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1、河南省中原石油天然气管网有限公司管网运行保障应用系统设计方案信息科技有限公司2016 年 3 月目录一、前言1 二、系统概述1 三、系统建设意义4 四、标准化体系4 五、系统总体设计5 5.1 系统目标6 5.2 设计思想7 5.2.1 建立高度共享和安全的保障信息数据库7 5.2.2 注重系统的开放性 .7 5.2.3 以面向应用为目标 .8 5.3 设计原则8 5.4 系统构建流程10 5.5 系统建设总体技术路线 11 5.6 系统体系结构11 5.6.1 系统整体部署结构 .11 5.7 系统选择13 5.7.1 网络操作系统 .13 5.7.2GIS 系统14 5.7.3 数据库选型
2、 .14 5.8 系统的应用功能框架设计 15 六、系统功能设计17 6.1 基本 GIS 功能.17 6.1.1 地图管理.17 6.1.2 空间和属性查询 .18 6.1.3 数据输出.19 6.2 管线巡检子系统 19 6.2.1 服务器端.20 6.2.2 智能终端.26 6.3 SCADA 子系统 31 6.4 远程视频监控子系统 .32 6.5 企业安全生产标准化管理系统33 七、系统建议或意见 340一、前言一、前言近年来，随着燃气企业规模和经营实力的增强，业务范围不断扩展，业务量不断增加，管道覆盖范围增大、设备种类增多。随着管网运营时间的增长，人为干预（道路修建、市政建设、违章
3、占压） 、自然破坏（土壤腐蚀、防腐层老化）等因素时时刻刻影响着管网的安全运营。城市燃气供气的安全关系到城市及社会的安定与发展，政府、社会和企业自身对燃气安全运行也日益关注。单纯的图形位置信息和设备信息管理已经无法适应管网运行维护工作发展的需求。如何加强对燃气安全的管理，把事故防范于未然；如何增强事故应急反应能力，对已发生事故建立处理机制，是摆在燃气公司管理上面的重要问题。济南数维信息科技有限公司根据多年燃气地理信息系统建设经验，结合燃气企业日常管理制度，以燃气安全运行为目标、以业务应用为主要内容，结合 GIS 技术、GPS 技术、无线通信技术和智能终端应用技术，建立燃气管网运行保障应用系统，为
4、燃气企业的管网安全运行保驾护航。二、系统概述二、系统概述系统主要以燃气管网及设施信息为数据基础，以日常巡检工作、调度指挥等工作为主要研究内容，结合 SCADA 系统、远程视频等技1术，利用计算机、网络（局域网、互联网、4G/3G 网络） 、智能终端等设备，建立从发现事故（人为发现、系统自动预警） 、事故受理、事故处置的安全运行保障系统。系统由管线巡检系统、SCADA 系统、视频监控系统、智能终端组成。管线巡检系统管线巡检系统以日常巡检工作为基础，结合 GPS 卫星定位技术、GIS 地理信息系统技术、GPRS/3G/4G 网络通信技术、基站定位技术及物联网远程监控技术，使用智能终端设备对广域或区
5、域的燃气管道及相关设备的巡逻和检查工作进行实时记录巡检信息，巡检人员的工作轨迹，隐患通报，隐患处理追踪等，以保证燃气管道、设备正常、可靠的运行，同时更进一步提高燃气公司的管理效率和管理水平。巡检员、维修员利用智能手机做为操作终端，通过记录航点和2航迹的方式来保存巡检员的巡逻轨迹。智能终端自动记录巡检任务的时间和空间位置，以作为检验巡检，维修工作有效性的依据。巡检或维修过程中，巡检员或维修员通过远程终端实时将隐患现场的情况回馈给监控中心。操作人员在局域网内的任何电脑，通过不同的访问权限，可以查询巡检人员的工作时间，巡检轨迹，最新隐患、人员定位和设备运行数据，通过统计报表模块可以检验巡检人员的巡检
6、到位率、设备的保障率、设备运行的变化趋势、隐患情况的发生时间和处理结果等，统计结果可以通过各种业务报表的方式打印出来。SCADA 系统系统利用 GIS 地理信息系统技术、GPRS/3G/4G 网络通信技术、物联网远程监控技术，远程实时监测设备运行状况，对运行参数进行分析，发现异常及时报警，由抢险救援指挥系统下发工单。视频监控系统视频监控系统利用 GIS 地理信息系统技术、网络通信技术，远程实时监控特定区域场所。智能终端智能终端智能终端由工作人员随身携带，通过智能终端，工作人员都可以浏览查询管道设施图形及属性信息。不同的工作人员执行不同的任务。巡检工作人员可从智能终端接收巡检任务、巡检路线；完成
7、巡检工作、录入巡检工作日志；发现问题后将问题实施上报抢险救援指挥系统；进行巡检量化考核等。抢险救援工作人员可实时获取最新任务，查看任务内容，定位3事故位置，录入事故处理过程记录。并可查询事故区域历史处理记录。三、系统建设意义三、系统建设意义 系统面向业务应用，建立基于业务工作流的实用性管理系统。 整合优化业务流程，提高工作效率。 整合现有资源，建设整体的面向业务的燃气系统。 实现发现、受理、处置、监督的完整工作流，任何一项事故处理有始有终，过程有据可查。 巡线的应用，将事后处理为主的方式变为主动发现、提前预警，提前处置，避免事故发生为主的工作方式。实现被动处理到主动预防的转变。 最大程度的提前
8、发现问题，解决问题，避免因事故产生而造成重大人身、财产损失。四、标准化体系四、标准化体系1 1、地形图标准、地形图标准11500、11000、12000 地形图图式(GB/T79291995)21500、11000、12000 地形图要素分类与代码4(GB/T 1480493)315000、110000 地形图图式(GB/T 579193)2 2、地下管线标准、地下管线标准1地下管线探测技术手册 （GB 856688）2城市地下管线探测技术规程 （CJJ 61-2003）3 3、软件开发标准、软件开发标准1用户需求说明书编写规范2计算机软件开发规范 （GB 856688）3计算机软件产品开发文
9、件编制指南 （GB/T 8567）4计算机软件质量保证计划规范 （GB/T 12504）5计算机软件配置管理计划规范 （GB/T 12505）6计算机软件测试文件编制规范 （GB 9386-88）4 4、业主行业标准、业主行业标准1业主行业规范2业主工作流程规程五、系统总体设计五、系统总体设计在充分理解业主需求、工作规程的基础上，从长远的角度考虑，充分利用现有成熟技术和先进概念，以系统的稳定性、适用性和易用性为根本要求，强调高效性和扩充性，从技术路线、系统结构、数据库设计等方面完成燃气管网运行保障系统的总体设计。本系统设计分为两个阶段：5第一阶段： 引入 GIS 平台建立基础燃气地理信息管理系
10、统，把管线数据规范化；对SCADA 设备、监控设备、阴极保护测试桩的地理位置进行采集，将所采集的相关设备添加到燃气管网图中，使各种设备分布一目了然，便于设备信息管理； 接入 SCADA 系统、视频监控系统、企业安全生产标准化系统接入四个场站的 SCADA 监控信息、视频监控内容。每个场站的SCADA 监控参数实时显示在燃气系统中，当监控参数超出预警值时，系统可进行报警，以提醒工作人员采取相关处理措施。通过接入的视频监控系统，公司管理人员可实时查看场站的视频监控信息。接入现有的企业安全生产标准化管理系统，使其网络化，供全公司工作人员使用。 改造巡线系统完善巡线系统功能，实现任务下发，排班管理，进
11、度跟踪，隐患反馈，人员、巡检质量考核等功能。第二阶段：在阀室里安装远程控制气液联动阀装置，实现远程关阀，保障管道安全；安装阴保设施自动遥测系统。65.1 系统目标系统目标系统的建设具体目标由以下几个部分够成：建立规范化的数据分层、分类编码体系，实现数据的规范化和标准化。以基础地理信息数据为基础，建立巡检、SCADA、事故信息图层。结合实际业务工作，建立专业应用系统。开发智能终端，实现业务现场办公处理系统。实现巡线管理系统、阴保在线遥测系统、远程视频系统。5.2 设计思想设计思想5.2.1 建立高度共享和安全的保障信息数据库建立高度共享和安全的保障信息数据库本系统的主要思路是在整合现有资源的情况
12、下，将天然气管网所包含的天然气网络、设施数据和基础地形数据、巡线信息、SCADA 监测信息建立统一坐标系统、统一数据标准的共享型地理数据库，建立统一的业务数据。5.2.2 注重系统的开放性注重系统的开放性开放式系统不仅仅是一些标准和技术的组合，更重要的是，开放式系统为开发者提供了一种可以按照开放式系统的标准和技术进行设计和开发的思想。只有基于这种思想，才能开发出真正为用户所接受的开放式系统。7在系统的设计过程中，采用多种先进的技术。在开放式系统结构设计时采用面向对象的技术，利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供接口；在功能实现上，充分结合用户的现有功能需求，同时还考虑到了未来天然气行业的各类应
13、用；在软件的系统选型上，选用当今主流系统，为系统的发展和升级提供方便；在系统的数据库设计上遵循 Open GIS 标准，采用开放式设计来建立空间数据建库，注重对空间数据和非空间数据的描述和组织，实现统一的存储和管理，为数据的增值服务奠定了一定的基础；同时在软件的整体组合方面，注重接口的设计，充分考虑本系统与其它系统的无缝连接。5.2.3 以面向应用为目标以面向应用为目标系统设计完全根据业务需求来设定，结合用户的具体业务流程，深入了解业务内容，设计出符合用户工作习惯的应用系统。5.3 设计原则设计原则燃气管网运行保障系统将从避免系统重复建设，节省用户经费、系统实用和易于维护的角度出发，对系统建设
14、进行的统一规划、统一建设、统一管理和统一调度，系统的建设将遵循下列的建设原则：可靠性原则：本系统是一个长期运行的系统,保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的.选用可靠性高、稳定性好的软、硬件产品,对自行开发的部分实行严格的项目管理和质量管8理,保证系统可以正常运行。为保证将来的业务应用,要对其数据流量、数据格式、对基础系统体系（如存储等）的要求、可扩展性、技术的开放性等各个方面进行详细的分析和设计。系统在满足处理大量、复杂数据时的准确性和时效性，在涉及到对硬件和外设的备份、冗余等可靠性技术的基础上,采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控、网络安全保密、数据自动备份和数据恢复技术
15、等措施提高系统的稳定性和可靠性。实用性原则：在系统结构，应用功能的设计和开发方面既要符合项目框架要求，又要考虑信息收集、处理、查询过程中操作人员的实际情况，充分注意设计风格的统一性、界面的友好性、操作的简便性、功能的完善性、系统的可维护性和可扩展性等问题。先进性原则：系统的架构、硬件设备、软件系统及相关专题成果应达到先进水平，以满足系统对网络、数据库、管网运行管理的需要，并能随着计算机技术和相关技术的发展不断的升级，保持系统的先进性。开放性原则：采用开放式的网络结构、网络协议及完全开放的数据结构。GIS 产品应附和 OpenGIS 的标准，可做到与主流数据库和主流数据格式的直接连接，以便于将来
16、的系统维护、更新和扩充，确保与天然气 SCADA 系统和天然气仿9真系统顺利对接。扩展性原则：整个系统的建设要遵循可扩展性的原则：系统适应灵活多变的业务逻辑，充分发挥数据与应用逻辑相分离的思想，适应用户不断变化的业务和功能上的拓展。系统具有安全方便的移植能力，为用户系统的升级提供保证。系统设计和开发采用模块化、结构化的思路，能方便地进行系统升级和功能扩充，并能提供和第三方软件的接口，具备良好的扩展性和灵活性；无论用户地域如何分布，数量如何增加，系统可以方便地扩展，同时效率不会降低。另外,业务的发展是有一个过程的，相应的负荷也是一个由小到大的过程，按最经济的原则，将系统规划成一个扩展性很强、且在扩容升级时浪费最少的系统。遵循开放性原则,能够支持多种硬件设备和网络系统,软件支持二次开发。数据库系统和信息通讯枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力等等。规范性原则：系统将遵循国家、地方和行业技术的标
