上海市政工程设计研究总院集团新疆有限公司
摘要：随着智慧城市建设的不断深入，以及“互联网+云平台”的飞速发展，将居民燃气泄露数据通过物联网采集到云平台，进行数据分析、燃气泄露危险预警、泄露点定位、泄露点维护等各项工作，让天然气用户安全使用燃气，防范人员伤亡和财产损失，建设美丽和谐社会。本文基于智慧燃气安全监控云平台的设计与实现展开论述。
关键词：智慧燃气；安全监控云平台；设计与实现
引言
近年来,随着互联网技术、物联网技术、大数据、云计算技术的飞速发展,“互联网+”已成为重要的国家战略,各行业都在寻求智能化转型之路,燃气行业当然也不例外。在燃气产业快速发展过程中,燃气企业、用户在安全、简洁、效率方面等对公用设施的要求日益提高,传统燃气设施已步入技术更新和产业升级转型之路。
1监控系统的结构
燃气作为可燃性气体，在生活生产中不断普及，给人们的生活、生产带来了极大的便利，同时，也给人们的生命安全带来了潜在危险。大规模量用户燃气泄漏数据的监控，给燃气企业的安全运营带来了新的挑战。随着智慧城市建设的不断深入，以及“互联网+”技术的飞速发展，将物联网、云计算、大数据和地理信息技术相结合，建立用户端的智慧燃气安全监控平台，为燃气安全运营保驾护航，促进社会发展具有重要意义基于用户端的燃气安全监控主要结构如图1所示，民用探测器采集用户端的可燃气体浓度，通过NB-IOT、GPRS传输到平台，平台使用云计算、大数据等对数据进行清洗、计算、存储与分析，最终推送到应用端，呈现给用户。当浓度超过阈值时，通过Web应用、APP应用、微信、短信等多方式将报警信息推送用户终端，同时报警器发出声光报警信息，应用端发出指令远程操作切断电动阀。
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2建立生产数据的传送体系
智慧燃气是由智能网上管理为基础的，建立的一系列生产、供应、监管、运输，数据的系统化服务。其中，在燃气管道建立环节，后台对于管道的建立，门站的铺点没有进行数据的把控，导致管道建立时出现问题，造成安全隐患，影响商用户和民用户的燃气使用安全问题。因此这需要燃气监管部门利用物联网的模式，对燃气管道的铺设进行安全监控，并将监控的数据进行反馈和整理，及时发现管道问题并解决。例如，燃气负责人员在安装之前利用互联网的数据库，建立生产安装数据的分析，检查是否符合安装燃气管道的有效环境、有效位置。其中环境数据是方便判断安装过程的顺利，确保燃气接通没有问题。位置数据能够方便后台人员检测燃气管道的安装是否符合城市规划，小区建设的要求，对于后续的规划是否产生影响。后台将管道数据通过互联网传输到安装到燃气公司，从源头上杜绝了安全问题的发生。建立安全数据平台也能够让后台人员通过手机或者电脑检验现场燃气管道安装的状况，进行现场指导和效果验收，业务流程更加透明化，提高工作效率。
3通信驱动模块设计
（1）设备配置模块设计,该模块主要是界面配置，为用户提供要定义配置的输入界面。用户分别对设备信息、通信方式和采集点3个部分内容进行定义。生成设备配置主要涉及3个对话框：CDevAddDlg（构建添加设备设置对话框），CComsetDlg（构建设备通信参数的设置对话框），CTagConDlg（构建采集点组态参数对话框）。通过这几个类的定义与实现，并将相应参数以链表的形式保存在驱动管理模块建立的类中，便于后台程序的运行。(2)驱动管理模块设计,驱动管理模块是整个云平台通信驱动开发的核心，管理现场设备驱动，包括加载、卸载、配置驱动，提供其他客户程序访问用户民用燃气泄露探头接口及与其他模块的交互。该模块主要定义了以下几个类：CDriverMgr，CDevice，CTag，CDriver，CComm，CThread，CCommandBuf。驱动管理类CDriverMgr是该模块的核心。根据各种设备通信方式的多样性，在设备驱动运行中采用多线程技术处理不同类型设备。每一类设备对应于一个驱动，也对应于运行系统的一个线程，利用驱动管理类管理各驱动对应的采集线程。(3)数据I/O模块设计,数据I/O模块是提供给驱动管理模块关于底层设备通信的信息，并负责设备的底层操作。针对不同类型的设备，分别采用动态链接库的形式导出操作函数，便于驱动管理模块的调用。该模块是以“施耐德”提供的MODBUS底层通信协议编写的DLL（以后也需支持其他设备与厂家提供的DLL）。
4基于智慧燃气安全监控平台的云智能网关技术应用
基于智慧燃气安全监控平台的云智能网关技术应用，可以有效解决燃气使用过程中的超压送气、压力不稳、压力过低、微小泄露等危险情况，将燃气泄漏等安全威胁降到最低，通过大数据等自动化技术应用，有效缩短应急响应和故障修复时间。例如，基于智慧燃气安全监控平台，后台管理系统利用JAVA语言设计的B/S架构监控系统，能够实现对现场数据进行实时采集和逻辑判断处理，从而有效、准确地实现诊断故障、数据监控的作用，另外，可以选取适当的监控点，利用云智能网关技术在站内及时广布各类专用报警器、智能燃气自动化切断阀等燃气设备的使用信息，实现燃气使用信息以及燃气泄漏报警等信息的及时传送和发布，将具体燃气使用、报警等信息通过无线网络进行有效传输，使智慧燃气安全监控平台管理系统的调度工作人员能够进行不间断式的实时监控，同时可以将燃气泄漏报警信息及时推送至移动手机端，及时通知燃气使用人员。
5行业发展前景与挑战
在能源革命如火如荼进行的同时,智慧燃气也将迎来高速发展期。相比传统燃气供应,智慧燃气的优势无疑是十分明显的。首先是安全,实时监测、及时响应、数据回传管理平台,为预防性维护和事故处理提供了分析基础,减少安全隐患;其次是便民,智能电表、线上缴费、网上报修等极大方便了燃气的供应服务;最后是商业模式的丰富,随着智慧燃气不断丰富和升级,客服移动作业平台、工程移动管理平台等相继投入使用,上门服务、施工质量各环节信息均实现了共享和有效监管,将会衍生出更多的盈利模式、商业模式与新业态。在数字经济飞速发展的今天,智慧燃气的发展前景无疑是一片光明的,智慧燃气系统涉及了软件、硬件、平台、应用和服务,横贯了技术创新、商业模式创新、应用模式创新、建设模式创新,将会成为推动数字经济发展的重要推动力。
结束语
燃气在日常生活中扮演着不可或缺的重要角色，但在为人们生活提供便捷性的同时，也存在着一定的安全威胁。由于燃气本身具有毒性、易燃、易爆等危险特征，如果操作不当，将会引发严重的安全事故，对人民的生命财产造成巨大危害。基于智慧燃气安全监控平台的建设，可以有效提升燃气使用的安全性和科学性，更好的提升燃气的服务水平。
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