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1、燃气管线燃气管线 GPS 巡检管理系统设计方案巡检管理系统设计方案V10-32010项目背景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
2、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
3、辅助决策。二二. 需求分析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
4、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。 三三.系统概述系统概述三1 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
5、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 I
6、nformation 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。高速传输、快捷：峰值传输可达 53.6Kbps，超过 GSM 技术 3-5 倍（与网络情况有关）永
7、远在线方便：只要激活 GPRS 应用后，将一直保持在线状态。按量计费实惠：GPRS 服务虽然一直在线，但您不必担心费用问题，只有产生数据流量才计费（也可选择包月方式） ，城市间漫游也不再收费。自如切换灵活：支持话音和数据业务，随时切换、交替使用。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
8、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
9、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。三三2 系统原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
10、，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。图 1用户客户端用户客户端GSM
11、 网络网络局域网 /广域网系统管理中心系统管理中心GPRS 网关网关三三3 系统组成系统组成I GPS智能终端：Trimble Juno SB /SC 手持 GPS 数据采集器主要特点：1）高度集成：PDA、GPS、数码相机、3.5G 通讯模块集成在一起2）最新的 Window Mobile6.1 全中文操作系统，支持二次开发，可以装载全国 地图和公里网图3）小巧便携，仅重 230g4）2-5 米实时或者后处理差分精度，支持广域差分 （WAAS、EGNS、MSAS)5）300 万像素自动调焦拍照，以及 QVGA 摄像6）533MHZ 高速处理器，128RAM,128 内存7）NMEA 和 SI
12、RF 协议，支持行业软件定制系统：-Windows Mobile 6.1 操作系统 - 533MHz 的三星 S3C2443 处理器-集成蓝牙 V2.0 无线通讯技术-集成 WLAN 无线局域网，支持 802.11b/g-集成 300 万彩色数码相机，自动对焦，JPEG 照片格式，WMV 录像格式-128M RAM 及 128M 非易失性闪存，支持 SD/SDHC 扩展-3.5 寸 QVGA 室外真彩显示，TFT,16 位（6536）彩色；240*320 像素，触摸屏操作，带 LED 背景光-可拆卸可充电 2600mAh 锂电池，可连续工作 8 小时-内置扬声器及麦克风、录音机和播放器，符合行
13、业标准的 3.5mm 立体声耳机插孔GPS：-12 通道，L1 频率 C/A 码，1Hz 更新频率；首次定位时间 30 秒（典型）-25 米实时或后处理定位精度，支持 WAAS、EGNOS、MSAS 广域差分系统-NMEA-0183 和 SiRF 协议-支持天宝外业采集软件，以及行业定制软件；提供 SDK 开发包物理性能：-尺寸：12.9cm*7.4cm*3.0cm-重量：230g（含电池）-工作温度：0 +60 存储温度：-20 +70 -抗 76cm 高度震落，可选防护罩-数码相机：300 万像素彩色自动调焦，JPEG 格式输出，WMV 录像格式II 系统管理平台 采用 SQL2000 网
14、络型数据库MO GIS 平台支持 C/S 和 B/S 结构可远程维护，自动版本升级开放的数据接口人员实时定位巡检轨迹回放调度功能设施属性维护巡检计划编制，分发巡检计划考核巡检统计报表设施缺陷分析设施运行参数历史分析数据备份与打印巡检信息与管线，附属设施的可视化管理管线设施中修，大修管理四系统功能四系统功能巡视管理模块作用：通过巡视人员的动态跟踪和实时定位，客观考核巡视的实际到位情况，辅助巡检调度和指挥。位置立即回报：终端接到管理中心立即回报指令后，立即回报其当前位置信息，并在电子地图上显示人员位置。实时监控：终端根据指令设定的回报时间间隔和跟踪时间长度，发回其实际位置信息，在 GIS 地图上显
15、示巡检轨迹。 非实时监控：终端根据管理中心指令设定的回报时间间隔和跟踪时间长度，发回其实际位置信息，保存于 GPS 服务平台的数据服务器中。随时在 GIS 电子地图上回放巡检人员的历史轨迹。对巡检到位的查询方式提供包括时间，样板，单个设备，记录类型（正常，漏巡等）等组合的方式，还可以查询单个工作人员的巡视实施情况。统计分析：提供指定时间段内，或路线、设备，选择的巡视情况统计报表，通过百分比的形式准确反映巡视的相关情况，通过数值形式统计巡视量；统计单个工作人员的巡视实施情况。所有的报表可以提供打印和输出（excel 或数据库格式） ，可方便的导入其他系统。数据管理模块作用：现场的故障信息和设备状
16、态、运行参数发送到管理中心后，系统自动对记录的设备的状态进行查询和统计。系统可以提供包括巡视的时间，地点，设备类型，巡检人员，读取的数据，记录的设备的相关状态在内的复合信息。用户可以对现场的系统提供多种查询方式对巡视信息进行检索，包括巡视日期，巡视人员，所属区域等。也可以根据读取的数据和记录的状态对管线和设备进行检索，查询出符合某种状态的管线和设备。能提供多种统计功能，对单个设备的统计，对正常或不正常设备个数和百分比的统计。对故障类型做分析。设备管理模块作用：对设备和用户信息的搜索、查询及统计。将系统管理的设备信息和属性建库，系统可以对设备进行查找和统计，允许用户根据一定的条件，查找某项或多项信息或属性符合条件的设备，且需查找的属性可由用户自行定义。查找结果的显示内容（设备属性项）也可由用户自行定义。如用户可在系统中查找投运日期为 2006 年 1 月 1 日到 2006 年 6月 30 日开通，流量计为某品牌的设备，并对查询出的设备做数量统计。可结合 GIS 模块使用。所有的报表可以提供打印和输出（excel 或数据库格式） ，可
