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1　背景

隨著全國能源消費回暖，其中天然氣消費量約為1140億立方米，同比增長約11.7%。城市燃氣、工業燃料、發電用氣均保持較快增長。為了推進天然氣應用，多部委聯合發布了《加快推進天然氣利用的意見》，明確提出逐步將天然氣培育成為我國現代清潔能源體系的主體能源之一。在一次能源消費結構中的占比力爭達到10%左右，到2030年，力爭將天然氣在一次能源消費中的占比提高到15%左右。國家正在大力推進天然氣的利用，愈加凸顯計量管理問題。據不完全統計，全國城市燃氣企業的供銷差率大約在3%~4%，也就意味著越多的天然氣銷量就有越多的天然氣損失。城市燃氣企業計量管理已經接近最不利的狀態，開展有效的計量管理勢在必行。

亞控科技智慧燃氣綜合管理方案建設遵循技術先進實用、系統穩定可靠、功能齊全、易于擴充、維護和操作簡便的總原則。為管網運行提供一個安全、可靠的解決方案，保證城市燃氣管網及場站設備的安全運行。自動抄表，提高數據準確性，節省人力；靈活的報警模型設置，自動調度執行；設備臺賬管理，實現設備維護信息化；片區輸差整治，降低燃氣漏損。

某燃氣集團是一家天然氣運營服務商，主要從事投資、經營、管理城市燃氣管道基礎設施，向居民和工業用戶輸送天然氣，建設及經營加油站和加氣站，開發與應用天然氣相關技術。集團逐步開始建設燃氣智能調度平臺，實現生產體系各業務模塊的信息化整合，深化生產數據應用，達到安全生產、智能調度、智能分析、智能決策，提高運行管理的智能化水平。

2　案例實施與應用

本項目范圍涵蓋集團全國范圍內9大區域70余家地方燃氣公司，3000余臺設備，其中大部分網關設備采用MQTT物聯網協議傳輸，數據傳輸速度快、開銷小省流量，且擁有更低的功耗和硬件及帶寬要求，與助力設備高效上云完美契合。

本案例系統功能架構如圖1所示。

圖1 系統功能架構圖

本案例系統數據流向如圖2所示。

圖2 系統數據流向圖

本案例應用包括：綜合管理、生產經營管理、閥井管理、GIS巡檢、系統管理、手機App等。

綜合管理主要包括駕駛艙、地理信息、數據總覽。駕駛艙展示集團關鍵信息，包含供氣占比統計、設備監控統計、實時存儲比、分級報警統計、重點數據輪循，駕駛艙如圖3所示。在GIS地圖上顯示場站位置以及管網，鼠標滑動到場站圖標，可以實時查看該場站重點參數，點擊站點快速跳轉至工藝流程畫面。數據總覽查看所有場站的實時數據，產生報警時數據變紅標識提示，可點擊變量彈出對應趨勢曲線。

圖3 系統駕駛艙

生產運營管理主要包括工藝監控、報警管理、生產報表、趨勢分析、設備管理、用氣申報、事件管理。工藝監控展示各場站的工藝流程圖，展示關鍵設備的實時數據，同時可查看該場站的歷史曲線、歷史報表、設備信息、環比統計。用戶可查看其權限下的場站實時報警數據與歷史報警數據，實時報警可人工確認填寫處理方案與處理人員，所有采集點的報警均可自由配置，調整報警使能以及高低限值。趨勢曲線與環比統計以曲線形式直觀展示采集點的狀態以及對比分析。設備信息可查看現場管理的各類設備信息，以及后期的維護與保養。計量日報與站點報表直觀展示各參數運行狀態與計量數據。用戶可進行燃氣申請量、批復量的信息錄入。管理員可查看各用戶的各類操作事件，包含登錄、報警配置、用氣申報、設備維護等操作。

閥井管理主要包括信息管理、實時監控、歷史分析、報警監控。對閥門井RTU設備的基礎信息進行維護，包括位置、歸屬、經緯度等，實時監控快速查看各設備的狀態以及實時數據，歷史分析查看各設備的歷史狀態，以及各采集點的報警數據展示。

GIS巡檢主要包括GIS數據瀏覽、專題圖展示、數據編輯、巡檢區域劃分、任務計劃、人員管理、軌跡回放、巡檢考核、隱患管理等功能。通過區域范圍編輯對人員劃分巡檢管線。統計巡檢軌跡事件和里程，分析巡查人員的任務完成情況，可以對巡檢任務和巡檢軌跡進行空間分析，計算巡檢完成率，查看考核計算結果。可上報第三方施工信息，可上報照片和施工狀態，監控第三方施工。

系統管理主要包括組織結構、角色權限、用戶管理、場站管理、采集配置、管線繪制、站點配置。靈活維護組織結構，為角色分配操作權限以及各頁面的查看權限，對公司員工基礎信息、歸屬角色進行自由維護。管理員可維護站點屬性與所屬組織，同時配置站點歸屬變量的展示權限。用戶可配置場站的地理位置以及繪制現場管線。

手機App主要包括實時監控、歷史分析、生產報表、設備管理、領導視圖、報警推送、個人信息。實時數據列表可快速切換場站，同步更新設備數據，并查看各采集點的歷史數據。可快速查看各場站的設備臺賬，以及維護保養信息。統計各公司計量數據供領導快速查看整體情況，現場發生報警同步推送至手機端，同時可進行人工報警確認。用戶可在手機端維護個人的基礎信息。

3　項目特點

（1）先進性

采用的軟件產品層面，KingFusion是一款面向廣泛的，通過全組態方式可快速構建定制化業務工程應用的平臺，全組態方式大大降低工程開發與運維門檻，使開發者輕松實現設備數據接入、數據分析、數據存儲和展示。開發人員采用拖拉拽的形式，調用封裝的各類函數減少了純代碼的開發量，與第三方系統對接可調用現有的數據源接口，降低了項目實施與產品定制開發的人力成本。

數據存儲平臺KingHistorian是一款實時歷史數據庫產品，將分散的海量過程數據采集并存儲下來，解決了關系數據庫應用難題，還為企業將“數據轉化為信息”提供穩定可靠的數據支持平臺。產品引入國際領先的緩存池、線程池、旋轉門、帶尖峰死區壓縮、變化壓縮、整點壓縮等有損壓縮以及高性能的無損壓縮算法、數據趨勢、步進、線性、計算等查詢算法、嚴密的故障恢復算法等技術。

項目采用先進科學的理念技術和方法，滿足行業的發展需求，保障系統有較長生命力，設計方案選擇較高的起點，不僅實現所需的功能，而且保持技術的前瞻性，提高系統的生存周期。

（2）標準性

項目建設初期制定建設標準，對建設涉及到的設備、平臺軟件、通信網絡、系統功能、各子系統接口、通信協議、數據庫、軟件編碼等制定一系列標準。

（3）安全性

符合國家等保安全和保密要求，保證系統安全，建立完善、可靠的系統訪問權限。在系統運行管理上嚴格按照安全規范進行，防止不當操作或惡意行為意外損失。用戶訪問時通過身份鑒別、訪問控制、資源控制實現身份認證，并構建“角色-權限-用戶”三層權限分配自定義用戶、自定義角色以及權限，在標準用戶認證協議（OAuth2.0）下實現。數據安全支持SSL傳輸加密訪問，支持關鍵數據加密。安全事件自處理，記錄異常操作行為以及關鍵操作，實現數據源、關鍵操作的查詢與追蹤。

（4）開放性

系統高度開放，支持國際、國內和行業標準協議和其他系統軟件接口，保證數據資源和其他子系統的共享，方便系統擴展，便于開發、維護、管理和系統升級，滿足與相關系統相連接的不同需求，實現協同、規模化發展。

（5）易用性

充分考慮面向最終用戶，使系統在設置、使用操作、維護管理等方面簡單易用，符合各類使用者和維護人員的操作習慣，減輕其日常工作量，提供友好的用戶界面及在線幫助。

4　項目意義

該項目為物聯網云平臺項目，是燃氣企業數字化轉型的助力者，對某燃氣集團的管理平臺進行規范化，形成統一的標準，滿足了其多層級架構的實現，靈活建立多層組織、分配權限及角色。為全公司各個場站運行提供統一集中的監控平臺，調度人員能夠通過該平臺對實時生產、輸配進行實時監控。

通過加強天然氣計量管理，充分發揮其在輸氣生產、經營管理中的作用，保證了生產安全平穩、保質保量、降低能源消耗和提高經濟效益。通過輸差控制等方式在天然氣供應過程中對損耗量進行控制，提高輸送效率，降低天然氣損耗，對控制生產成本等起到關鍵作用。通過場站監控分析及調整、應急指揮，使整個系統保持平穩狀態，為用戶提供高質量的供氣服務，保障輸配系統安全運行。

與企業內其他系統之間建立接口并實現數據和應用的整合，包括現有SCADA系統、地理信息系統、智能巡檢系統及其它今后可能應用的系統等，具備靈活性和可擴展性，應對未來新的整合、集成需求，推進燃氣企業智能調度生態形成。

精彩對話

北京亞控科技發展有限公司解決方案經理張國富

自動化博覽：您感受到物聯網領域自動化市場正在發生著哪些變化，呈現出哪些特點？

張國富：隨著5G政策的傾斜以及與“云管端”一體化的解決方案相關的各項技術和產品的成熟，對行業有利、對行業運營方有價值的標準呼之欲出，燃氣行業的物聯網化經歷了前期探索階段后，也要走向標準確定、全面發展的階段。從行業積累的經驗來看，針對實際的垂直領域，“安全”與“規模化運營”兩個關鍵維度已經成為了燃氣行業物聯網是否能長期穩定發展的制約因素。

自動化博覽：物聯網領域覆蓋范圍廣泛，亞控科技著力于哪些領域的發展？取得了哪些業績？

張國富：亞控科技在燃氣領域大力推廣智慧燃氣生產管理平臺，實現了燃氣集團化統一化部署與多級管理模式，達成燃氣調度的精準感控、高效運營、多能融合、開放互聯，協助構建城市能源系統運營安全體系。

近年來在20余個項目得到了應用，如中燃集團燃氣綜合云平臺項目、重慶燃氣集團綜合管理系統、云南省天然氣長輸調度系統、銅陵港華SCADA系統、孝義安達燃氣調度平臺、蘇州港華加氣站監控系統、惠州燃氣SCADA系統、山西朔州燃氣系統、重慶焜田燃氣系統、寧夏深中燃氣SCADA系統等。與中國燃氣集團、重慶燃氣集團、港華燃氣、成都燃氣集團等達成了市場合作。

自動化博覽：亞控科技為物聯網領域提供的產品或者解決方案具有怎樣的特色？核心優勢是什么？

張國富：目前市場上同類型平臺還缺少成熟的模塊、產品，相關的系統大部分都是SCADA系統上的簡單延伸，或者是單一的管理模塊：如設備管理系統、GIS系統、收費系統等，缺少跟SCADA系統的無縫連接。亞控科技智慧燃氣生產管理平臺以完整體系的管理系統將生產過程監控和業務管理有效結合起來，而且對于用戶可自行維護，項目移植簡單，長期維護成大幅降低，對于缺少自控方面經驗的開發者，直接提供了整體方案。

優勢包括支持國產主流PLC、國產服務器、國產操作系統、國產數據庫；支持一套工程跨平臺導入導出；支持自適應多終端訪問；內置采集組件，支持直接采集設備數據，數據轉發，支持數千種驅動協議，支持上百萬大點數接入，高效穩定；支持復雜業務數據處理；具備專門的報警組件，支持實時數據報警、業務報警；支持Restful、Webservice接口數據集成能力以及橫向擴展能力；支持中間庫表數據對接，接口服務；支持用戶集成，單點登錄；支持畫面集成，網頁容器無縫融合；部署環境彈性延展，支持一體式、分布式部署。

摘自《自動化博覽》2022年6月刊