燃气管线GPS巡检管理系统设计方案

    一.项目背景
 
    现代社会燃气业务飞速发展，已成为经济发展的重要公用基础设施之一，并关系到广大百姓的日常生活。燃气管网及其附属设施有其特定功能，在燃气的输送、配气中发挥其特定的作用。正是因为有这些管线和附属设施，对燃气管网的总体控制才成为可能，满足用户的不同用气需求才得以实现，因此必须加强对管线及其附属设施的管理。
 
    燃气管网和相关的设施（包括调压器，阀门，聚水井，牺牲阳极等）是燃气输送环节中的一个重点、设施的正常运行，保障了公司为所有客户提供可靠的燃气供应服务，并能在发生应急情况下具有较强的供气保障手段和能力。要保证设备的正常运行，及时的掌握设备的运行数据和运行状态是基础。目前燃气行业主要通过人员的日常巡检巡视和SCADA远程监测系统相结合的方式对管网及其附属设施实现日常管理和维护。
 
    管网及其附属设施的日常巡检工作主要为：对不同类型的管网或附属设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容，即巡检计划。管网及附属设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作，在现场记录管线及附属设施的状态和运行数据。管理者收集现场采集的管线及设施的运行状态和运行数据，安排对管线和设施的维护保养，并对设施状态的变更在台帐中予以更新。并通过以上数据的积累和数据挖掘为管线和设施的更新，选型作辅助决策。

    二. 需求分析
 
    对燃气公司的巡线和附属设施的巡检工作的管理目标是能降低成本、提高工作效率以及管理水平。在目前阶段巡检工作的主要管理难点有三个：
    1. 无法客观、方便地掌握巡检人员巡检的到位情况，因而无法有效地保证巡检工作人员按计划要求，按时按周期对所有的管线或附属设施开展巡视，使巡检工作的质量得不到保证，管线状态和设施运行数据的真实性得不到保证。
 
    2. 管线和附属设施的运行状况、运行参数无法方便、可靠的记录存档，目前很多用户还在使用纸张记录的方式记录巡检信息，保存不便，如录入电脑存档，又存在数据丢失，误差的问题，并耗工费时。
 
    3. 管线和附属设施的运行状况、运行参数等历史数据无法有效地利用，查询不便，对设备的缺陷分析，设备选型，辅助决策无从实施。目前燃气行业的管线巡检工作主要依靠员工的责任心和自觉性，并结合不定期的现场抽查等管理方法，对数据缺乏有效的处理手段。这样源头的巡检质量和数据真实性无法保障，同时采集回的数据也得不到很好的利用。因此需要借助现代新的技术搭建巡检信息管理平台提高巡检工作的质量。

    三.系统概述 

    系统简介及主要技术

    GREAT管线GPS巡检管理系统是借助GPS，GIS，GPRS网络等技术，针对燃气行业开发的对管线巡视和附属设施巡检的管理工具。该系统可以很好地解决现有巡检管理工作中的一些不便与不足，大大提高管理的质量和效率。
 
    GPS定位技术
    全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可以报出GPS接收机的位置（精度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。 目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
 
    GIS地理信息系统
    GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。
 
    GPRS网络介绍
    GPRS（General　Packet　Radio　Service，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据通信质量。

    整个系统充分利用公共通讯网络进行GPS人员定位和地理信息查询，系统设计为多重构架的监控系统，系统的GPS智能终端接收卫星(共24颗，分布在6个不同的地球轨道上)每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标。经过处理后与系统地图客户端上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，就可清楚和直观的掌握人员的动态位置信息。
 
    同时该系统提供了一系列的解决方案，基础版的解决方案可通过提供所有人员的巡检轨迹和实时定位，对巡检质量实现由人工管理到电子化管理的转变，进行考评，保证巡检工作的正常开展。专业版的解决方案除了巡检到位情况管理外，还可对巡检的具体工作内容即设备运行状态和设备运行数据，实现实时的上传，记录，保存，并自动对数据分析和挖掘，对设备的运行状态和使用的情况做统计和分析，最终为设备的维护和更换做辅助决策。并且针对燃气行业管线及其附属设施的管理要求，所有解决方案可以选择附加，设备台帐管理模块，和报修管理模块。管理者可以通过该系统对管线、调压器、阀门，牺牲阳极等设施的巡检实现科学化的管理，在办公室内足不出户即可通过各类电子报表掌握巡检的实施质量和设施的运行状况。根据燃气公司现阶段的管理要求，即需要同时对管线巡检和管线附属设施的巡检实现管理，我们推荐使用专业版的GREAT管线GPS巡检管理系统，同时解决巡检到位问题和设备运行状态和参数的信息处理。

    系统原理
 
    系统由工业防爆GPS智能终端和系统管理平台利用GPRS网络组成一个实时巡检管理系统。巡检人员在巡检时携带手持式的GPS智能终端，每隔20秒（按巡检方式不同可设置）自动向管理中心通过GPRS网络发送位置信息，若发现管线发生故障可以记录在GPS智能终端内，并可经GPRS网络传回系统管理平台，在需要检查附属设施处，工作状态和运行参数也可以同样的方式传回系统管理平台。系统管理平台会对人员的位置信息，管线故障，设施的状态和参数自动统计，分析合评估，并生成各类统计分析报表，通过巡检到位报表了解巡检人员的巡检轨迹和巡检到位情况；通过管线故障和设施状态、参数等数据类报表可掌握、分析设施运行情况，缺陷分析。
 
    该解决方案后所有巡检人员位置信息，设备状态和运行参数可以实时，自动地进行汇总，并且最大程度保证了数据的客观与真实，避免了各种人为因素，并在数据真实的基础上，根据管理者的需求实现对设备状态和参数的分析和统计，为管线及附属设施的日常运行，维护保养提供有力的帮助。 

    四．系统功能
 
    巡视管理模块
    数据管理模块 
    设备管理模块 
    GIS模块
    安全管理 

    系统功能模块介绍：
    1. 人员实时定位
    2. 人员巡检轨迹回放
    3. 巡检计划比对
    4. 现场设施和管线状态和设施工作参数的现场录入
    5. 巡检到位报表
    6. 设备运行及状态报表
    7. 巡检计划编制

    通过以上功能模块的实施，可以方便地建立以管线与附属设施巡检为核心，在GIS平台上对管线和附属设施从新建，日常运行到废除的全面管理。可作为管线与附属设施的基础信息管理平台，方便地与公司现有的其他信息系统作集成。 

    五．系统特点

    1. 针对燃气行业管线及附属设施的管理要求，采用了GPS型PDA手机作为手持终端，内置用户端软件，可查询管线和设施信息，巡检计划，记录管线故障和设备状态、参数，并支持拍照。
    2. 系统采用SQL网络型数据库，支持多级架构，多中心级连、分布式互联；
    3. 系统具有完整安全及自动灾难恢复机制，保证安全稳定，降低系统维护成本。
    4. 提供标准数据接口，可实现与企业管理信息系统、决策支持系统的无缝对接；
    5. 系统部署阶段可实现现有管线或附属设施的数据导入（EXCEL，MDB，SQL等），大大降低部署时间和成本。
    6. 不同于普通的巡检管理系统，除了完善的巡检到位功能，还提供对管线和设施运行状态和参数的分析处理，贴和燃气管线和附属设施的管理要求。
    7．可以日常巡检维护为核心提供对管线和设施从安装到日常运行维护到废除的全程管理 。
    8. 巡检计划设置灵活，可随时调整。
    9 按燃气行业管理要求设计的各种实用统计报表，并可按客户要求定制报表种类及样式。
    10. 开放式系统，维护可由用户自行完成，维护成本低。
    11. 模块化设计，用户可自行选择功能模块，如维修管理，设备台帐等搭建最符合自身管理需求的系统。
    12. 系统可通过网络对数据库和系统进行远程维护。
    13. 管理软件可提供硬件加密保护，确保信息安全。