1　背景

随着全国能源消费回暖，其中天然气消费量约为1140亿立方米，同比增长约11.7%。城市燃气、工业燃料、发电用气均保持较快增长。为了推进天然气应用，多部委联合发布了《加快推进天然气利用的意见》，明确提出逐步将天然气培育成为我国现代清洁能源体系的主体能源之一。在一次能源消费结构中的占比力争达到10%左右，到2030年，力争将天然气在一次能源消费中的占比提高到15%左右。国家正在大力推进天然气的利用，愈加凸显计量管理问题。据不完全统计，全国城市燃气企业的供销差率大约在3%~4%，也就意味着越多的天然气销量就有越多的天然气损失。城市燃气企业计量管理已经接近最不利的状态，开展有效的计量管理势在必行。

亚控科技智慧燃气综合管理方案建设遵循技术先进实用、系统稳定可靠、功能齐全、易于扩充、维护和操作简便的总原则。为管网运行提供一个安全、可靠的解决方案，保证城市燃气管网及场站设备的安全运行。自动抄表，提高数据准确性，节省人力；灵活的报警模型设置，自动调度执行；设备台账管理，实现设备维护信息化；片区输差整治，降低燃气漏损。

某燃气集团是一家天然气运营服务商，主要从事投资、经营、管理城市燃气管道基础设施，向居民和工业用户输送天然气，建设及经营加油站和加气站，开发与应用天然气相关技术。集团逐步开始建设燃气智能调度平台，实现生产体系各业务模块的信息化整合，深化生产数据应用，达到安全生产、智能调度、智能分析、智能决策，提高运行管理的智能化水平。

2　案例实施与应用

本项目范围涵盖集团全国范围内9大区域70余家地方燃气公司，3000余台设备，其中大部分网关设备采用MQTT物联网协议传输，数据传输速度快、开销小省流量，且拥有更低的功耗和硬件及带宽要求，与助力设备高效上云完美契合。

本案例系统功能架构如图1所示。

图1 系统功能架构图

本案例系统数据流向如图2所示。

图2 系统数据流向图

本案例应用包括：综合管理、生产经营管理、阀井管理、GIS巡检、系统管理、手机App等。

综合管理主要包括驾驶舱、地理信息、数据总览。驾驶舱展示集团关键信息，包含供气占比统计、设备监控统计、实时存储比、分级报警统计、重点数据轮循，驾驶舱如图3所示。在GIS地图上显示场站位置以及管网，鼠标滑动到场站图标，可以实时查看该场站重点参数，点击站点快速跳转至工艺流程画面。数据总览查看所有场站的实时数据，产生报警时数据变红标识提示，可点击变量弹出对应趋势曲线。

图3 系统驾驶舱

生产运营管理主要包括工艺监控、报警管理、生产报表、趋势分析、设备管理、用气申报、事件管理。工艺监控展示各场站的工艺流程图，展示关键设备的实时数据，同时可查看该场站的历史曲线、历史报表、设备信息、环比统计。用户可查看其权限下的场站实时报警数据与历史报警数据，实时报警可人工确认填写处理方案与处理人员，所有采集点的报警均可自由配置，调整报警使能以及高低限值。趋势曲线与环比统计以曲线形式直观展示采集点的状态以及对比分析。设备信息可查看现场管理的各类设备信息，以及后期的维护与保养。计量日报与站点报表直观展示各参数运行状态与计量数据。用户可进行燃气申请量、批复量的信息录入。管理员可查看各用户的各类操作事件，包含登录、报警配置、用气申报、设备维护等操作。

阀井管理主要包括信息管理、实时监控、历史分析、报警监控。对阀门井RTU设备的基础信息进行维护，包括位置、归属、经纬度等，实时监控快速查看各设备的状态以及实时数据，历史分析查看各设备的历史状态，以及各采集点的报警数据展示。

GIS巡检主要包括GIS数据浏览、专题图展示、数据编辑、巡检区域划分、任务计划、人员管理、轨迹回放、巡检考核、隐患管理等功能。通过区域范围编辑对人员划分巡检管线。统计巡检轨迹事件和里程，分析巡查人员的任务完成情况，可以对巡检任务和巡检轨迹进行空间分析，计算巡检完成率，查看考核计算结果。可上报第三方施工信息，可上报照片和施工状态，监控第三方施工。

系统管理主要包括组织结构、角色权限、用户管理、场站管理、采集配置、管线绘制、站点配置。灵活维护组织结构，为角色分配操作权限以及各页面的查看权限，对公司员工基础信息、归属角色进行自由维护。管理员可维护站点属性与所属组织，同时配置站点归属变量的展示权限。用户可配置场站的地理位置以及绘制现场管线。

手机App主要包括实时监控、历史分析、生产报表、设备管理、领导视图、报警推送、个人信息。实时数据列表可快速切换场站，同步更新设备数据，并查看各采集点的历史数据。可快速查看各场站的设备台账，以及维护保养信息。统计各公司计量数据供领导快速查看整体情况，现场发生报警同步推送至手机端，同时可进行人工报警确认。用户可在手机端维护个人的基础信息。

3　项目特点

（1）先进性

采用的软件产品层面，KingFusion是一款面向广泛的，通过全组态方式可快速构建定制化业务工程应用的平台，全组态方式大大降低工程开发与运维门槛，使开发者轻松实现设备数据接入、数据分析、数据存储和展示。开发人员采用拖拉拽的形式，调用封装的各类函数减少了纯代码的开发量，与第三方系统对接可调用现有的数据源接口，降低了项目实施与产品定制开发的人力成本。

数据存储平台KingHistorian是一款实时历史数据库产品，将分散的海量过程数据采集并存储下来，解决了关系数据库应用难题，还为企业将“数据转化为信息”提供稳定可靠的数据支持平台。产品引入国际领先的缓存池、线程池、旋转门、带尖峰死区压缩、变化压缩、整点压缩等有损压缩以及高性能的无损压缩算法、数据趋势、步进、线性、计算等查询算法、严密的故障恢复算法等技术。

项目采用先进科学的理念技术和方法，满足行业的发展需求，保障系统有较长生命力，设计方案选择较高的起点，不仅实现所需的功能，而且保持技术的前瞻性，提高系统的生存周期。

（2）标准性

项目建设初期制定建设标准，对建设涉及到的设备、平台软件、通信网络、系统功能、各子系统接口、通信协议、数据库、软件编码等制定一系列标准。

（3）安全性

符合国家等保安全和保密要求，保证系统安全，建立完善、可靠的系统访问权限。在系统运行管理上严格按照安全规范进行，防止不当操作或恶意行为意外损失。用户访问时通过身份鉴别、访问控制、资源控制实现身份认证，并构建“角色-权限-用户”三层权限分配自定义用户、自定义角色以及权限，在标准用户认证协议（OAuth2.0）下实现。数据安全支持SSL传输加密访问，支持关键数据加密。安全事件自处理，记录异常操作行为以及关键操作，实现数据源、关键操作的查询与追踪。

（4）开放性

系统高度开放，支持国际、国内和行业标准协议和其他系统软件接口，保证数据资源和其他子系统的共享，方便系统扩展，便于开发、维护、管理和系统升级，满足与相关系统相连接的不同需求，实现协同、规模化发展。

（5）易用性

充分考虑面向最终用户，使系统在设置、使用操作、维护管理等方面简单易用，符合各类使用者和维护人员的操作习惯，减轻其日常工作量，提供友好的用户界面及在线帮助。

4　项目意义

该项目为物联网云平台项目，是燃气企业数字化转型的助力者，对某燃气集团的管理平台进行规范化，形成统一的标准，满足了其多层级架构的实现，灵活建立多层组织、分配权限及角色。为全公司各个场站运行提供统一集中的监控平台，调度人员能够通过该平台对实时生产、输配进行实时监控。

通过加强天然气计量管理，充分发挥其在输气生产、经营管理中的作用，保证了生产安全平稳、保质保量、降低能源消耗和提高经济效益。通过输差控制等方式在天然气供应过程中对损耗量进行控制，提高输送效率，降低天然气损耗，对控制生产成本等起到关键作用。通过场站监控分析及调整、应急指挥，使整个系统保持平稳状态，为用户提供高质量的供气服务，保障输配系统安全运行。

与企业内其他系统之间建立接口并实现数据和应用的整合，包括现有SCADA系统、地理信息系统、智能巡检系统及其它今后可能应用的系统等，具备灵活性和可扩展性，应对未来新的整合、集成需求，推进燃气企业智能调度生态形成。

精彩对话

北京亚控科技发展有限公司解决方案经理张国富

自动化博览：您感受到物联网领域自动化市场正在发生着哪些变化，呈现出哪些特点？

张国富：随着5G政策的倾斜以及与“云管端”一体化的解决方案相关的各项技术和产品的成熟，对行业有利、对行业运营方有价值的标准呼之欲出，燃气行业的物联网化经历了前期探索阶段后，也要走向标准确定、全面发展的阶段。从行业积累的经验来看，针对实际的垂直领域，“安全”与“规模化运营”两个关键维度已经成为了燃气行业物联网是否能长期稳定发展的制约因素。

自动化博览：物联网领域覆盖范围广泛，亚控科技着力于哪些领域的发展？取得了哪些业绩？

张国富：亚控科技在燃气领域大力推广智慧燃气生产管理平台，实现了燃气集团化统一化部署与多级管理模式，达成燃气调度的精准感控、高效运营、多能融合、开放互联，协助构建城市能源系统运营安全体系。

近年来在20余个项目得到了应用，如中燃集团燃气综合云平台项目、重庆燃气集团综合管理系统、云南省天然气长输调度系统、铜陵港华SCADA系统、孝义安达燃气调度平台、苏州港华加气站监控系统、惠州燃气SCADA系统、山西朔州燃气系统、重庆焜田燃气系统、宁夏深中燃气SCADA系统等。与中国燃气集团、重庆燃气集团、港华燃气、成都燃气集团等达成了市场合作。

自动化博览：亚控科技为物联网领域提供的产品或者解决方案具有怎样的特色？核心优势是什么？

张国富：目前市场上同类型平台还缺少成熟的模块、产品，相关的系统大部分都是SCADA系统上的简单延伸，或者是单一的管理模块：如设备管理系统、GIS系统、收费系统等，缺少跟SCADA系统的无缝连接。亚控科技智慧燃气生产管理平台以完整体系的管理系统将生产过程监控和业务管理有效结合起来，而且对于用户可自行维护，项目移植简单，长期维护成大幅降低，对于缺少自控方面经验的开发者，直接提供了整体方案。

优势包括支持国产主流PLC、国产服务器、国产操作系统、国产数据库；支持一套工程跨平台导入导出；支持自适应多终端访问；内置采集组件，支持直接采集设备数据，数据转发，支持数千种驱动协议，支持上百万大点数接入，高效稳定；支持复杂业务数据处理；具备专门的报警组件，支持实时数据报警、业务报警；支持Restful、Webservice接口数据集成能力以及横向扩展能力；支持中间库表数据对接，接口服务；支持用户集成，单点登录；支持画面集成，网页容器无缝融合；部署环境弹性延展，支持一体式、分布式部署。

摘自《自动化博览》2022年6月刊