摘　要：探討城市燃氣管網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案(燃氣泄漏監(jiān)控、流量與壓力監(jiān)控、遠程視頻監(jiān)控)，分析物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能(實時數(shù)據(jù)采集、GPS定位)和特點。
關(guān)鍵詞：城市燃氣管網(wǎng)； 物聯(lián)網(wǎng)； 泄漏監(jiān)控； 監(jiān)控系統(tǒng)； GPS定位
Monitoring System Based on Internet of Things for City Gas Network
Abstract：The monitoring scheme based on Internet of Things for city gas network that includes gas leakage monitorin9，flow and pressure monitoring and remote video monitoring is discussed．The functions including real-time data acquisition and GPS positioning and characteristics of monitoring system based on Internet of Things are analyzed．
Keywords：city gas network；Internet of Things；leakage monitoring；monitoring system：GPS positioning

隨著燃氣技術(shù)的快速發(fā)展，敷設的城市燃氣管道越來越多。燃氣管網(wǎng)過于龐大，以致傳統(tǒng)監(jiān)控方式難以做到全面實時監(jiān)控，容易出現(xiàn)燃氣安全問題。因此，城市燃氣管網(wǎng)的建設發(fā)展有賴于制定一個安全可靠的監(jiān)控方案，以保障供氣管道與用戶安全。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為城市燃氣供應系統(tǒng)提高安全性帶來了契機，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對燃氣管網(wǎng)進行多個節(jié)點的信息實時采集，在服務器上進行信息綜合處理，實現(xiàn)對管網(wǎng)的遠程無線實時監(jiān)控。
1　物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案
①燃氣泄漏監(jiān)控
燃氣具有可燃性與爆炸性，一旦出現(xiàn)管道泄漏，可能會給城市居民帶來極大的危害。物聯(lián)網(wǎng)通過對燃氣管道進行節(jié)點信息采集，實時對管道安全情況進行分析，是燃氣管道泄漏監(jiān)控的發(fā)展方向[1-3]。
將可燃氣體檢測傳感器安裝于管道中各個需要監(jiān)控的節(jié)點，將聲光報警器安裝于維護管理中心的監(jiān)控系統(tǒng)。在監(jiān)控調(diào)度中心進行統(tǒng)一的信息處理，實時對節(jié)點的燃氣泄漏情況進行分析評估。一旦某節(jié)點發(fā)生燃氣泄漏，可燃氣體檢測傳感器檢測到泄漏燃氣，將通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊開啟聲光報警器，以便第一時間通知維護管理中心進行及時處理，把事故發(fā)生的可能性降到最低。
②流量與壓力監(jiān)控
物聯(lián)網(wǎng)可以對城市燃氣管網(wǎng)進行流量與壓力監(jiān)控。根據(jù)實時的流量與壓力分析，對各儲配站進行實時地供氣調(diào)整，調(diào)整管道的供氣流量與壓力，使管道的供氣量和壓力處于合理的范圍內(nèi)。
該監(jiān)控方案是通過無線技術(shù)手段對各管道流量計和壓力表顯示的數(shù)據(jù)進行遠程采集，這些數(shù)據(jù)在終端中繼設備中經(jīng)過預處理與壓縮，通過無線方式發(fā)送到連接互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控中心服務器上，通過動態(tài)的監(jiān)控軟件，可以直觀地觀察各管道的流量與壓力狀況。
③遠程視頻監(jiān)控
對于儲配站、主管道等重要設施，除了各種單一的數(shù)據(jù)監(jiān)測以外，在發(fā)生事故時還需要實時了解現(xiàn)場情況以進行安全事故等級評估，從而及時地進行事故處理與指揮調(diào)度，因此視頻監(jiān)控也是城市燃氣供應系統(tǒng)安全監(jiān)控的一個重要方面。
由于視頻監(jiān)控流量較大，可以根據(jù)不同的地理條件選擇傳輸方式，盡可能地采用有線傳輸，以減少數(shù)據(jù)采集的成本。在采集點安裝攝像機、報警器與語音對講裝置，可以第一時間進行事故報警通知。語音對講裝置便于監(jiān)控中心與現(xiàn)場工作人員實時溝通，從而更高效地進行事故處理。
將各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點進行地圖定位顯示，當出現(xiàn)安全故障時，可以更直觀地確定事故發(fā)生的位置及周圍情況，有利于對安全事故作出快速響應。
2　物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能
運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控城市燃氣管道系統(tǒng)各節(jié)點的安全狀況，這種無線的監(jiān)控方式擴大了安全監(jiān)控的范圍。隨著無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控報警預警系統(tǒng)功能也得到了提升，通過無線方式，把各節(jié)點的監(jiān)控信息進行統(tǒng)一采集。將報警預警設備安裝在各節(jié)點，通過監(jiān)控中心進行各節(jié)點的信息調(diào)試，以及在發(fā)生安全事故時，提高預警的有效性與實時性[4]。
①實時數(shù)據(jù)采集
在具體的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案中，城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對城市燃氣系統(tǒng)中的閥門井、調(diào)壓箱、調(diào)壓站等關(guān)鍵節(jié)點進行信息采集，通過24h監(jiān)控，實時掌握關(guān)鍵節(jié)點的壓力、流量、燃氣濃度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。把信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集到監(jiān)控中心，通過監(jiān)控中心實現(xiàn)智能報警，通過地理信息系統(tǒng)(GIS)，實時監(jiān)控現(xiàn)場數(shù)據(jù)。實現(xiàn)廣泛地數(shù)據(jù)監(jiān)控、緊密地數(shù)據(jù)集成、智能地調(diào)度和作業(yè)、智慧地分析和決策。及時掌握城市燃氣管網(wǎng)整體運行情況，提高城市燃氣管網(wǎng)安全運行管理水平。
②GPS定位
GPS定位信息是管網(wǎng)城市燃氣物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)城市燃氣管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的另一個技術(shù)變革。管道系統(tǒng)的各節(jié)點除了把壓力、流量、泄漏濃度等監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)往監(jiān)控中心外，本身還安裝有GPS定位模塊，把具體的位置信息也同時發(fā)往監(jiān)控中心，可以通過Google地圖查看管網(wǎng)設備明細及實時數(shù)據(jù)。根據(jù)事故嚴重的程度，監(jiān)控系統(tǒng)的報警等級可以自由設定(一級報警、二級報警、三級報警)?？梢詫γ總€安全事件指定默認的第一報警人或報警部門。監(jiān)控系統(tǒng)可以通過短信息進行異常情況實時上報；可以通過短信息設定采集設備參數(shù)；可以通過報警報表查看報警記錄；可以通過圖形查看歷史數(shù)據(jù)曲線，追查異常情況；可以對不同角色設定不同系統(tǒng)操作權(quán)限[5]。
3　物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的特點
相對于傳統(tǒng)的城市燃氣監(jiān)控系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的特點主要包括：
①數(shù)據(jù)完整性。能夠24h監(jiān)測燃氣管網(wǎng)的各種屬性數(shù)據(jù)，很好地滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
②對各節(jié)點的數(shù)據(jù)與GPS數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一采集，通過監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)展示更為直觀，可以利用Google地圖和歷史數(shù)據(jù)曲線直觀地查看調(diào)壓站(箱)等設備的屬性數(shù)據(jù)。
③建設成本較低，安裝調(diào)試簡單，建設周期短?？沙浞掷矛F(xiàn)有成熟移動網(wǎng)絡，設備安裝即接通。系統(tǒng)投入運行時基本不需要調(diào)試，安裝簡捷。
④采用的無線傳輸方式突破了傳統(tǒng)線纜的束縛，地理、天氣以及人為等因素都會給傳統(tǒng)線纜帶來威脅。無線傳輸方式在沒有線纜的約束下，節(jié)點的分布可以更廣、更多，搭建也更為方便，采集到的數(shù)據(jù)更完整，使監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍更廣，實時性更強，傳輸容量更大。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的擴容限制少，接入地點限制少，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。

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