智慧城市社区智慧燃气系统的建设

智慧城市社区智慧燃气系统的建设

摘要：智慧城市发展背景下数据分析、人工智能等技术的发展给城市燃气行

业转型指引了方向，城市燃气企业如何在保证安全运营的前提下实现智慧化转型，是当前城市燃气面临的一个重大挑战。根据智慧燃气的现状和特点，探讨智慧城

市社区智慧燃气系统的建设与研究，希望能给予读者一定的参考。

关键词：智慧城市社区智慧燃气系统物联网技术数字化转型AR智能巡检

引言

当前，随着城镇化率的不断提高，我国城市建设规模逐渐扩大，城市燃气管

网也不断延伸，导致整个燃气管网运行规模庞大，地下管线复杂。同时，由于燃

气易燃易爆的特点，对安全要求很高，传统的人工管理模式已经不能满足城市发

展的需求，亟需引入智能化技术。

1智慧燃气概述

对于智慧燃气的概念，燃气行业目前并未有统一的定义，基本上还处于各自

阐述的阶段。笔者认为，城乡智慧燃气系统（以下简称智慧燃气）是基于地理信

息系统（GIS)，采用物联网技术，应用高端智能感知设备，感知城市燃气管网流量、压力、温度和泄漏等运行数据，基于可视化方式进行有机整合，形成“城市

燃气物联网”，并应用大数据、人工智能技术将海量燃气信息进行实时分析、处理、挖掘和辅助决策的燃气系统综合管理系统。智慧燃气是燃气企业的智能化发

展目标。以高效优质服务、安全平稳生产、企业提质增效为目标，将信息技术与

天然气工业技术、市场策略深度融合，形成“数据+算法”的新生产力和新服务

形态，对燃气企业的生产、销售、服务和经营管理等各个业务环节进行改造优化，实现数据自动流转、业务高效处理、资源配置效率优化，构建企业新型竞争优势。智慧燃气具有以下特征：1）数据采集的高度自动化：业务数据直接从智能设备、自控系统和信息系统自动采集获取。2）分析预测的高度模型化：通过仿真预测、数据挖掘技术进行定量分析计算。3）业务处理的高度程序化：日常业务通过智

能设备、机器人和信息系统中的程序规则自动处理。4）决策制定的高度智能化：决策制定过程中充分利用机理模型和数据驱动，进行全局资源优化，对决策执行

过程进行实时评估和反馈。智慧燃气的实现需要信息化、网络化、自动化、数字化、智能化等技术作为支撑，包括云计算、大数据、物联网、人工智能、计算机

仿真、区块链、信息安全等，这些前沿技术需要与燃气业务运行紧密结合、融合

创新，才能有效助力传统天然气公司转型成为智慧燃气企业。

2智慧城市对城市燃气的影响

智慧城市发展背景下数据分析、人工智能等技术的发展给城市燃气行业转型

指引了方向，城市燃气企业如何在保证安全运营的前提下实现智慧化转型，是当

前城市燃气面临的一个重大挑战。智慧城市理念是，未来的城市发展必将与科技

融合，而核心管理系统的创新不仅能提升城市的服务效能，也能为居民提供更好

的生活环境。智慧城市下政策、新技术发展、安全生产要求及数据管理安全都影

响着城市燃气行业发展方向。①政策根据《“十四五”现代能源体系规划》，

“十四五”时期，要加快构建现代能源体系，建设能源强国，全力保障国家能源

安全，助力实现碳达峰碳中和目标，支撑经济社会高质量发展。为了达到规划中

要求，城市燃气首当其冲。②新技术发展近年来，大数据、云计算、人工智能、

边缘计算等新技术得到飞速发展并逐步渗入到传统行业当中。③安全生产要求2021年公布的《中华人民共和国安全生产法》，进一步强调了安全生产的重要性，安全生产进入了一个空前的时期。④数据管理安全城市燃气输配和调度采用的控

制系统种类繁多，如何管理燃气管网运营数据、保障运营数据安全，是决定燃气

安全运营的关键和基础。

3智慧燃气系统建设

3.1系统目标

社区智慧燃气系统的目标应聚焦打造“安全、可靠、智能的智慧燃气社区”。应坚持一体化原则，从社区的整体需求出发，推动智慧燃气发展，建立“全面感知、数据共享、高效协同、智能决策、精细管理”的智慧化新模式；建设智慧燃

气大网络，大平台，围绕本质安全与高质量发展两大任务，满足政府精细化城市

治理、企业安全化生产运行、用户用气优质化体验等多维度，多层次的需要。

3.2系统架构设计

社区智慧燃气系统的架构，围绕社区的功能定位和需求特点，开展智慧燃气

顶层设计，设计总体功能架构与平台框架，从数据治理、物联感知、平台搭建、

应用场景等方面分解建设任务，进一步形成智慧燃气系统建设。同时，系统应满

足以下几个特点，(1)一个智慧燃气平台；(2)全生命周期建设；(3)全场景覆盖；

(4)监测与预警；(5)运维与保障；(6)应急与处置。

3.3系统功能

智慧城市社区智慧燃气系统(以下简称“智慧燃气系统”)应实现智能感知、

负荷预测、数据共享、高效协同、智能决策、精细管理的能力。由大数据、算法、物联网技术等，将感知元件采集到的信息和数据通过网络传至智慧燃气系统，系

统经过计算、处理后，将燃气泄露、报警、安全、维保等相关的数据传输到智慧

城市社区系统。通过数字化的技术对相关数据进行处理，对关键性指标进行量化，形成可视化的指标。例如，燃气维保风险等级中，可以根据需求设置三种等级：

一级表示正常，定期维保；二级表示异常，需排查处置；三级表示严重，需立即

维护处理。这些量化的数据由燃气公司对社区可能存在的风险进行预判，并根据

预判结果开展处理或相关处置工作。

3.4系统组成

(1)基础数据的集成。首先要编制合理的数据作业手册，根据一定的规则进

行数据的集成。基础数据主要包括两部分：存量数据和新建数据。新建数据一般

通过设计单位的设计资料和施工过程的管理资料获取。地下管线采用三维GIS技术，地上燃气管道采用BIM技术，实现对数据的交付。存量数据有可能会由于历

史原因、环境因素，有些部分需要查阅图档资料，缺失部分需要采用探测技术确

定管线，一般资料比较齐全的地下管道根据存档资料进行重建，地上部分采用三

维扫描实现数据的重建。数据包含但不限于：智能燃气表、燃气泄漏报警装置、

电磁阀、球阀、智能管井、阴极保护设备、智能调压器、燃气管道。(2)智能燃