背景与挑战：

当前城市的人口数日益增加，城市的天然气使用量出现新高，经常出现供不应求的现象。近年来，我国加大了对输气管网的建设力度，但是对于高度复杂的地下输气系统，如何进行科学、高效的管理，使得工作人员能够全面、准确、及时的掌握城市输气管网的信息，给出及时、正确的解决方案，充分发挥输气管网信息在城市规划、建设、运行和管理中的作用，对于实现智慧城市建设和城市的可持续发展意义重大。近年来我国天然气产量如下图：

目前各级市政已从城市发展的战略高度来认识地下输气管网在城市规划和管理中的作用跟地位，为打造智能城市打好坚实的基础。随着城市管网信息化建设，输气管网内部管理从粗放型向集约型过渡，逐步加强了对城市输气管网传输过程的集中管理，上级管理单位也希望能对下属单位的设施运行状况、现场突发事件进行及时、全面的了解和掌握，因此城市管网全时智能管理系统将被部署应用。

现阶段系统面临的主要问题：

1）巡检费时费力——城市地下管道复杂多变，人工巡检会花费大量人力物力以及时间，后期数据查询也费时费力；

2）缺乏直观的数据展示平台——使用过程中需要管理员使用多个专业软件分别查看数据，数据出现误差时，缺乏对比性；

3）突发事件响应慢——输气管线出现泄漏的时候，管理人员首先需要查看管线设计图，辅以经验判断，分析事故原因，找出处理方案，然后安排人员进行抢修，从泄漏到关阀的时间越长，泄漏量越大，危险性增大，造成经济损失更多；

4）巡检方式单一——安全巡查以及安全事件的处置具有极大的盲目性和不确定性，不仅会出现巡查不到的情况，而且即使巡查到也依然会出现安全响应策略的判别错误、执行不够及时等问题。如此以来，不仅会造成难以挽回的经济损失，也会造成严重的伤亡事故。

建设目标：

为解决城市输气管网、调压站、小区线路附近或上方有大型机械（如挖土机、夯土机）非法作业或者管线泄漏等问题，亟需推进建设管网光纤预警系统，构建完备的基础设施，整合、采集光纤信息数据，监测管网实时信息，能够及时发出振动或泄漏报警并输出准确位置，将泄漏危害和经济损失降到最低。

输气管网光纤预警系统，按照同沟敷设的光缆（单芯）作为监测介质来进行振动分析、管道泄漏监测报警的数据传输，集中对前后端各类综合应用或成果进行数字信息化管理。

输气管网光纤预警系统的建设要达成如下目标：

（1）建立基于地理信息技术的城市管网信息系统数据库，实现城市管网的地理环境信息、管网图形信息、属性资料的综合管理与应用、维护；提供公司统一的城市管网空间数据和属性数据的管理平台，充分发挥图文一体化系统的强大功能。

（2）实现振动分析、泄漏分析。通过光纤传感技术确定振动点或泄漏点，进行多方式报警，并将振动点或泄漏点位置反馈至运营管理单位以及消防、公安等报警系统，形成各单位联动，并进行后续处置。形成辅助安全传输、辅助抢修等功能需求。

解决方案：

城市管网全时智能管理运营系统解决方案主要应用于运营企业，同时可将系统报警等数据传输至市政、消防、公安等单位，实现多单位协作联动，当发生重大安全事故或隐患时，各有关单位可及时响应，将危害降到最低。该系统构成如下图：

城市管网全时智能运营系统

城市管网全时智能管理系统全面采用光纤测温、测振技术，物联网、云平台、5G应用技术，在“标准化、一体化、智能化”设计原则的指引下，采用标准化行业产品，实现了以下功能：

（1）建立光纤安防检测系统，实现城市管网的全线实时监测，实现安防自动化、智能化的集中控制；

（2）建立历史信息可追溯的数据中心并生成调压站数据、管线数据、阀门状态等信息的基础数据组，达到对光纤安防检测系统全方位的状态数据、设备信息的数字化管控；

（3）建立光纤安防检测系统综合管理平台，达到对城市管网线路及调压站的精细化控制，以及设备数据、设备状态的监视，辅以便捷式智慧移动终端APP等功能，可实时推送报警信息等。

方案亮点：

系统采用 B/S 架构设计开发，客户端通过浏览器就可以直接进行操作，提供系统操作的实时性和便捷实用性。系统具备如下技术性能：

（1）数据完整性：能够7*24小时城市管网的各种属性数据，很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

（2）数据展示直观：利用地理信息系统和历史曲线可以直观的查看调压站以阀门的实时数据和历史运行数据。

（3）系统使用实时便捷：充分利用现有移动网络，客户端通过浏览器或APP直接访问，可随时随地查看设备数据，接收设备状态变更及报警信息。

（4）覆盖范围广：城市管网光纤预警系统接入覆盖范围广泛，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇、城市和跨地区接入需求。

（5）系统的传输容量大：监控中心和每一个调压站实现实时连接。传输方式能够满足突发性数据传输的需要。