基于云计算的燃气管网服务平台建设研究

2023.11.12

王敏丁娜娜

摘要：燃气管网作为智慧城市的重要基础设施组成部分，对维护城市的正常生产生活，促进社会发展具有重要意义。随着物联网、云计算、大数据、空间信息等技术发展，燃气管网云服务平台是智慧城市应用场景中的一个重要领域，需要在燃气企业已有的信息化建设基础上，融合新兴技术不断改善系统环境和功能。本文介绍了一种燃气管网云服务平台框架，包括感知层、网络层、数据层、平台层和应用层。经测试表明，该平台运行正常、可有效管理城市燃气管网。

关键词：燃气管网；云计算；服务平台

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.140

随着智慧城市建设的不断深入，综合运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新技术加快建设智能化基础设施已成必然。燃气管网作为智慧城市的重要基础设施组成部分，对维护城市的正常生产生活，促进社会发展具有重要意义[1]。当前，尽管多数燃气企业已加强了自身信息化的建设，尤其是燃气地理信息系统的建设，实现了燃气调度、管网预警、爆管分析与应急处置、勘察设计等，但随着城市的扩张，燃气地下管网体系将越来越庞大，当前所建管理系统已不能满足应用需求。为此，需结合当前云计算、大数据、空间信息等技术不断改善系统环境和功能，适应燃气管网智慧化管理需求，本文提出了一种基于云计算的燃气管网服务平台技术方案。

1 燃气管网云服务平台框架

燃气管网云服务平台综合运用物联网、地理信息系统、云计算、大数据等技术，为智慧城市燃气管线综合管理和信息服务提供完整的应用解决方案。整个系统总体框架可分为感知层、网络层、数据层、平台层和应用层五个层次[2]，如图1所示。

2 感知层

感知层由各种类型传感器、标识器、探测装置和智能终端组成，可实时＼实地获得地下燃气管线的各种相关信息，包括地理坐标、埋设深度等空间信息位置、尺寸规格、材质、传输物质、传输状态、厂家信息、缆沟类型、大小等。在新建管线和进行老旧管线的更新改造时，采用管线智能传感器、标识装置的同步埋设，将电子标识器与管线行踪标识带绑定密封，同步埋设在地下管线上方30-70cm位置。管线智能传感器、标识装置的主要功能应能实时收集管线运行中的工作状态信息、管线的空间位置及自身属性信息，并应能够主动或被动提供给网络层设备。

3 网络层

网络层主要通过无线通信网络、无线射频识别RFID、蓝牙、互联网等通讯手段，将感知层获得的地下管线相关数据由现场实时传输到服务平台数据层。

4 数据层

数据层是燃气地下管线数据中心，是综合服务平台的基石，缺乏完整准确的数据，难以开展各类数据分析、挖掘和專题建模，并为各类应用提供服务，通过云计算技术优势，可实现数据的统一存储和管理，使数据层组成DaaS（数据即服务）。地下管线数据主要包括感知层获取的地下管线综合性数据，以及从城市规划、建设、管理部门获取的相关管线专题数据，如地下管线空间数据（地理位置、深度）、城市地理空间数据（矢量、遥感GIS）、电缆属性数据、实时数据、运行维护数据等。数据层采用商业数据库作为关系或空间数据存储，采用企业级GIS软件进行空间数据的管理。

5 平台层

平台层主要由基础数据管理、数据交换分发、管网建模分析、可视化监控、业务办理和系统维护等子系统模块组成，采用服务-组件定制-服务的模式，组成PaaS（平台即服务）。基础数据管理模块主要提供服务平台的内部信息通道，将各子功能服务进行数据联通，并提供燃气管线数据动态更新、数据维护请求、数据库和图形浏览查询分析服务功能；数据交换分发模块通过开放数据接口适配器，获取政府部分及各专业管线权属单位系统的数据，如电力电缆、电信光缆、燃气管线管理系统等；管网建模分析模块，基于GIS提供以管线应用为中心的面向对象的系统模型建立与维护，为监控数据可视化及应用层提供管网拓扑结构的分析；可视化监控模块利用空间信息技术，集成三维地理信息，实现地下管网信息实时运行的三维可视；业务办理模块主要提供建设规划项目申请受理相关工作流服务；系统维护模块主要提供用户认证授权、安全管理功能。

6 应用层

应用层是基于燃气管线数据中心和综合信息服务平台之上，围绕用户角色的需求应用，以SaaS（软件及服务）的方式表现出来，开展面向政府管理部门、权属单位的管线业务和授权建设施工单位人员的综合应用。可提供二维、三维单独或同步立体管线图展示和对比分析；通过系统监控还可监测管线泄漏、渗透、爆管，甚至可以根据风向、风速，自动显示管线事故影响范围、预警人员疏散等，为相关单位、部门提供辅助决策、预警分析；通过大数据分析，还可提供管线维护保养、管线路径优化等应用。

7 结束语

本文提出了一种基于云计算技术的燃气管网服务平台技术方案，该方案综合运用了物联网、地理信息系统、云计算、大数据等技术，为智慧城市信息化建设提供了坚实基础。

参考文献：

[1]褚永彬，余林，余小平，曾郑刚，田进.燃气管网全生命周期管理GIS系统设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2018，41（08）：1-3+7.

[2]顾登生.基于GIS的综合管线信息云平台的设计与实现[J].软件产业与工程，2016（05）：23-26+13.

作者简介：王敏（1982-），女，山东淄博人，本科，工程师，研究方向：工程设计。