浅谈GIS系统在燃气管网中的应用

夏梓苡

随着克拉玛依市燃气入户工程稳步推进，燃气管网的巡检与维护的工作量越来越大，这就对燃气管网的管理提出了更高的要求，原有的人工（徒步、车辆）巡检模式以及依靠巡线员记忆经验辨识管网走向、人工巡视与纸质记录数据结合的巡检方式已不能适应当前燃气管网运行管理需要，随着科学技术的快速发展，取而代之的是智能巡检系统。本文探讨了传统线路巡检方式与基于GIS的线路巡检方式，详细介绍了基于GIS的线路巡检系统功能以及在克拉玛依市燃气公司中的应用情况。

燃气管线基本分布在人口商铺、工厂、小区等人员密集的区域，天然气具有易燃易爆等特点，埋于地下的管线具有隐蔽性，在社会安全方面存在潜在的危险，一旦出现故障，可能会造成严重的人员伤亡和财产损失，如近期频繁发生的武汉、沈阳等地的燃气爆炸事故，对人民生命和财产的重大损失，因此，强化燃气管网的巡检，及时消除各种隐患，避免管道事故的发生成为燃气公司安全管理的重中之重。

一、GIS系统的特点

GIS是地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种先进的计算机软件技术，它是结合地理学、地图学以及遥感和计算机科学，用以输入、编辑、分析、储存及显示空间及其属性的地理资料系统，能够为企业提供强大的信息支持与服务。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。随着我国科学技术的快速发展，GIS技术已经在各个行业得到了广泛的运用。地理信息系统与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的属性成为信息检索的重要部分。GIS系统在燃气行业的应用增加了保障管网安全运营的新途径。

二、当前管线巡检方式对比

1.传统线路巡检方式

目前主要采用步巡+车巡的方式，步巡主要巡检车辆不易进入的小区、市场等地，车巡主要巡查主管网街道等可以快速同行的地方。燃气管网以往使用人工方式管理，采用人工巡视、手工记录等方式，比如采用图纸、图表等形式记录保存，工作效率低，且实现不了信息化管理，不利于后期查询。另外，由于巡检人员素质参差不齐、责任心不强，经常会出现空班漏检现象。巡查人员及巡逻路线、时间、频率、密度缺乏科学有效的监督制约，巡查情况不易掌握，巡检人员不能及时有效反映管道周边隐患。巡查数据不能及时反馈给本单位及生产调度室，在发现异常情况时不能实时的将现场情况进行全面的反馈，数据也无法得到及时共享。

2.GIS的线路巡检方式

充分利用现有的GIS系统等信息手段开展巡检工作，GIS的燃气管线管理系统以管道为对象，运用现代管理理念，采用网络技术、地理信息技术和计算机等技术，对天然气管线及其附属设施和其全域范围内的地理环境等信息资源进行一体化的采集、存储、管理与分析，开发管线智能巡检信息系统，为燃气管道管理、运行、巡检等提供有力的支持。GIS依其强大的空间管理和分析功能，为管道完整性管理提供科学依据，极大地促进了管道完整性管理，同时也可为不同层次的燃气设备设施管理和服务人员提供提升业务技能和管理水平的有效手段，适应新形势，并使企业获取更好的社会和经济效益。

三、GIS系统实现的功能及应用

1.实时监控

（1）管网信息统计，包括管网实时总里程，进行特定管段长度测量，在开展工作前通过系统充分掌握相关重点信息。

（2）管线运行信息管理：在实时监控模块中可以显示主线、直线管径及材质，关键节点压力温度等全局性信息数据，由此可以了解到公司的基本运营情况。目前均以软件自动采集更新方式录入信息，可以做到实时显示。

（3）巡检定位：巡检人员路线定位是通过每位巡检人员在巡线过程中携带装有智能采集软件的手机向服务器上传位置信息所产生的。同时，服务器将储存每天的巡检路线、时间点可供后期查看，并以此作为与外部单位或个人出现纠纷后的工作依据。

（4）实时数据及预警监控：实时数据模块将各节点压力流量监控系统（SCADA），通过数据接口接入GIS系统，可在系统内实时读取SCADA数据，方便对工业公建用户运行情况的监管。同时为加强对工业用户安全用气的监管，功能延伸开发中根据用户设备安全压力限值等数据，在系统中设定了报警提示，一旦压力超标或发生其他异常情况将通过系统内报警方式提示相关人员进行排查。

（5）爆管分析。当管网某个位置发生泄露时，对相应的管段进行选中，则可迅速判断需启闭具体的控制阀门。

2.维护管理

维护管理的数据可通过两种途径生成，一是天然气巡线检测中心、生产调度科根据安全生产需求或季节性检查要求，指派人员执行维护工作，根据工作需要，利用采集终端进行管线录入，由执行人完成后将最终结果拍照并描述完成情况。二是巡线人员发现管网异常情况后，通过“上报—隐患—处理”流程进行维护管理。

3.设备管理

设备管理方面针对城市燃气管网管段、管件、阀井、阀门及调压装置等对象展开，设置了不同标注方式，对各类管网设备进行属性数据采集录入，包括设备定位坐标、设备编号、设备材质、设备相关类别、设备规格等，相关管理人员可根据提示信息，掌握关键设备的维护保养周期。同时可以实行分图层显示，突出某项重点信息，一目了然，便于分析决策。

三、燃气管网GIS巡检系統的应用

在燃气管网上采用GIS巡检系统，大大提高了工作效率，使原来管道巡检数据无法有效采集、管道巡检工作无法有效实时监控得到解决，使传统的工作方式得到了质的提升和改变，保障燃气管道系统的高效率、低故障率的安全运行，并能有效解决城市燃气管网管理过程中所面临的问题，为天然气管道管理、运行、检测、检修和决策提供有力的支持，并使数据和信息得到及时、准确、动态地更新，减少了人工作业，提高了企业的运营效率和管理创新能力。基于GIS的燃气管线巡检系统的应用为不同层次的燃气设备设施管理和服务人员提供提升业务技能和管理水平的有效手段，提高管理的信息化和规范化，提高线路巡检效率，最大程度的节约人力、物力资源，适应新形势，并使公司获取更好的社会和经济效益。

四、结束语

基于GIS技术的管道巡检管理系统，可实现管道完整性、精细化管理，有力监督管道巡检计划落实情况，清晰记录巡检过程的线路轨迹、管线的异常情况，以GIS技术为基础的燃气管网地理信息系统从根本上将燃气公司管网管理工作的复杂化转变成简单化的操作，在很大程度上提高了燃气公司的安全生产和运营效率，同时提升了应对突发事件的处理能力和响应速度。而GIS系统的建设是一个长期的过程，只有在使用的过程中对系统不断进行完善、对燃气管网数据及时更新才能更好地实现GIS技术在燃气行业中的价值。