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【智慧燃气】中国智慧燃气现状、关键问题分析及构架分析!

技术知识库 时间:2023-09-19 15:08:16 211 次浏览

关键词:【智慧燃气】【数据分析】【数据挖掘】【数字燃气】【智慧燃气平台

一、智慧燃气发展现状

1. 智慧燃气概述

对于智慧燃气的概念,燃气行业目前并未有统一的定义,基本上还处于各自阐述的阶段。小编认为,城乡智慧燃气系统(以下简称智慧燃气)是基于地理信息系统(GIS),采用物联网技术,应用高端智能感知设备,感知城市燃气管网流量、压力、温度和泄漏等运行数据,基于可视化方式进行有机整合,形成“城市燃气物联网”,并应用大数据、人工智能技术将海量燃气信息进行实时分析、处理、挖掘和辅助决策的燃气系统综合管理系统。智慧燃气是燃气企业的智能化发展目标。以高效优质服务、安全平稳生产、企业提质增效为目标,将信息技术与天然气工业技术、市场策略深度融合,形成“数据+算法”的新生产力和新服务形态,对燃气企业的生产、销售、服务和经营管理等各个业务环节进行改造优化,实现数据自动流转、业务高效处理、资源配置效率优化,构建企业新型竞争优势。

智慧燃气具有以下特征:

1)数据采集的高度自动化:业务数据直接从智能设备、自控系统和信息系统自动采集获取。

2)分析预测的高度模型化:通过仿真预测、数据挖掘技术进行定量分析计算。

3)业务处理的高度程序化:日常业务通过智能设备、机器人和信息系统中的程序规则自动处理。

4)决策制定的高度智能化:决策制定过程中充分利用机理模型和数据驱动,进行全局资源优化,对决策执行过程进行实时评估和反馈。

智慧燃气的实现需要信息化、网络化、自动化、数字化、智能化等技术作为支撑,包括云计算 、大数据、物联网、人工智能、计算机仿真、区块链、信息安全等,这些前沿技术需要与燃气业务运行紧密结合、融合创新,才能有效助力传统天然气公司转型成为智慧燃气企业。

二、国内智慧燃气关键问题分析

国内智慧燃气建设应用过程中需要解决以下4个关键问题:

1)广泛生产单元的感知能力建设方面的问题。智慧燃气的核心特征是“智慧”,具备“三个实现”即实现智慧有赖于广泛覆盖的信息感知,具备深度互联的信息体系,实现对海量信息的智能处理,实现对业务工作的分析、预测、监控,为经营决策提供有力的信息支撑。针对燃气业务生产单元,生产经营相关设置的自动化信息采集、远程操作控制、状态监控与预警等方面需要移动应用、5G、数字孪生、智能终端、人工智能、模拟仿真等技术进行感知,包含运行状态、计量参数、业务运行情况、视频监视等工作实现感知。广泛的感知是一个过程,由重点到全面逐步建设,广泛感知还依赖业务系统的能力和企业大数据处理的能力。广泛的感知不是针对所有设备,而是针对关键的设备、业务、场所等进行感知,保证业务运行状态的全面透彻的了解,工作量大,难度大。

2)应用的充分集成和智能融合方面的问题。基于统建系统的建设应用,尤其是燃气零售系统、生产运行管理系统、客户关系管理系统、燃气销售运行管理系统、电子销售管理系统等系统对业务支持,采用云计算技术,形成燃气业务的技术中台,搭建统一的燃气业务云,做到资源、信息、业务的深度集成和融合。同时,应结合示范性工程,注重与生产单元设备设施的集成,形成标准便于推广建设应用。在这个过程中,存在两方面的问题:第一是由于各业务系统可能是不同的系统建设单位承建的,系统的数据格式、模式组态以及数据协议可能都不一样,数据集成需要统一数据标准;第二除了技术层面上统一数据标准、统一数据协议等问题外,可能还需要重塑业务功能,不同的系统关注的业务不同,这些业务之间存在关联关系,在系统集成后,需要考虑业务之间关联、依赖、并行等关系。

3)全面感知、协同运营和创新增值方面的问题。基于云计算平台,依托大数据分析技术,建设燃气数据湖和燃气业务分析管理平台。在全面透彻感知、燃气业务运行平台的深度融合和集成基础上,基于海量数据的信息处理技术,实现对燃气业务分析、预测、监控,对新业务、增值业务的决策与技术支持,以及对燃气销售业务数据的管理、治理和共享。同时,为燃气业务云提供数据基础,实现燃气业务的全面感知、业务的协同运营,推广燃气业务数智创新和可持续高质量发展。对新业务、增值业务的决策与技术支持需要大数据算法的支持,而目前的大数据算法主要采用监督式机器学习算法,监督式机器算法需要大量的机器学习样本的输入,这些样本的质量,包括样本的数量、均衡性以及样本的全面性决定了监督式机器学习算法是否准确,然而在目前的工业互联网中由于历史海量的工控系统数据受存储空间的限制,仅能保存少量的数据,少量的数据中能作为生产异常或者设备异常的样本更是少之又少,样本数量不足,大数据模型的算法的准确率会受到较大的损失。

4)智慧燃气建设应用技术迭代与试点推进方面的问题。随着大数据、人工智能、物联网等新兴前沿技术不断推进和产业化,以及国家工业和信息化部、住房和城乡建设部、国务院国资委等部委大力推进数字化智能化转型升级发展,特别是燃气行业的数智化融合发展不断深入推进实施。城市燃气行业必将在数字燃气、智能燃气、智慧燃气建设过程中,将燃气精益化管理、燃气数字技术、燃气智能管控、燃气知识工程的工具方法技术不断升级迭代稳步发展,大力促进城市燃气在天然气全产业链上实现赋能提质增效。城市燃气随着科技持续进步和工程实践不断发展面临许多挑战,包括燃气基础设施升级、燃气设备工艺、机械作业、自动控制、远程智能调控、资产管理系统和技术、燃气完整性技术等方面的发展,对数智化要求越来越高,面临国家行业监管越来越严,对人员素质要求越来越专业化、技术化、科学化和领导履职能力也是一个新的更大的挑战。

燃气界深入扎实推进智慧燃气建设及应用,要“坚持世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”将是一个非常大的挑战和机遇。此外,“燃气数据池”、“燃气资源湖”、“燃气知识库”的构建关系到未来智慧燃气和燃气知识工程的格局,此外要想突破传统的手段和方式,智慧燃气建设务必要在智慧+知识工程的深入理论研究和应用实践领域基于业务场景进行探索、尝试和深耕。在解决基础设施升级、人员素质提高、知识工程建设等问题后,开展智慧燃气试点示范,智慧燃气建设大致可分为试点示范、推广扩展、数字运行、优化增值等4个阶段。试点示范开局决定了整个智慧燃气的布局和蓝图,但是其中也有战略机会风险,因此建议按照“整体部署、系统推进、分类施策、重点突破”的原则进行试点示范工程建设。此外这四个阶段存在严密的逻辑关系,每一个阶段都决定了下一个阶段的质量,前三个阶段的实现可以达成智慧燃气的目标,与第四个阶段相比,前三个阶段的推进需要更多人力、物力、财力资源的投入,需要稳步扎实推进,经过前三个阶段积累的过程资产,第四个阶段优化增值将呈现指数级的效益增长。


三、智慧燃气构架设计

1.智慧燃气平台应用架构

智慧燃气应该充分利用现有统建系统,建设统一平台、统一业务、统一管理的系统,并充分利用新技术在数据采集、操控自动化等方面提升业务效率和效果。

智慧燃气应用构架的纵向结构由感知层、网络层、数据层、支撑层、应用层及决策层搭建,其中感知层为整体构架的最底层,用来获取基础数据,基础数据通过网络层形成数据层,基础数据在支撑层中进行集成及处理形成信息系统,在应用层中起作用,决策层为整体构架的最顶层,在此层级上实现统筹决策。

2.智慧燃气实现主要功能

感知层是智慧燃气实现的基础,是基础数据的收集环节,涉及的范围最广,需要投入大量自动化设备,也是智慧燃气开展的第一步;支撑层是智慧燃气信息技术的集中体现,是形成智慧燃气的关键。智慧燃气功能在应用层实现,应用层中的五大板块覆盖燃气设施建设及运营、燃气的储运、燃气的销售及终端客服。智慧燃气的实现需要各个纵向层级无缝对接、各横向板块互联互通、各关键技术深度融合,形成智能终端、智能生产、智能运行、智能营销、智能决策的全过程智慧燃气管理系统。智慧燃气从实现的程度来看,包含智能终端、智能生产、智能运行、智能营销、智能决策五个层次


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文章来源 :超级石化

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