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user: 3. 城市数字化天然气管网信息系统建设解决方案 3.1. 系统构建思路 3.1.1. 数据集成可视化管理 1) 数据集成 统一平台，集成并兼容其他系统，即将企业现有的各类常规系统的数据统一纳入到平台中，实现信息的一站式获取。 针对现有系统可视化交互表现较弱的缺点，城市数字化天然气管网信息系统将数据重新组织，并基于二三维一体化场景提升应用的可视化能力及综合分析应用能力，以扩大原系统的使用范围及应用深度。 2) 数据可视 采用具有独立知识产权的成熟引擎，建立城市管网真实二三维场景，提高信息传递效率。城市数字化天然气管网信息系统要求实现信息的快速传达与快速理解，结合城市管网海量数据、管线装置密集复杂的情况，采用成熟引擎产品，构建与真实管网完全一致的可视化场景，满足流畅的二维和三维运行效率与显示效率。 3.1.2. 业务流程与生产工艺集成管理 1) 业务流程可视化管理 将生产数据进行整合后，可视化显示是“外表”，业务逻辑是“内在”。业务逻辑即各种业务流程、相关部门人员、报表数据、事项以及这些业务之间的联系。生产数据整合旨在根据不同系统内部业务逻辑建立数据的连接关系，将数据内部逻辑关系连接起来。 以三维模型为统一载体，多源数据统一关联三维模型，消除信息孤岛；三维模型之间互相关联，业务信息互相连通，贯穿各环节业务；三维场景、数据与系统工作流关联，根据业务来驱动信息的主动显示。 2) 生产工艺可视化管理 城市管网较为复杂，通过竣工图纸生成管线、站场、设备的真实三维信息，同时，将实时生产等各类动静态数据挂接到相关三维模型上，实现三维信息、动静态数据、设备上下游参数的联通关系、工艺流程图、工艺流程监控与管理等信息的综合管理，使设备模型、物理属性和生产工艺流程充分整合，实现工艺流程在城市管网数字化系统中同步虚拟运转。 3.1.3. 管理层与移动端管理支持 1) 领导仪表盘设计 注重数据统计提炼，根据不同层级管理需要，进行相关统计分析，实现多层级可视化分类管理。通过“决策者驾驶舱”的管理模式：将各类生产数据有效整合，同时，通过对生产数据的挖掘、抽取与统计分析，将城市管网生产经营数据、关键生产指标以报表、图表、地图的形式直观展现，便于机关领导实时掌握企业整体生产运营状况，为决策分析提供数据支撑。 2) 移动终端应用设计 系统支持移动终端管理模式。通过统一的数据中心，实现远程磋商、移动办公等可视化管理需求。利用WEBGIS技术、互联网技术，支持通过PAD、手机等移动终端以WEBGIS方式查看管线分布、周边环境、设备设施分布、工艺流程组态以及管网各类实时数据。 3.2. 系统架构 系统建设采用北京中盈安信技术服务股份有限公司完全自主3D GIS平台，该系统是一个开放性的二维/三维一体化系统，整个系统的设计架构如图1所示。 3.2.1. 外部系统 城市管网数字化系统将城市燃气管网企业现有的各信息系统数据进行整合，信息系统主要包括企业门户网站、生产运营管理、营业收费管理、ERP、客户管理等几个应用系统。 1) 客户管理 客户管理的核心是服务，客户服务中心是企业与用户面对面的窗口，包括业务申报受理、业务咨询等是信息化工程中的关键部分。系统为每一个燃气用户建立一组档案，并保存用户的活动记录。城市天然气管网数字化信息系统将把这些数据整合进去。 2) 营业收费管理系统 营业收费管理系统是天然气企业数字化系统建设的一个非常重要组成部分，系统涵盖了企业直接面 图1. 城市天然气管网系统管理平台整体架构 对的中小用户包括收费、记账等数据业务。是天然气用户数据库最基本也是最主要数据来源。系统在营业收费的管理同时，也将有关数据共享与到城市数字化天然气管网数字化系统的其它应用系统中。 3) 生产运行管理系统 生产运行管理系统由SCADA系统、GPS监控管理系统和地理信息系统和智能抄表系统构成。它以实时数据为基础动态地管理生产运营。系统依托生产信息数据库对天然气输配全过程进行监控、调度管理。生产过程的数据和用户数据一起作为共享信息成为创建企业管网模型的主要基础数据来源。管网模型对这些数据进行分析处理，可以科学地排产并指导整个生产过程，发挥现有管网的运行效率，并对后期管网的建设和规划提供依据。 l 监控与数据采集系统(SCADA) 监控与数据采集(SCADA [ 10 ] )系统是生产过程实时控制与调度自动化信息管理系统为一体应用系统，SCADA在天然气输配气调度管理中的应用日益深入。系统通过对各储配站、阀室、门站、调压站等站点进行数据采集与监控，使天然气输配系统始终在安全、可靠的状态下运行。其中的调度信息管理子系统，还可以根据用户的用气行为数据进行用气趋势分析并预测，达到优化调度等调度业务管理。 l 地理信息系统(GIS) 目前GIS在天然气管道建设、运维中已经得到广泛应用，GIS不仅可以用于管道图档等的电子化和日常生产运行管理，而且逐渐向管网规划、设计抢维修管理延伸中。尤其采用二、三维一体化GIS对城市燃气管网的管理也在逐步地深入并广泛应用中。它提高了燃气企业服务质量、管理水平。依托信息网络化传输和资源共享增强了天然气生产调度和突发事件处置能力，尤其是城市燃气企业开展管道、设施完整性管理的必备技术手段之一。 l GPS系统 GPS车辆跟踪定位指挥系统是企业实时管理日常与应急调度输配车辆必要手段，通过GPS网络对车辆的跟踪定位，为日常车辆的调度管理和应急抢维修提供可视化服务。 l 智能抄表系统 智能抄表系统主要包括IC卡表及其管理系统和远程抄表系统。是企业顺应电子商务大潮、实现电子支付与管理的必由之路。 燃气远程自动抄表系统，它通过定期采集燃气表数据并通过网络传送到数据采集服务器，通过数据分析实现供气管网的远程监测。 4) ERP系统 ERP系统是企业规范经营、优化管理的必然选择。针对燃气大客户，通过ERP系统的销售(SD模块)，系统生成销售详单传给资金平台，资金平台录入生成结算单并核销，通过银行收费返回ERP形成核算账单，从而完成整个计费收费链。 3.2.2. 基础设施层建设 IT基础设施建设是数字管道的基础，是支撑智能化系统应用的重要支撑，是对燃气管网的应用系统所需设施资源的集中设计和管理。全面支撑数据中心的数据管理需要，系统应用的需要，支持浏览器端和移动端的应用需要。 3.2.3. 数据中心建设 根据系统架构设计，将各类数据进行结构化集成管理，建立数据中心。数据中心为不同类型的数据资源提供相关的数据录入方式和接口，对各类数据进行清洗，以建设完整性数据库为目标，提供高效便捷的数据录入和查询服务是其基本功能。数据库层包括管道本体、基础地理、生产运营、应急资源、图档设计资料等几类。 3.2.4. 服务层建设 系统采用先进的三维平台来进行城市管网数字化系统的开发，融合空间GIS、虚拟现实及模拟仿真技术，依托标准的系统对外接口、对应用层提供性能卓越、功能丰富的支撑服务。服务层具备以下特点： 1) 实现数据共享，数据安全、访问控制机制。在一个信息平台上实现业务应用和辅助与决策支持系统并行运行；通过中心数据库平台实现业务应用和辅助与决策支持两个系统数据的双向互联互通，实现数据共享满足各类客户端信息访问机制等，消除管网集成平台与其它系统及以后新增系统的数据集成障碍，实现无缝集成及平滑过渡。 2) 实现城市管网系统的三维展示，将二维的图表，二维地理信息等转化为三维立体可视化的表达形式；能够将PID图纸、PID流程等转变成能够基于计算机系统做虚拟现实的仿真模拟，能够360度旋转，自由漫游查看各类信息；能够将传统GIS+MIS的信息收集、记录、管理、查询方式转变为身临其境的全息化使用方式，面向设备对象关联查询各类信息；能够将静态描绘状态或过程转变为时空结合动态方式。具体如图2所示。 3.2.5. 应用层 系统主要实现了三维GIS及场景全息化管理，管道完整性管理，生产运营管理，应急抢险管理4大模块的功能。