改扩建方案或最有效的操作方式；
• (2) 对输气管道的正常工况和事故工况进行分析
• 测试和评价输气管道的设计参数或操作参数，最终获得优化的系统 性能；
• (3)管网模拟预测
管网发展迅速使运行调度难度加大 传统的计算手段无法满足 企业节能增效的内生动力
atmos 软件公司
4大战略通道 9万公里 大型管网
“十二五”期间，天然气业务 发展迅猛，成为中国石油新 的经济增长点。管道新增里 程3.2万公里，总里程达到 6.2万公里，年管输调峰能力 达到2400亿立方米，同比增 长175%。
• 当管网结构发生变化或配产发生变化时，对管线的运行数据进行模 拟预测，为生产决策提供有力依据；
• (4) 为实时模拟软件的组态提供建模数据
SPS与TGNET的异同
• (1) SPS与TGNET计算的结果比较相近。 • 动态模拟结果几乎无差别，两者均适用于天
然气管网的动静态仿真。
• (2) 动静态模型的模拟速度有所差别。 • TGNET的模拟速度明显不如SPS快，特别是动
TGNET通过有效性检验后，便可 进行动静态模拟；
SPS通过有效性检验后，需要一 个非常重要的INTRAN文件， 该文件需要使用者按照SPS自 定义的语言进行编程，才能 进行模拟计算。
态模拟。
• (3) 建立模型方式不同。均提供有效性检验。 • (4) 结果查看方式不同。 • (5) 逻辑控制方式不同。 • TGNET几乎没有逻辑控制，而SPS则提供了非
常丰富的逻辑控制。
• (6) 实现功能有所不同。 • 最新的TGNET 7.2增加了模拟地下储气库的功
能。 SPS能够实现在线仿真功能
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智慧管廊VR仿真虚拟平台系统设计方案
北京XX技术有限公司
汇报人：XX
日期：2019年X月X日
LOGO 写在前面
仿真：借助于一个系统或过程的性能，对另一个系统或过程的性 能做出模仿性的演示。（分物理模拟与数学模拟）
计算机仿真：采用数学模型描述系统模型或某一工艺过程的特 征，以计算机编程的方式进行模型求解，根据输入变量与过程特 性计算输出变量的数值。 我公司利用 “GIS+BIM+VR”技术，构建集中式管理信息系统平 台，构建可视可控的管网运行环境，感知管网的运行状态，分析 相应的数据，为城市应急、预警提供相应的决策依据，完全实现 综合管廊的自预测、自判断、自控制、自巡检的全维度智能管理 。
管道仿真业务背景 仿真技术介绍 RealPipe 介绍 软件建模与结果分析
秦沈输气管线工况演示
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仿真的定义
仿真：借助于一个系统或过程的性能，对另一个系统或过 程的性能做出模仿性的演示。（分物理模拟与数学模拟）
计算机仿真：采用数学模型描述系统模型或某一工艺过程 的特征，以计算机编程的方式进行模型求解，根据输入变量 与过程特性计算输出变量的数值。
管网运行管理需要专业的仿真软件辅助！
管道仿真发展现状
软件功能：①适应介质：油、气、水单相、多相流动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
②仿真功能：管网瞬态仿真、设备仿真、培训、优化
在线仿真，完整性管理、运行成本分析等
计算引擎：已经成熟，并且轻易升级不了
管网建模技术：可视化、与CAD、GIS系统接口等
软件性能：精度高、稳定性好、计算速度快、通用性强
• SPS系列软件
• Offline（离线模拟）
•
SPS/Simulator（SPS/离线仿真器）
•
SPS/Trainer（SPS/仿真培训器）
• Online（在线模拟）
•
SPS/Statefinder（SPS/在线仿真器）
•
SPS/Leakfinder（SPS/泄漏检测器）
TGNET软件
• TGNET(Transient Gas Network)软件
仿真的应用
仿真技术应用领域？
传统的工程技术领域，包括航空、航天、电力、化工以及其他工业 过程控制。
现代仿真技术日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，包括交 通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世 界经济的分析和预测、人口控制等。
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管道仿真业务需求
为什么要开发管道仿真软件？
Stoner Pipeline Simulator • SPS既可以对管道系统的水力、热力工况进行仿真，又可
以对管道系统的调节过程及结果进行仿真。SPS还设置了 理想化的调节器，可以方便的模拟管道系统的控制，如： 进、出站压力控制，流量控制等。
SPS软件 功能
• 批次跟踪 • 混油界面跟踪 • 减阻剂(DRA)仿真 • 控制系统仿真 • 热力仿真 • 不满流仿真 • 非牛顿流体仿真 • 瞬态仿真 • 压缩机仿真 • 用户产权跟踪 • 组分跟踪 • 管网存活时间分析 • 清管器跟踪 泄漏检
软件产品例如：SPS＋SynerGEE、Energy solutions、 Atmos、Flowmaster
不足： 不能完全满足国内生产需求 需求定制困难 价格贵、维护成本高
80%
SPS软件
• 美国Stoner公司 开发 • 被英国Advantica公司收购，2001年 • 2007年被德国Germanischer Lloyd工业服务公司收购) • SWS---气体稳态管网设计软件 Stoner Web Simulator • SPS---长输管道动态工况模拟软件
测 操作员培训
通过SPS软件提供的功能模块和 软件接口，仿SCADA系统界面， 可开发出培训器操作界面，并 通过OPC与界面进行数据连接， 从而将后台的仿真模型与前台 的操作界面有机地结合起来。 在培训器界面上可提供管道全 线的参数显示及控制画面、水 力坡降线和趋势图等，以方便 对管道运行人员的操作培训。
• 美国科学软件公司（SSI Scientific Software Intercomp）推 出的天然气集输管网瞬态模拟软件，可以对大型复杂的 天然气集输管网进行稳态模拟和瞬态模拟。
• 该软件是最早从国外引进的输气管道仿真软件。 • 该软件可用于分析含有球阀、止回阀、调节阀及
压缩机等多种元件的管道系统的水力、热力工况。
TGNET软件功能
• (1) 对单相流进行稳态模拟和动态模拟
• 诸如节点的压力、流量、温度、管壁粗糙度等参数的模拟，以确定 最佳的设计方案、改扩建方案或最有效的操作方式；
• (2) 对输气管道的正常工况和事故工况进行分析
• 测试和评价输气管道的设计参数或操作参数，最终获得优化的系统 性能；
• (3)管网模拟预测
管网发展迅速使运行调度难度加大 传统的计算手段无法满足 企业节能增效的内生动力
atmos 软件公司
4大战略通道 9万公里 大型管网
“十二五”期间，天然气业务 发展迅猛，成为中国石油新 的经济增长点。管道新增里 程3.2万公里，总里程达到 6.2万公里，年管输调峰能力 达到2400亿立方米，同比增 长175%。
• 当管网结构发生变化或配产发生变化时，对管线的运行数据进行模 拟预测，为生产决策提供有力依据；
• (4) 为实时模拟软件的组态提供建模数据
SPS与TGNET的异同
• (1) SPS与TGNET计算的结果比较相近。 • 动态模拟结果几乎无差别，两者均适用于天
然气管网的动静态仿真。
• (2) 动静态模型的模拟速度有所差别。 • TGNET的模拟速度明显不如SPS快，特别是动
TGNET通过有效性检验后，便可 进行动静态模拟；
SPS通过有效性检验后，需要一 个非常重要的INTRAN文件， 该文件需要使用者按照SPS自 定义的语言进行编程，才能 进行模拟计算。
态模拟。
• (3) 建立模型方式不同。均提供有效性检验。 • (4) 结果查看方式不同。 • (5) 逻辑控制方式不同。 • TGNET几乎没有逻辑控制，而SPS则提供了非
常丰富的逻辑控制。
• (6) 实现功能有所不同。 • 最新的TGNET 7.2增加了模拟地下储气库的功
能。 SPS能够实现在线仿真功能