CN112799365A - 一种燃气管网的智能监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气管网的智能监控系统及方法，该系统包括：数据层，支持常用类型数据库，向数据共享层提供燃气管网的空间和属性数据；数据共享层，将来自所述数据层各数据源的数据通过URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术导入数据共享平台，通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对各数据源的数据重新整合，使得整合后的数据，各业务子系统可以随时读取、利用；业务创新层，在数据共享的基础上进行数据分析、数据挖掘、辅助决策；数据展示层，实现燃气管网图形与属性数据的输入、修改、编辑更新、定位查询、检索、处理、统计分析、制图、应急调度和报表生成等管理功能，以及实现图形与属性数据查询、检索功能。

Description

一种燃气管网的智能监控系统及方法
技术领域
本发明涉及智能监控技术领域，特别是涉及一种燃气管网的智能监控系统及方法。
背景技术
随着中国经济的飞速发展，天然气在工商业和城镇居民的能源消费比重大幅度提高，已有和新建燃气管网越来越庞大、分散，燃气管网作为城市重要的基础设施和经济与社会发展的源泉，对燃气管网进行智能化管理具有相当重要的意义。目前，各燃气企业为了提高管理水平，都逐步建立了数据采集与监视控制系统(SCADA系统)、地理信息系统(GIS系统)以及管网巡检系统等各类信息化系统，并取得了一定的效果。但是，各企业的信息化建设都是通过自我摸索，由业务驱动发展，各个系统往往在不同时间分别构建，系统之间相对独立，形成数据孤岛。
随着企业规模的不断扩大以及对业务过程控制要求的逐步提高，企业信息化系统建设和管理往往面临一些新问题，如各个业务子系统都存在各自独立的系统，数据缺乏共享，流程彼此分割，不利于对异常、事故、作业等管理过程进行闭环的跟踪和管理；企业数据有统计但缺乏数据挖掘、数据分析，缺乏智能决策支持，不能有效利用积累的业务知识和业务数据，挖掘其中蕴含的规律和模式，为企业领导提供辅助决策支持。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种燃气管网的智能监控系统及方法，通过对燃气管网运行过程的主要参数、管网信息、设备运行状态进行动态监测，以GIS信息系统为基础，将SCADA系统与GIS系统数据融合，在GIS系统直观显示管网运行状态和监控点运行数据，结合预测、统计、空间分析等进行优化控制，实现对燃气管网调度各个环节的合理配置、优化控制，提高燃气管网系统的智能化水平。
为达上述目的，本发明提出一种燃气管网的智能监控系统，包括：
数据层，支持常用类型数据库，用于向数据共享层提供燃气管网的空间和属性数据；
数据共享层，用将来自所述数据层各数据源的数据通过URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术导入数据共享平台，通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对各数据源的数据重新整合，使得整合后的数据，各业务子系统可以随时读取、利用；
业务创新层，用于在数据共享的基础上进行数据分析、数据挖掘、辅助决策，以完成无数据共享时无法完成的功能；
数据展示层，用于实现燃气管网图形与属性数据的输入、修改、编辑更新、定位查询、检索、处理、统计分析、制图、应急调度和报表生成等管理功能，以及实现图形与属性数据查询、检索功能。
优选地，所述数据层包括：
GIS地理信息系统，用于捕获、管理、操作、分析与燃气管网空间数据相关的数据，对燃气管网图形、管线、阀门等重点设施进综合管理，随时提供燃气管网系统的最新资料，供燃气管网管理、规划设计、运行调度、决策使用；
SCADA系统，用于监测、控制燃气管网设备的运行，对燃气管网各监测点进行实时状态监视，发布调度指令及各监测点的气量统计等
GPS巡检系统，用于对巡检人员进行监督管理和车辆调度管理，以确保巡检人员能准确地按照设定的巡检路线、地点、时间等进行巡检；
GPS车辆调度系统，用于对车辆进行全程监控管理、实时显示车辆的位置信息。
优选地，所述数据共享层进一步包括：
数据导入模块，用于采用URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术，实现将源数据导入到数据共享平台；
数据整合模块，用于通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对源数据库数据重新整合，使得整合后的数据可供各业务子系统随时读取、利用。
为达到上述目的，本发明还提供一种燃气管网的智能监控方法，包括如下步骤：
步骤S1，利用SCADA系统对燃气管网实时监测，于监测到事故点时，将事故点的相关信息通过数据共享发送到GIS地理信息系统，通过GIS地理信息系统确定事故点的具体地理位置及相关管线，并在相关管线上查找分析与该事故点有关联的重要的监控点，并将该些关联的监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到所述SCADA系统及GPS系统；
步骤S2，通过SCADA系统监控中心关闭该些关联监控点的阀门，并持续实时监控该些关联的监控点的运行状态和运行数据，通过运行数据判断关阀是否成功；
步骤S3，通过GPS系统对事故点附近车辆进行优化调度。
优选地，于步骤S1中，当所述SCADA系统监控中心监测到某一监控点数据超过正常值的上下限时自动生成报警信息，将该监控点的监控方式由正常的轮巡方式转变为实时在线方式，当监测到该监控点存在流量逐渐变大、压力逐渐变小的趋势时，初步确认为事故点，将监测结果通过数据共享同步传输到GIS地理信息系统，所述GIS地理信息系统根据监测结果查找与该事故点有关联的重要的阀门监控点，进行监控点关联分析，并将这些关联的阀门监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到SCADA系统与GPS系统。
优选地，于步骤S2中，当监控到发生管道泄漏、爆管等事故时，所述SCADA监控中心启动允许关联的监控点之间互相通信而无需通过监控中心中转，授权事故点的监控点作为事故现场的主站，其他关联的监控点作为事故现场的从站，事故现场的主站与从站之间直接进行数据通信，由主站控制关闭作为从站的关联监控点的阀门。
优选地，于步骤S2中，通过运行数据判断关阀是否成功，分析是否关闭了事故点关联的阀门，若关阀不正确，则重新查找与事故点关联的监控点。
优选地，所述GIS地理信息系统以预定时间间隔读取SCADA系统数据，并显示在电子地图上，以及时提供监测场站的报警信息；对历史数据进行统计分析，为指挥调度提供可视化的管网运行信息和历史分析信息。
优选地，当所述GIS地理信息系统接收到SCADA系统某一监控点当前数据后，若数值超过预置的报警上下限，触发报警模块，在地图上闪烁相应监控点的图标，并启动声光报警。
优选地，当SCADA系统监测到发生漏气、爆管情况时产生报警信息，当发生报警信息时，业务创新层在数据共享层的基础上，以报警信息为基础信息，结合数据共享层的风速、风向气象数据进行数据分析，预测燃气扩散的区域及扩散速度。。
与现有技术相比，本发明一种燃气管网的智能监控系统及方法通过对燃气管网运行过程的主要参数、管网信息、设备运行状态进行动态监测，以GIS信息系统为基础，将SCADA系统与GIS系统数据融合，在GIS系统直观显示管网运行状态和监控点运行数据，结合预测、统计、空间分析等进行优化控制，实现对燃气管网调度各个环节的合理配置、优化控制，提高燃气管网系统的智能化水平。
附图说明
图1为本发明一种燃气管网的智能监控系统的系统架构图；
图2为本发明具体实施例中数据共享层的结构图；
图3为本发明一种燃气管网的智能监控方法的步骤流程图；
图4为本发明实施例中燃气管网综合调度的流程图；
图5为本发明实施例中关联的监控点之间数据通信流程图；
图6为本发明实施例中关联点分析及智能关阀流程图；
图7为本发明实施例中爆管分析的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种燃气管网的智能监控系统的系统架构图。如图1所示，本发明一种燃气管网的智能监控系统，包括：
数据层10，支持常用类型数据库，用于向数据共享层提供燃气管网的空间和属性数据。
在本发明中，数据层是统一空间数据分析平台的基础，支持常用类型数据库，如Oracle、DB2、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、MySQL等，向数据共享层提供燃气管网的空间和属性数据，其进一步包括：
GIS地理信息系统101，用于捕获、管理、操作、分析与燃气管网空间数据相关的数据，对燃气管网图形、管线、阀门等重点设施进行全面而准确的综合管理，随时提供燃气管网系统的最新资料，供燃气管网管理、规划设计、运行调度、决策使用，为企业提供一个开放的、扩充性强的信息化基础平台，GIS地理信息系统101的数据存放于其数据库中，主要包括有：
管道空间数据，如管道中心线坐标、管道埋深、遥感影像、重要设施(三通、弯头、变径变厚处、阀、调压站)坐标和埋深，管道穿跨越状况以及相邻设施(如管道、电力线路、通讯线路、公路铁路、桥涵隧道、水利设施、河流、湖泊)的空间方位；
管道属性以及环境数据，如管道材质、规格型号，管道设施(阀、弯头、防腐层、阴极保护、焊口、钢管信息、技术参数，杂散电流干扰情况，管道土壤腐蚀性等。
SCADA系统102，用于监测、控制燃气管网设备的运行，保证输气生产安全、可靠、平稳、高效、经济的运行，对燃气管网各监测点进行实时状态监视，发布调度指令及各监测点的气量统计等。SCADA系统的数据如燃气压力、流量、温度等在其数据库中。
GPS巡检系统103，用于对巡检人员进行监督管理和车辆调度管理，以确保巡检人员能准确地按照设定的巡检路线、地点、时间等进行巡检。GPS巡检系统103不仅实现了对巡检人员在巡检过程中的全程动态管理，还实现了实时上传巡检过程中发生的隐患、事故等事件信息，从而最大限度地减少了事故隐患，实现事故的提前控制，确线路与设备的安全运行。GPS巡检系统的数据在其数据库中，其数据如日常巡线、阴保运行、杂散干扰、第三方破坏、应急抢险、隐患状况检测评价、风险评估数据等。
GPS车辆调度系统104，用于对车辆进行全程监控管理、实时显示车辆的位置信息，其可以回放车辆进行轨迹，实时显示停车地点、停车时间及运行速度等。
数据共享层20，用将各数据源的数据通过URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术导入数据共享平台，通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对各数据源的数据重新整合，使得整合后的数据，各业务子系统可以随时读取、利用。
现有技术中，由于各个业务子系统(即上述GIS地理信息系统101、SCADA系统102、GPS巡检系统103及GPS车辆调度系统104)存在各自独立的系统,数据缺乏共享，流程彼此分割，不利于对异常、事故、作业等管理过程进行闭环的跟踪和管理；企业数据有统计但缺乏数据分析，缺乏智能决策支持，不能有效利用积累的业务知识和业务数据，挖掘其中蕴含的规律和模式，为企业领导提供辅助决策支持，例如GIS地理信息系统反映了燃气管网、设施的分布及管网属性信息，这些信息是静态的信息，管网的流量、压力、温度等动态信息则是SCADA系统的数据，而现有的GIS地理信息系统没有这些动态信息，因此，需要通过数据共享、业务创新使GIS地理信息系统能得到这些动态信息，为管网建模、数据分析、联动控制奠定基础。
具体地，如图2所示，数据共享层20进一步包括：
数据导入模块201，用于采用URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术，实现将源数据导入到数据共享平台。
在本发明中，数据层10提供了多个数据源，即各种类型数据库，如Oracle、DB2、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、MySQL等，这些不同的数据库具有不同的数据结构，不同的数据类型，因此需要进行特殊的处理以便不同数据源数据的导入，这里采用的特殊处理主要包括URL管理、JDBC连接、连接池管理技术：
(1)、URL管理用一种统一的格式来描述各种信息资源，包括文件、服务器的地址和目录等。URL的格式由下列三部分组成：
第一部分是服务方式；
第二部分是存有该资源的主机IP地址、端口号；
第三部分是主机资源的具体地址，如目录和文件名等。
第一部分和第二部分之间用“：//”符号隔开，第二部分和第三部分用“/”符号隔开。用URL表示文件时，服务方式用file表示，后面要有主机IP地址、文件的存取路径和文件名等信息。
如：file://ftp.linkwan.com/pub/files/foobar.txt
(2)、JDBC连接为多种关系数据库提供统一访问，编写数据库应用程序，与数据库建立连接、发送操作数据库的语句并处理结果。
(3)、连接池管理，将数据库连接作为对象存储在一个Vector对象中，当数据库连接建立后，不同的数据库访问请求就可以共享这些连接，通过复用这些已经建立的数据库连接，能节省系统资源和时间。数据库连接池的主要操作如下:
Figure BDA0002889434840000081
建立数据库连接池对象。
Figure BDA0002889434840000082
按照事先指定的参数创建初始数量的数据库连接。
Figure BDA0002889434840000083
对于一个数据库访问请求，直接从连接池中得到一个连接。
Figure BDA0002889434840000084
存取数据库。
Figure BDA0002889434840000085
关闭数据库，释放所有数据库连接。
Figure BDA0002889434840000086
释放数据库连接池对象(服务器停止、维护期间，释放数据库连接池对象，并释放所有连接)。
数据整合模块202，用于通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对源数据库数据重新整合，使得整合后的数据，各业务子系统可以随时读取、利用。具体地，数据整合模块202通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则对各数据源的数据交换格式进行一一映射，从而实现数据的流通与共享，建立局部概念模式、全局概念模式、全局外模式，用户可通过全局部外模式访问本地库，也可以通过其他模式访问集成系统中的其他数据库。
也就是说，对于整合后的数据，各业务子系统也可利用其它子系统数据，例如当GIS地理信息系统101需要SCADA系统102的数据时，可以通过2种方法实现，1)自动完成，启动定时器任务，当定时时间到时用命令自动读取SCADA系统102的数据；2)手动完成，设计一个读取数据的按键，按一下读数据的按键，则读取一次SCADA系统102的数据。
完成了数据共享，GIS地理信息系统就能读取SCADA系统的实时数据，则可通过GIS软件的地图功能，在地图上精确定位SCADA系统监测点的地理位置和显示相关的实时数据，实现调度监测。
完成了数据共享，GIS地理信息系统就能读取GPS巡检系统的实时数据、巡检系统的图像或者报警信息，可以在GIS地理信息系统地图上得到快速的定位，查找相关点的视频图像，以及报警图像定位或者数据显示。
可见，数据共享层20解决了数据共享，每个业务子系统均可以利用其他业务子系统的数据。
业务创新层30，在数据共享的基础上进行数据分析，数据挖掘，辅助决策，完成无数据共享时无法完成的功能。
现有技术中各个业务子系统存在各自独立的系统，数据缺乏共享，流程彼此分割，不利于对异常、事故、作业等管理过程进行闭环的跟踪和管理；企业数据有统计但缺乏数据分析，缺乏智能决策支持，不能有效利用积累的业务知识和业务数据，挖掘其中蕴含的规律和模式，为企业领导提供辅助决策支持。
例如GIS地理信息系统反映了燃气管网、设施的分布及管网属性信息，这些信息是静态的信息，管网的流量、压力、温度等动态信息则是SCADA系统的数据，现有的GIS系统没有这些动态信息，本发明通过数据共享、业务创新后GIS地理信息系统就能得到这些动态信息，为管网建模、数据分析、联动控制奠定了基础。
数据展示层40，用于通过C/S和B/S模式访问系统，其中C/S结构主要用于实现燃气管网图形与属性数据的输入、修改、编辑更新、定位查询、检索、处理、统计分析、制图、应急调度和报表生成等管理功能。B/S结构主要用于实现图形与属性数据查询、检索功能。
优选地，数据展示层40还在各种空间数据的基础上建立分析模型，将SCADA系统实时数据、GPS巡检系统的实时数据导入到模型中，增加模型的准确度和实时性，GIS强大的图形显示能力大大增强了模型可视化分析能力。
图3为本发明一种燃气管网的智能监控方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种燃气管网的智能监控方法，包括如下步骤：
步骤S1，利用SCADA系统对燃气管网实时监测，于监测到事故点时，将事故点的相关信息通过数据共享发送到GIS地理信息系统，通过GIS地理信息系统确定事故点的具体地理位置及相关管线，并在相关管线上查找分析与该事故点有关联的重要的监控点，并将该些关联的监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到所述SCADA系统及GPS系统。
在本发明具体实施例中，当SCADA系统监控中心收到某一监控点数据超过正常值的上下限时就会自动生成报警信息，同时将该监控点的监控方式由正常的轮巡方式转变为实时在线方式，当监测到该监控点有流量逐渐变大、压力逐渐变小的趋势时，初步确认为事故点，这些数据通过数据共享同步传输到GIS系统，GIS地理信息系统收到报警后立即查找与该事故点有关联的重要的阀门监控点，进行监控点关联分析，将这些关联的阀门监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到SCADA系统。
具体地说，在SCADA监控系统中，有些监控点很重要，如阀门监控点、流量监控点，这些监控点的位置是固定的，在安装时记录了该监控点的位置信息如XX大厦、XX学校、XX街道等位置信息，将这些信息导入到GIS地理信息系统中，与该监控点管道的管径、材质、埋深等属性信息关联起来，在GIS地理信息系统中该监控点就是一个重要的设施。当发生故障时，在GIS地理信息系统中根据位置信息或属性信息就能找到该监控点。
所述监控点关联分析具体指的是根据“点-线”分析，“点”即事故点，“线”即与该点相连的管道，分析事故点管道上的阀门、监控点等重要设施，分析重要设施其与管线的相关性，与某一管线相关的监控点视为关联的监控点。分析出关联的监控点，用这些关联的监控点实现智能关阀，将事故点管道上的阀门全部自动快速关闭，将损失降到最低，提高事故处理能力，节约人力、物力，提高智能化水平。
步骤S2，SCADA监控中心发送关闭指令到各监控点以关闭该些关联监控点的阀门，并持续实时监控该些关联的监控点的运行状态和运行数据，通过运行数据判断关阀是否成功，分析是否关闭了事故点关联的阀门，如果关阀不正确，则需要重新查找与事故点关联的监控点。
进一步地，当监控到发生管道泄漏、爆管等事故时，SCADA监控中心启动允许关联的监控点之间互相通信而无需通过监控中心中转，授权事故点的监控点可以作为事故现场的主站，其他关联的监控点作为事故现场的从站，事故现场的主站与从站之间可以直接进行数据通信，这样提高通信的及时性，更重要的是通过作为主站的监控点能自动关闭相关管线的阀门，无需抢修人员到现场手动关阀，实现智能化关阀。
在本发明具体实施例中，各重要监控点如阀门监控点的要求具备如下条件：
(1)、阀门监控点具有以太网通信接口或无线GPRS通信接口，当采用无线GPRS通信功能时，需要GPRS具有静态IP，这样2个监控点之间方能进行数据通信；
(2)、阀门监控点具有后备电源，如UPS、蓄电池等，确保在停电情况下能与监控中心通信。
智能关阀有如下两个应用场景：事故现场的主站可以开/关从站的阀门，也可以调节从站阀门的开度，在监测到发生事故时，主站关闭相关监控点的阀门；当事故处理完打开阀门后平衡管道压力，主站可以调节相关监控点的阀门开度，也就调节了管线的压力，使相关管线的压力供给平衡，不会因某处用气多压力下降，用户用气不稳定。
优选地，GIS地理信息系统还以一定的时间间隔读取SCADA数据，并显示在电子地图上，以及时提供监测场站的报警信息；对历史数据进行统计分析，为指挥调度提供可视化的管网运行信息和历史分析信息。
优选地，当SCADA系统根据某一站点当前数据产生报警信息(数值超过或低于预置的报警上下限)，将该报警信息传送至GIS地理信息系统，该GIS地理信息系统会根据该信息在地图上显示具体位置、管道等信息，在地图上该站点的图标会闪烁，启动声光报警。
步骤S3，通过GPS系统对事故点附近车辆进行优化调度。
具体地说，GPS系统查找当前车辆作业情况，根据车辆作业的性质判断其当前作业的重要程度(作业的重要程度指的是该作业对整个企业的重要程度，例如出现紧急抢险任务，当前车辆作业是检修、维修等普通任务，则令该行测量放弃现在从事的检修、维修等普通任务)，生成应急车辆开往事故点的最快路线，通知事故点附近巡检、维护人员尽快赶到事故现场，生成最优调度方案。
优选地，SCADA系统监测管网的运行状态，当监测到数据异常时(超过参数的上下限，就会判断发生漏气、爆管等情况)发出报警信息，当发生报警信息时，业务创新层在数据共享层的基础上，以报警信息为基础信息，结合数据共享层的风速、风向等气象数据进行数据分析，预测燃气扩散的区域及扩散速度。
实施例
一、联动控制
图4为本发明实施例中燃气管网综合调度的流程图。在本实施例中，在已建的GIS系统、SCADA系统、巡检系统、车辆调度系统等实现数据共享的基础上实现综合调度，联动控制。当SCADA系统监测到有燃气事故报警时，则从地下燃气管道资料库中迅速调出事故地点的管线图及事先制定的应急方案，通过网络发往离事故地点最近的抢修组及有关领导，同时关闭相关管道的阀门，分析停气范围，发布停气影响用户信息，及时向外发布。结合事故现场情况，作出最佳抢修方案决策，将事故损失降到最低。
当SCADA系统监测到报警信息时，将报警信息通过数据共享发送到GIS系统，GIS系统在地图上确定故障点的具体地理位置及相关管线，在相关的管线上查找重要的监控点(阀门监控点、流量监控点)，将这些信息通过数据共享发送到GPS系统，GPS系统查找当前车辆作业情况，根据车辆作业的性质判断重要程度，生成应急车辆开往事故点的最快路线，通知事故点附近巡检、维护人员尽快赶到事故现场，生成最优调度方案。
当发生漏气、爆管情况时，则SCADA系统根据当时的风速、风向等气象数据预测燃气扩散的区域及扩散速度，通过信息发布系统及时通知附近单位、居民撤离，保护人民生命财产安全，将损失降到最小。
当然，GIS地理信息系统具有管网的属性数据，在无事故发生时，也可以查看到某个站点的地理位置，所处的管道特性等信息。
二、智能控制
当SCADA监控中心收到某一监控点数据超过正常值的上下限时就会自动生成报警，同时将该站点的监控方式由正常的轮巡方式转变为实时在线方式，当该监控点有流量逐渐变大、压力逐渐变小的趋势时，初步确认为事故点，这些数据通过数据共享同步传输到GIS系统，GIS系统收到报警后立即查找与该事故点有关联的重要的阀门监控点，将这些关联的阀门监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到SCADA系统，SCADA监控中心/事故现场主站远程关闭这些关联的阀门监控点的阀门，并持续实时监控这些关联的监控点的运行状态和运行数据，通过运行数据判断关阀是否成功，分析是否关闭了事故点关联的阀门，如果关阀不正确，则需要重新查找与事故点关联的监控点。
事故处理完成后，取消事故现场的主站、从站的授权，恢复原来的状态。
在SCADA监控系统中，有些监控点很重要，如阀门监控点、流量监控点，根据GIS系统分析这些监控点的位置信息，分析其与管线的相关性，与某一管线相关的监控点视为关联的监控点。当发生管道泄漏、爆管等事故时，监控中心启动允许关联的监控点之间互相通信而无需通过监控中心中转，授权事故点的监控点可以作为事故现场的主站，其他关联的监控点作为事故现场的从站，事故现场的主站与从站之间可以直接进行数据通信，这样提高通信的及时性，关联的监控点之间数据通信流程如图5所示，而且通过关联的监控点能自动关闭相关管线的阀门，无需抢修人员到现场手动关阀，实现智能化关阀，关联点分析及智能关阀流程如图6所示。
在本实施例中，重要监控点如阀门监控点的要求如下：1、阀门监控点具有以太网通信接口或无线GPRS通信接口，当采用无线GPRS通信功能时，需要GPRS具有静态IP，这样2个监控点之间方能进行数据通信；2、阀门监控点具有后备电源，如UPS、蓄电池等，确保在停电情况下能与监控中心通信。
本实施例中，智能关阀有两个应用场景：事故现场的主站可以开/关从站的阀门，也可以调节从站阀门的开度，当监测到发生事故时，由主站关闭相关监控点的阀门；当事故处理完打开阀门后平衡管道压力，主站可以调节相关监控点的阀门开度，也就调节了管线的压力，使相关管线的压力供给平衡，不会因某处用气多压力下降，使得用户用气不稳定。
本实施例中，GIS地理信息系统还会以一定的时间间隔读取SCADA系统数据，并显示在电子地图上；能及时提供监测场站的报警信息；可以对历史数据进行统计分析；为指挥调度提供可视化的管网运行信息和历史分析信息。
当GIS地理信息系统接收到SCADA系统某一站点当前数据后，如果数值超过(或低于)预置的报警上下限，则会触发报警模块，在地图上该站点的图标会闪烁，启动声光报警。
本发明系统具有较强的分析功能，可以有效地为专业人员进行各种决策提供可靠的支持和参考。系统的分析功能主要有：预警分析以及爆管分析，其中预警分析主要是根据设备服务年限预警参数的设置，对指定的查询对象快速查询出需更换的设备，爆管分析主要是根据爆管位置自动进行关阀分析，对故障点及管线设施进行定位显示，爆管分析的流程如图7所示，正常情况下，系统软件一直监视管网运行状态，分析有无异常发生，当有事故发生时相应管道的运行数据如流量、压力会发生变化，在GIS地图上输入事故点的地理位置信息，如XX大厦、XX学校、XX街道等信息，找到具体位置，查找该处管道相关的信息，如管径、管道材质、埋深、周围建筑物情况等信息，在地图上标记故障管道；查找事故点附近阀门：根据“点-线”分析，“点”即事故点，“线”即与该点相连的管道，标记需要关闭的阀门及受影响的管线：查找到与事故点相连的阀门及管线后，提出智能关阀方案，在地图上标注引起注意，随时监视事故的发展状态，最后将本事故发生的时间、地点、管道、处理过程等重要信息保存输出。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种燃气管网的智能监控系统，包括：
数据层，支持常用类型数据库，用于向数据共享层提供燃气管网的空间和属性数据；
数据共享层，用于将来自所述数据层各数据源的数据通过URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术导入数据共享平台，通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对各数据源的数据重新整合，使得整合后的数据，各业务子系统可以随时读取、利用；
业务创新层，用于在数据共享的基础上进行数据分析、数据挖掘、辅助决策，以完成无数据共享时无法完成的功能；
数据展示层，用于实现燃气管网图形与属性数据的输入、修改、编辑更新、定位查询、检索、处理、统计分析、制图、应急调度和报表生成等管理功能，以及实现图形与属性数据查询、检索功能。
2.如权利要求1所述的一种燃气管网的智能监控系统，其特征在于，所述数据层包括：
GIS地理信息系统，用于捕获、管理、操作、分析与燃气管网空间数据相关的数据，对燃气管网图形、管线、阀门等重点设施进综合管理，随时提供燃气管网系统的最新资料，供燃气管网管理、规划设计、运行调度、决策使用；
SCADA系统，用于监测、控制燃气管网设备的运行，对燃气管网各监测点进行实时状态监视，发布调度指令及各监测点的气量统计等
GPS巡检系统，用于对巡检人员进行监督管理和车辆调度管理，以确保巡检人员能准确地按照设定的巡检路线、地点、时间等进行巡检；
GPS车辆调度系统，用于对车辆进行全程监控管理、实时显示车辆的位置信息。
3.如权利要求2所述的一种燃气管网的智能监控系统，其特征在于，所述数据共享层进一步包括：
数据导入模块，用于采用URL管理、JDBC连接、连接池管理等技术，实现将源数据导入到数据共享平台；
数据整合模块，用于通过运算规则、过滤规则、映射规则等规则的定义，完成对源数据库数据重新整合，使得整合后的数据可供各业务子系统随时读取、利用。
4.一种燃气管网的智能监控方法，包括如下步骤：
步骤S1，利用SCADA系统对燃气管网实时监测，于监测到事故点时，将事故点的相关信息通过数据共享发送到GIS地理信息系统，通过GIS地理信息系统确定事故点的具体地理位置及相关管线，并在相关管线上查找分析与该事故点有关联的重要的监控点，并将该些关联的监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到所述SCADA系统及GPS系统；
步骤S2，通过SCADA系统监控中心关闭该些关联监控点的阀门，并持续实时监控该些关联的监控点的运行状态和运行数据，通过运行数据判断关阀是否成功；
步骤S3，通过GPS系统对事故点附近车辆进行优化调度。
5.如权利要求4所述的一种燃气管网的智能监控方法，其特征在于：于步骤S1中，当所述SCADA系统监控中心监测到某一监控点数据超过正常值的上下限时自动生成报警信息，将该监控点的监控方式由正常的轮巡方式转变为实时在线方式，当监测到该监控点存在流量逐渐变大、压力逐渐变小的趋势时，初步确认为事故点，将监测结果通过数据共享同步传输到GIS地理信息系统，所述GIS地理信息系统根据监测结果查找与该事故点有关联的重要的阀门监控点，进行监控点关联分析，并将这些关联的阀门监控点的位置、属性等信息通过数据共享同步传输到SCADA系统与GPS系统。
6.如权利要求5所述的一种燃气管网的智能监控方法，其特征在于：于步骤S2中，当监控到发生管道泄漏、爆管等事故时，所述SCADA监控中心启动允许关联的监控点之间互相通信而无需通过监控中心中转，授权事故点的监控点作为事故现场的主站，其他关联的监控点作为事故现场的从站，事故现场的主站与从站之间直接进行数据通信，由主站控制关闭作为从站的关联监控点的阀门。
7.如权利要求6所述的一种燃气管网的智能监控方法，其特征在于：于步骤S2中，通过运行数据判断关阀是否成功，分析是否关闭了事故点关联的阀门，若关阀不正确，则重新查找与事故点关联的监控点。
8.如权利要求7所述的一种燃气管网的智能监控方法，其特征在于：所述GIS地理信息系统以预定时间间隔读取SCADA系统数据，并显示在电子地图上，以及时提供监测场站的报警信息；对历史数据进行统计分析，为指挥调度提供可视化的管网运行信息和历史分析信息。
9.如权利要求8所述的一种燃气管网的智能监控方法，其特征在于：当所述GIS地理信息系统接收到SCADA系统某一监控点当前数据后，若数值超过预置的报警上下限，触发报警模块，在地图上闪烁相应监控点的图标，并启动声光报警。
10.如权利要求9所述的一种燃气管网的智能监控方法，其特征在于：当SCADA系统监测到发生漏气、爆管情况时产生报警信息，当发生报警信息时，业务创新层在数据共享层的基础上，以报警信息为基础信息，结合数据共享层的风速、风向气象数据进行数据分析，预测燃气扩散的区域及扩散速度。
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