管线巡检技术方案

燃气公司管线巡检管理系统设计方

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

三．1 系统简介

GREAT 管线巡检管理系统是借助RFID 电子标签，GIS ，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。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所有管线或设施巡检的实施时间，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GIS （地理信息系统）模块，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。根据南昌燃气公司现阶段的管理要求，即需要同时对管线巡检和调压器巡检实现管理，我们推荐使用专业版的GREAT 管线巡检管理系统，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。

三．2 系统原理

考虑到燃气管线和附属设施的防爆要求和野外的工作环境，该解决方案的核心为无源非接触式TI RFID 电子标签、防爆型手持式数据采集器和系统管理软件。在燃气管道的沿线或是需要巡检的附属设施安装RFID 电子标签。每个RFID 电子标签都内置有独一无二的编码，可准确的提供每个设施的识别，同时在系统管理软件中将电子标签与管线位置或设施构建一一对应的关联，并建立所有设施的基本属性。 巡检人员在巡检时携带手持式的数据采集器按计划巡检，沿线读取电子标签，数据采集器会自动纪录下电子标签的编码和读取的准确日期

和时间，并自动提示在该设备需做的工作内容（调压器巡检）。巡检人员根据数据采集器的提示，将设备的运行状态和参数通过键盘输入在数据采集器内。数据采集器内的信息可通过数据线下载的管理电脑，并通过局域网或广域网自动汇总到系统管理平台。由系统管理平台统计，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；通过设施状态和参数等数据类报表可掌握、分析设施运行情况，缺陷分析。

用户还可以选择安装GIS 模块，该模块可以方便地与用户现有的GIS 系统（所有主流平台）实施无缝对接，对巡检工作和管线设施实现可视化管理。通过选择电子台账模块，对管线和附属设施实现从安装到废除的全程信息管理，形成账、卡、物、图四位一体的科学管理方法。 该解决方案后所有巡检信息，设备状态和运行参数可以自动地进行汇总，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。

三．3 系统组成

I 防爆型手持式数据采集器 DC-4000：

识度媒介：射频TI 标签

识读距离：5-8CM

储存芯片：4M 位FLASH 存储, 掉电数据保存10年以上 最多能存储5000条记录 GRT DC-4000 通讯方式：RS232、通讯速率:不小于9600bps 。

待机电流：≤50微安。

电池：3.6V/900mAH的可充电锂电池。

防水等级：IP33。

防爆等级: Exib iiBT4

工作温度：-20度- - - +80度。

工作湿度：

≤85% 数据项：2级目录各8个数据项，合计16个项目（用户自定义）事件项：2级目录，一级8个，二级共16个事件（用户自定义）显示屏：汉字显示,4*6汉字。

按键数量：OK ，C ，0-9，+，-，小数点计15键及电源开关1个，共16键。

II 无源RFID 电子标签 RI-TRP-RR2B

工作频率：134.2kHz ；

电 源：读头驱动方式（无源）；

识读距离：≤100毫米；（与线圈和周围环境有关）

识读时间：70毫秒

工作温度：-30℃～+60℃

存放温度：-60℃～+100℃

封装材料：高强度玻璃 （可外加封装）

电磁兼容：正常的电磁干扰或X 射线不会受影响

信号穿透：能穿透大部分非金属介质

外形尺寸：∮3.85mm±0.05mmx31.2mm±0.6mm

重 量：0.8g

TI RFID

III 系统管理平台

采用SQL2000网络型数据库

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

设施属性维护

巡检计划编制

巡检统计报表

设施缺陷分析

设施运行参数历史分析

人员考核统计

设备信息维护

数据备份与打印

——可选功能——

GIS 平台

管线绘制

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

系统通过对现场采集的巡检信息、设备运行数据自动汇总与保存，及完善的分析报表，使管理者在第一时间轻松获得真实完整地巡检计划实施情况，以科学化，信息化的管理模式对巡检工作和巡检人员管理，保证了管线巡检工作的质量。

功能介绍

功能模块包括数据下载模块，设备管理模块，巡检管理模块，数据管理模块，GIS 模块（可选），系统设置模块。

数据下载模块

作用：将手持式数据采集器内的数据下载到电脑系统中。

将数据采集器通过客户端电脑的usb 端口进行数据下载，巡视信息、设备读数、设备状态等数据自动通过LAN 将数据保存在中心服务器，客户端电脑不保存数据，数据下载成功后，自动或手工将数据采集器

内的数据清除，保证采集器的存储空间。数据下载时若发生通讯中断，电脑死机等以外情况是，数据不会丢失，可等系统正常后再次下载。 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），可方便的导入其他系统。 巡视管理模块

作用：通过巡视人员每次巡视的时间和相关信息，客观考核巡视的实际到位情况。

系统为每个设备安装了电子标签，工作人员只有通过现场读取该电子标签才能得到有效的巡视信息包括巡视的时间和数据等。所以可以最大程度地保证巡视时间的客观可靠性，并作为巡视管理的基础。 系统以巡视的时间为数据基础，可以查看指定日期内巡视情况，也可以查看指定设备的巡视实施情况，如最近的一次或几次的巡视是在什

么时候。并可在软件中设定巡视计划，经过和计划的比对，查询出没有实施巡视的设备。该模块提供的报表主要提供巡视实施情况的查询和统计。包括每次巡视的时间（年月日时分秒），设备的编号，巡视人员等信息。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：数据由手持式采集器下载后，对巡视中采集的数据进行查询和统计，对记录的设备的状态进行查询和统计。

工作人员每次巡视采集的信息包括读数等数据和多项关于设备状态的事件，一条完整的巡视要包括巡视的时间，读取的数据，记录的设备的相关状态。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设备进行检索，查询出符合某种状态的设备。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。 系统设置模块

作用：包括设备属性设置，样板、巡视计划设置，巡检器设置，用户权限设置等。

建立设备属性的信息库，方便查询和统计，可以是对系统管理所有的设备的属性和基本信息进行添加，修改，删除等管理。

样板设置主要是允许用户根据业务需要将所有设备分解为若干个样板（6个），方便统计和查询。用户可以自行定义和修改样板名称和样板内包含的设备，并可设置巡视的周期，以上内容在数据下载前可以进行更改，系统可根据以上设置对实际巡视情况和计划进行对照，生成报表。

巡检器设置主要允许用户对巡检器进行数据项和事件项的定义，修改和同步。用户可以在系统中定义，修改巡视中涉及的数据项，并可同步到巡检器中以进行准确的显示。

用户权限设置允许用户设立多个不同的用户等级，并自定义各个等级用户的对每个菜单是否有使用权。

GIS 模块

作用：配合数字化地图，实现对设备的空间管理。

预留与GIS 系统的数据接口，在GIS 系统实施完毕后，可以直接调用GIS 系统中的南昌地区地形地图和管线及设施的位置，准确地标注出需巡视管理的设备和管线的位置，地图可自由缩放，漫游。所有设

备图标与该设备的数据库（包括设备数据，巡视数据）关联，点击任一设备，新开窗口以表格方式显示该设备的数据（包括设备数据，最近三次巡视数据）数据查询分列表查询和电子地图查询两种方式，都可以提供包括巡视的时刻，所用时间，数据值，设备事件状态等信息。每台设备的位置，采集的数据下载后自动与地图上的对应设备匹配显示，两种方式可以方便的切换。并提供多种实用的查找定位功能，包括路口，单位，设备等定位方式，可以直观，迅速地找到所需的设备并提供测距等使用功能。

所有的数据和信息局域网用户可以通过客户端程序查看数据，(C/S)非局域网用户可以通过广域网以网页方式查看数据（IIS 发布）(B/S)。 安全管理

系统有多级用户与密码管理，可分权限管理；数据自动备份及数据导出功能（EXCEL ，MDB 等格式可选）

系统功能模块详介：

1． 巡检计划管理

设定巡检计划与任务，设置需要巡检的设备，巡检线路名称或设备类型，巡检周期要求。

设定设备的巡检内容，包括设备状态，运行参数，周边环境等定义 巡检计划查询，可对现有的巡检任务和巡检线路做方便的查询

2. 巡检到位管理

按照巡检人员的巡检完成情况和计划要求的自动对比，统计出巡检人员到达各管线附属设施的具体时间，并分析到位率，考核巡检计划的实施质量 巡检信息查询，可以按日期、人员、计划、设备查询巡检实施的情况，可以查询到巡检人员到达每一设备的时间，和在现场停留的时间和具体工作内容

按照巡检计划或巡检要求，对巡检的设备自动比对，判断巡检是否合格或自动筛选出没有按计划巡查的设备

巡检统计分析表，对指定时间内巡检到位率和巡检质量作定量分析

3．设备运行及状态报表

对每次巡检时管线状态和附属设施的工作参数作自动分析，并按管理要求作各类分析，包括缺陷分析，故障统计，历史参数分析等等

按巡检时间，巡检人员，设备类型等条件检索查询设备工作状态和运行参数、周边环境等现场信息。

设备的运行信息统计与缺陷分析，对设备的历史工作状态和运行参数作挖掘，做出缺陷分析。

4. 设备台帐管理模块

设备的新建，维护，废除以电子台帐的方式纳入系统管理，可方便地搜索查找设备及相关属性，并按巡检采集回的信息及时更新，

五．系统特点

1. 针对燃气行业管线及附属设施的管理要求，采用了防爆型手持式数据采集器。

2. 使用TI 技术的无源非接触式RFID 电子标签，识读方便，使用寿命长（不小

于十年），与EM 技术RFID 电子标签比较，工作温度及湿度范围大，防水性

强，确保在野外及恶劣环境下使用无后顾之忧。

3. 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；

4. 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。

5. 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；

6. 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。

7. 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。

8．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 。

9. 巡检样板设置灵活，可随时调整。

10. 电子标签可重复使用，设置方便，降低系统运转成本。

11 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。

12. 开放式系统，维护可由用户自行完成，维护成本低。

13. 模块化设计，用户可自行选择功能模块，如GIS ，设备台帐等，可简可全，

搭建最符合自身管理需求的系统。

14. 系统可通过网络对数据库和系统进行远程维护。

15. 管理软件可提供硬件加密保护，确保信息安全。