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1　背景

隨著全國(guó)能源消費(fèi)回暖，其中天然氣消費(fèi)量約為1140億立方米，同比增長(zhǎng)約11.7%。城市燃?xì)狻⒐I(yè)燃料、發(fā)電用氣均保持較快增長(zhǎng)。為了推進(jìn)天然氣應(yīng)用，多部委聯(lián)合發(fā)布了《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》，明確提出逐步將天然氣培育成為我國(guó)現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一。在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比力爭(zhēng)達(dá)到10%左右，到2030年，力爭(zhēng)將天然氣在一次能源消費(fèi)中的占比提高到15%左右。國(guó)家正在大力推進(jìn)天然氣的利用，愈加凸顯計(jì)量管理問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城市燃?xì)馄髽I(yè)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?xì)馄髽I(yè)計(jì)量管理已經(jīng)接近最不利的狀態(tài)，開(kāi)展有效的計(jì)量管理勢(shì)在必行。

亞控科技智慧燃?xì)饩C合管理方案建設(shè)遵循技術(shù)先進(jìn)實(shí)用、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、功能齊全、易于擴(kuò)充、維護(hù)和操作簡(jiǎn)便的總原則。為管網(wǎng)運(yùn)行提供一個(gè)安全、可靠的解決方案，保證城市燃?xì)夤芫W(wǎng)及場(chǎng)站設(shè)備的安全運(yùn)行。自動(dòng)抄表，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，節(jié)省人力；靈活的報(bào)警模型設(shè)置，自動(dòng)調(diào)度執(zhí)行；設(shè)備臺(tái)賬管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)信息化；片區(qū)輸差整治，降低燃?xì)饴p。

某燃?xì)饧瘓F(tuán)是一家天然氣運(yùn)營(yíng)服務(wù)商，主要從事投資、經(jīng)營(yíng)、管理城市燃?xì)夤艿阑A(chǔ)設(shè)施，向居民和工業(yè)用戶輸送天然氣，建設(shè)及經(jīng)營(yíng)加油站和加氣站，開(kāi)發(fā)與應(yīng)用天然氣相關(guān)技術(shù)。集團(tuán)逐步開(kāi)始建設(shè)燃?xì)庵悄苷{(diào)度平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)體系各業(yè)務(wù)模塊的信息化整合，深化生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用，達(dá)到安全生產(chǎn)、智能調(diào)度、智能分析、智能決策，提高運(yùn)行管理的智能化水平。

2　案例實(shí)施與應(yīng)用

本項(xiàng)目范圍涵蓋集團(tuán)全國(guó)范圍內(nèi)9大區(qū)域70余家地方燃?xì)夤荆?000余臺(tái)設(shè)備，其中大部分網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用MQTT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速度快、開(kāi)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(shè)備高效上云完美契合。

本案例系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

本案例系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向圖

本案例應(yīng)用包括：綜合管理、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、閥井管理、GIS巡檢、系統(tǒng)管理、手機(jī)App等。

綜合管理主要包括駕駛艙、地理信息、數(shù)據(jù)總覽。駕駛艙展示集團(tuán)關(guān)鍵信息，包含供氣占比統(tǒng)計(jì)、設(shè)備監(jiān)控統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)比、分級(jí)報(bào)警統(tǒng)計(jì)、重點(diǎn)數(shù)據(jù)輪循，駕駛艙如圖3所示。在GIS地圖上顯示場(chǎng)站位置以及管網(wǎng)，鼠標(biāo)滑動(dòng)到場(chǎng)站圖標(biāo)，可以實(shí)時(shí)查看該場(chǎng)站重點(diǎn)參數(shù)，點(diǎn)擊站點(diǎn)快速跳轉(zhuǎn)至工藝流程畫面。數(shù)據(jù)總覽查看所有場(chǎng)站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生報(bào)警時(shí)數(shù)據(jù)變紅標(biāo)識(shí)提示，可點(diǎn)擊變量彈出對(duì)應(yīng)趨勢(shì)曲線。

圖3 系統(tǒng)駕駛艙

生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理主要包括工藝監(jiān)控、報(bào)警管理、生產(chǎn)報(bào)表、趨勢(shì)分析、設(shè)備管理、用氣申報(bào)、事件管理。工藝監(jiān)控展示各場(chǎng)站的工藝流程圖，展示關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)可查看該場(chǎng)站的歷史曲線、歷史報(bào)表、設(shè)備信息、環(huán)比統(tǒng)計(jì)。用戶可查看其權(quán)限下的場(chǎng)站實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)與歷史報(bào)警數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)報(bào)警可人工確認(rèn)填寫處理方案與處理人員，所有采集點(diǎn)的報(bào)警均可自由配置，調(diào)整報(bào)警使能以及高低限值。趨勢(shì)曲線與環(huán)比統(tǒng)計(jì)以曲線形式直觀展示采集點(diǎn)的狀態(tài)以及對(duì)比分析。設(shè)備信息可查看現(xiàn)場(chǎng)管理的各類設(shè)備信息，以及后期的維護(hù)與保養(yǎng)。計(jì)量日?qǐng)?bào)與站點(diǎn)報(bào)表直觀展示各參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)與計(jì)量數(shù)據(jù)。用戶可進(jìn)行燃?xì)馍暾?qǐng)量、批復(fù)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(bào)警配置、用氣申報(bào)、設(shè)備維護(hù)等操作。

閥井管理主要包括信息管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史分析、報(bào)警監(jiān)控。對(duì)閥門井RTU設(shè)備的基礎(chǔ)信息進(jìn)行維護(hù)，包括位置、歸屬、經(jīng)緯度等，實(shí)時(shí)監(jiān)控快速查看各設(shè)備的狀態(tài)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史分析查看各設(shè)備的歷史狀態(tài)，以及各采集點(diǎn)的報(bào)警數(shù)據(jù)展示。

GIS巡檢主要包括GIS數(shù)據(jù)瀏覽、專題圖展示、數(shù)據(jù)編輯、巡檢區(qū)域劃分、任務(wù)計(jì)劃、人員管理、軌跡回放、巡檢考核、隱患管理等功能。通過(guò)區(qū)域范圍編輯對(duì)人員劃分巡檢管線。統(tǒng)計(jì)巡檢軌跡事件和里程，分析巡查人員的任務(wù)完成情況，可以對(duì)巡檢任務(wù)和巡檢軌跡進(jìn)行空間分析，計(jì)算巡檢完成率，查看考核計(jì)算結(jié)果。可上報(bào)第三方施工信息，可上報(bào)照片和施工狀態(tài)，監(jiān)控第三方施工。

系統(tǒng)管理主要包括組織結(jié)構(gòu)、角色權(quán)限、用戶管理、場(chǎng)站管理、采集配置、管線繪制、站點(diǎn)配置。靈活維護(hù)組織結(jié)構(gòu)，為角色分配操作權(quán)限以及各頁(yè)面的查看權(quán)限，對(duì)公司員工基礎(chǔ)信息、歸屬角色進(jìn)行自由維護(hù)。管理員可維護(hù)站點(diǎn)屬性與所屬組織，同時(shí)配置站點(diǎn)歸屬變量的展示權(quán)限。用戶可配置場(chǎng)站的地理位置以及繪制現(xiàn)場(chǎng)管線。

手機(jī)App主要包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史分析、生產(chǎn)報(bào)表、設(shè)備管理、領(lǐng)導(dǎo)視圖、報(bào)警推送、個(gè)人信息。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表可快速切換場(chǎng)站，同步更新設(shè)備數(shù)據(jù)，并查看各采集點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)。可快速查看各場(chǎng)站的設(shè)備臺(tái)賬，以及維護(hù)保養(yǎng)信息。統(tǒng)計(jì)各公司計(jì)量數(shù)據(jù)供領(lǐng)導(dǎo)快速查看整體情況，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生報(bào)警同步推送至手機(jī)端，同時(shí)可進(jìn)行人工報(bào)警確認(rèn)。用戶可在手機(jī)端維護(hù)個(gè)人的基礎(chǔ)信息。

3　項(xiàng)目特點(diǎn)

（1）先進(jìn)性

采用的軟件產(chǎn)品層面，KingFusion是一款面向廣泛的，通過(guò)全組態(tài)方式可快速構(gòu)建定制化業(yè)務(wù)工程應(yīng)用的平臺(tái)，全組態(tài)方式大大降低工程開(kāi)發(fā)與運(yùn)維門檻，使開(kāi)發(fā)者輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和展示。開(kāi)發(fā)人員采用拖拉拽的形式，調(diào)用封裝的各類函數(shù)減少了純代碼的開(kāi)發(fā)量，與第三方系統(tǒng)對(duì)接可調(diào)用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)源接口，降低了項(xiàng)目實(shí)施與產(chǎn)品定制開(kāi)發(fā)的人力成本。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)KingHistorian是一款實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，將分散的海量過(guò)程數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)下來(lái)，解決了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用難題，還為企業(yè)將“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息”提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支持平臺(tái)。產(chǎn)品引入國(guó)際領(lǐng)先的緩存池、線程池、旋轉(zhuǎn)門、帶尖峰死區(qū)壓縮、變化壓縮、整點(diǎn)壓縮等有損壓縮以及高性能的無(wú)損壓縮算法、數(shù)據(jù)趨勢(shì)、步進(jìn)、線性、計(jì)算等查詢算法、嚴(yán)密的故障恢復(fù)算法等技術(shù)。

項(xiàng)目采用先進(jìn)科學(xué)的理念技術(shù)和方法，滿足行業(yè)的發(fā)展需求，保障系統(tǒng)有較長(zhǎng)生命力，設(shè)計(jì)方案選擇較高的起點(diǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)所需的功能，而且保持技術(shù)的前瞻性，提高系統(tǒng)的生存周期。

（2）標(biāo)準(zhǔn)性

項(xiàng)目建設(shè)初期制定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建設(shè)涉及到的設(shè)備、平臺(tái)軟件、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)功能、各子系統(tǒng)接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件編碼等制定一系列標(biāo)準(zhǔn)。

（3）安全性

符合國(guó)家等保安全和保密要求，保證系統(tǒng)安全，建立完善、可靠的系統(tǒng)訪問(wèn)權(quán)限。在系統(tǒng)運(yùn)行管理上嚴(yán)格按照安全規(guī)范進(jìn)行，防止不當(dāng)操作或惡意行為意外損失。用戶訪問(wèn)時(shí)通過(guò)身份鑒別、訪問(wèn)控制、資源控制實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證，并構(gòu)建“角色-權(quán)限-用戶”三層權(quán)限分配自定義用戶、自定義角色以及權(quán)限，在標(biāo)準(zhǔn)用戶認(rèn)證協(xié)議（OAuth2.0）下實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)安全支持SSL傳輸加密訪問(wèn)，支持關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密。安全事件自處理，記錄異常操作行為以及關(guān)鍵操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源、關(guān)鍵操作的查詢與追蹤。

（4）開(kāi)放性

系統(tǒng)高度開(kāi)放，支持國(guó)際、國(guó)內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和其他系統(tǒng)軟件接口，保證數(shù)據(jù)資源和其他子系統(tǒng)的共享，方便系統(tǒng)擴(kuò)展，便于開(kāi)發(fā)、維護(hù)、管理和系統(tǒng)升級(jí)，滿足與相關(guān)系統(tǒng)相連接的不同需求，實(shí)現(xiàn)協(xié)同、規(guī)模化發(fā)展。

（5）易用性

充分考慮面向最終用戶，使系統(tǒng)在設(shè)置、使用操作、維護(hù)管理等方面簡(jiǎn)單易用，符合各類使用者和維護(hù)人員的操作習(xí)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(xiàng)目意義

該項(xiàng)目為物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)項(xiàng)目，是燃?xì)馄髽I(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的助力者，對(duì)某燃?xì)饧瘓F(tuán)的管理平臺(tái)進(jìn)行規(guī)范化，形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，滿足了其多層級(jí)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，靈活建立多層組織、分配權(quán)限及角色。為全公司各個(gè)場(chǎng)站運(yùn)行提供統(tǒng)一集中的監(jiān)控平臺(tái)，調(diào)度人員能夠通過(guò)該平臺(tái)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)、輸配進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

通過(guò)加強(qiáng)天然氣計(jì)量管理，充分發(fā)揮其在輸氣生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理中的作用，保證了生產(chǎn)安全平穩(wěn)、保質(zhì)保量、降低能源消耗和提高經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)輸差控制等方式在天然氣供應(yīng)過(guò)程中對(duì)損耗量進(jìn)行控制，提高輸送效率，降低天然氣損耗，對(duì)控制生產(chǎn)成本等起到關(guān)鍵作用。通過(guò)場(chǎng)站監(jiān)控分析及調(diào)整、應(yīng)急指揮，使整個(gè)系統(tǒng)保持平穩(wěn)狀態(tài)，為用戶提供高質(zhì)量的供氣服務(wù)，保障輸配系統(tǒng)安全運(yùn)行。

與企業(yè)內(nèi)其他系統(tǒng)之間建立接口并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的整合，包括現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)及其它今后可能應(yīng)用的系統(tǒng)等，具備靈活性和可擴(kuò)展性，應(yīng)對(duì)未來(lái)新的整合、集成需求，推進(jìn)燃?xì)馄髽I(yè)智能調(diào)度生態(tài)形成。

精彩對(duì)話

北京亞控科技發(fā)展有限公司解決方案經(jīng)理張國(guó)富

自動(dòng)化博覽：您感受到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域自動(dòng)化市場(chǎng)正在發(fā)生著哪些變化，呈現(xiàn)出哪些特點(diǎn)？

張國(guó)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(guān)的各項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品的成熟，對(duì)行業(yè)有利、對(duì)行業(yè)運(yùn)營(yíng)方有價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)呼之欲出，燃?xì)庑袠I(yè)的物聯(lián)網(wǎng)化經(jīng)歷了前期探索階段后，也要走向標(biāo)準(zhǔn)確定、全面發(fā)展的階段。從行業(yè)積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，針對(duì)實(shí)際的垂直領(lǐng)域，“安全”與“規(guī)模化運(yùn)營(yíng)”兩個(gè)關(guān)鍵維度已經(jīng)成為了燃?xì)庑袠I(yè)物聯(lián)網(wǎng)是否能長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的制約因素。

自動(dòng)化博覽：物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域覆蓋范圍廣泛，亞控科技著力于哪些領(lǐng)域的發(fā)展？取得了哪些業(yè)績(jī)？

張國(guó)富：亞控科技在燃?xì)忸I(lǐng)域大力推廣智慧燃?xì)馍a(chǎn)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)饧瘓F(tuán)化統(tǒng)一化部署與多級(jí)管理模式，達(dá)成燃?xì)庹{(diào)度的精準(zhǔn)感控、高效運(yùn)營(yíng)、多能融合、開(kāi)放互聯(lián)，協(xié)助構(gòu)建城市能源系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)安全體系。

近年來(lái)在20余個(gè)項(xiàng)目得到了應(yīng)用，如中燃集團(tuán)燃?xì)饩C合云平臺(tái)項(xiàng)目、重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)綜合管理系統(tǒng)、云南省天然氣長(zhǎng)輸調(diào)度系統(tǒng)、銅陵港華SCADA系統(tǒng)、孝義安達(dá)燃?xì)庹{(diào)度平臺(tái)、蘇州港華加氣站監(jiān)控系統(tǒng)、惠州燃?xì)釹CADA系統(tǒng)、山西朔州燃?xì)庀到y(tǒng)、重慶焜田燃?xì)庀到y(tǒng)、寧夏深中燃?xì)釹CADA系統(tǒng)等。與中國(guó)燃?xì)饧瘓F(tuán)、重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)、港華燃?xì)狻⒊啥既細(xì)饧瘓F(tuán)等達(dá)成了市場(chǎng)合作。

自動(dòng)化博覽：亞控科技為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供的產(chǎn)品或者解決方案具有怎樣的特色？核心優(yōu)勢(shì)是什么？

張國(guó)富：目前市場(chǎng)上同類型平臺(tái)還缺少成熟的模塊、產(chǎn)品，相關(guān)的系統(tǒng)大部分都是SCADA系統(tǒng)上的簡(jiǎn)單延伸，或者是單一的管理模塊：如設(shè)備管理系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)等，缺少跟SCADA系統(tǒng)的無(wú)縫連接。亞控科技智慧燃?xì)馍a(chǎn)管理平臺(tái)以完整體系的管理系統(tǒng)將生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和業(yè)務(wù)管理有效結(jié)合起來(lái)，而且對(duì)于用戶可自行維護(hù)，項(xiàng)目移植簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期維護(hù)成大幅降低，對(duì)于缺少自控方面經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者，直接提供了整體方案。

優(yōu)勢(shì)包括支持國(guó)產(chǎn)主流PLC、國(guó)產(chǎn)服務(wù)器、國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)、國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)；支持一套工程跨平臺(tái)導(dǎo)入導(dǎo)出；支持自適應(yīng)多終端訪問(wèn)；內(nèi)置采集組件，支持直接采集設(shè)備數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，支持?jǐn)?shù)千種驅(qū)動(dòng)協(xié)議，支持上百萬(wàn)大點(diǎn)數(shù)接入，高效穩(wěn)定；支持復(fù)雜業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理；具備專門的報(bào)警組件，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)警、業(yè)務(wù)報(bào)警；支持Restful、Webservice接口數(shù)據(jù)集成能力以及橫向擴(kuò)展能力；支持中間庫(kù)表數(shù)據(jù)對(duì)接，接口服務(wù)；支持用戶集成，單點(diǎn)登錄；支持畫面集成，網(wǎng)頁(yè)容器無(wú)縫融合；部署環(huán)境彈性延展，支持一體式、分布式部署。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年6月刊