3.2.2 問題域描述??? 該系統(tǒng)需解決具有明顯邊界的幾個子問題：
??? ① PDA巡檢終端所需功能。
??? ② 實時數(shù)據(jù)傳輸。
??? ③ 燃氣管網(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心系統(tǒng)構(gòu)建。
??? 在問題①中，要解決巡檢的數(shù)據(jù)采集及任務處置問題。通過GPS實現(xiàn)管轄范圍內(nèi)的地圖導航；通過任務程序指導巡檢工作并記錄管網(wǎng)設(shè)備的當前狀況；能對缺陷問題進行描述，需要時可以提請智能專家系統(tǒng)指導。
??? 在問題②中，要通過GPRS實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。解決巡檢指揮調(diào)度中心數(shù)據(jù)庫與PDA巡檢終端數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)一致性問題。
??? 在問題③中，要管理所有巡檢員信息、設(shè)備圖檔信息、巡檢任務的調(diào)配及任務驗收等工作，并實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析查詢和缺陷問題的查詢判別處理。
根據(jù)上述對系統(tǒng)的問題域的描述進行分析，可獲得整個系統(tǒng)的功能需求模型。系統(tǒng)的各個對象相互依賴關(guān)系反映了系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)系。其中巡檢任務管理和數(shù)據(jù)實時傳輸是相互依賴的關(guān)系，而數(shù)據(jù)實時傳輸又與線路設(shè)備巡檢、缺陷查詢管理等構(gòu)成相互依賴的關(guān)系。此外，人員信息管理、設(shè)備圖檔信息、巡檢數(shù)據(jù)管理、巡檢任務管理等對象間還存在部分依賴的關(guān)系(系統(tǒng)用例包圖見圖2)。
??? 通過使用用例包圖，對智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計進行了高階概述。在邏輯上把一個復雜的系統(tǒng)圖形模塊化，完成了邏輯設(shè)計。
3.2.3 智能巡檢系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計
系統(tǒng)采用開放式模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)形式。功能模塊是系統(tǒng)功能的執(zhí)行單元，彼此之間相對獨立，但是又需要相互協(xié)調(diào)以完成所有系統(tǒng)整體功能。合理的模塊劃分有助于實現(xiàn)系統(tǒng)針對不同應用的功能裁剪。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)見圖3。
?? ?① PDA巡檢終端的功能模塊
? ??PDA巡檢終端主要分為巡檢任務登錄模塊、線路設(shè)備選擇模塊、線路設(shè)備巡檢模塊、缺陷查詢處理模塊。
? ??a. 巡檢任務登錄模塊
? ??功能：以密碼方式管理巡檢人員登錄，并讓其按計劃選擇將要巡檢的線路，同時輸入巡檢時的天氣狀況。
??? 實現(xiàn)方法：通過訪問巡檢指揮調(diào)度中心管理機，獲得巡檢任務授權(quán)并開始此次巡檢記錄。
b. 線路設(shè)備選擇模塊
??? 功能：除按計劃完成巡檢任務外，還可根據(jù)目前巡檢人員位置信息和所巡檢線路，將距離最近的線路設(shè)備列表供巡檢人員選擇。在線路設(shè)備地理信息不準確時，將當時采集到的地理信息存入數(shù)據(jù)庫，實時傳回管網(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心。
??? 實現(xiàn)方法：調(diào)用GPS管理模塊獲取地理信息，用地理距離計算兩點間距離，從而得到在允許距離范圍內(nèi)的設(shè)備列表。
??? c. 線路設(shè)備巡檢模塊
??? 功能：根據(jù)要巡檢的設(shè)備，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出對應巡檢項目，供巡檢人員使用，儲存對該設(shè)備的巡檢時間，并對不正常的巡檢結(jié)果進行保存，已巡檢設(shè)備的未保存巡檢項目默認為正常。
??? 實現(xiàn)方法：實現(xiàn)巡檢項目的動態(tài)列表處理，并以顏色標注缺陷等級。
? ??巡檢內(nèi)容如下：
? ??調(diào)壓站、箱：設(shè)備內(nèi)容、狀況、工況(有無漏氣、壓力是否正常等)。??? 。
??? 管道設(shè)備：閥門井設(shè)備內(nèi)容、狀況、工況(有無積水、有無漏氣、有無異物、有無堆積物、井蓋丟失、腐蝕狀態(tài)等)。
??? 管網(wǎng)：管道上是否有違章物、違章地點位置、違章單位名稱、聯(lián)系人、電話、危害程度、施工安全距離。
d. 缺陷查詢處理模塊
??? 功能：根據(jù)預先對巡檢項目定義的缺陷級別知識庫，對不正常的巡檢項目結(jié)果進行缺陷分級，并進行相應提示，提供備注輸入，并保存。同步實時傳回管網(wǎng)巡檢指揮調(diào)度中心。
??? 實現(xiàn)方法：程序根據(jù)數(shù)據(jù)庫中定義的缺陷等級對巡檢人員輸入的缺陷描述自動進行登記判斷，并給出相應提示解決方案。
??? 此外，PDA巡檢終端設(shè)備的選用應結(jié)合燃氣行業(yè)特點，適用于惡劣工作環(huán)境。設(shè)備應針對工作環(huán)境設(shè)計制造，應具有可靠、安全、易用和低功耗等特點。
? ??② 實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
?? ?通過GPRS建立實時數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
? ??此外，智能巡檢管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)網(wǎng)絡接口，可以利用Internet或Intranet將巡檢數(shù)據(jù)和分析報表等傳送到有關(guān)部門，實現(xiàn)與其他管理系統(tǒng)的整合和信息共享。
?? ?③ 巡檢指揮調(diào)度中心管理系統(tǒng)
? ??巡檢指揮調(diào)度中心管理系統(tǒng)主要分為設(shè)備圖檔信息模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊、缺陷查詢管理模塊、巡檢任務管理模塊、人員基礎(chǔ)信息模塊。
? ??a. 設(shè)備圖檔信息模塊
? ??轄區(qū)范圍內(nèi)各類設(shè)備基礎(chǔ)信息及管道圖紙。包括節(jié)點的標號、設(shè)備維護標準、設(shè)備使用年限、管道特性、調(diào)壓站設(shè)備的各項參數(shù)等。設(shè)備圖檔信息模塊包括超高壓管網(wǎng)、高壓管網(wǎng)、中壓管網(wǎng)，低壓管網(wǎng)共4個子模塊。
?? ?b.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊
? ??對巡檢取得的管網(wǎng)各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。根據(jù)任務或時間段生成相應業(yè)務報表，提供圖形化、報表化的業(yè)務分析數(shù)據(jù)。具體包括：
? ??人員信息：巡檢人員的出勤率、達標率。
? ??設(shè)備信息：輸配的操作費用、燃氣漏失量、維修資料、防腐資料和運行數(shù)據(jù)等。燃氣系統(tǒng)維修保養(yǎng)方面可建立計算機故障數(shù)據(jù)匯集系統(tǒng)，以及設(shè)備維修保養(yǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)。
?? ?故障信息：某段時間發(fā)生同類現(xiàn)象的統(tǒng)計，所轄區(qū)域內(nèi)的報警點、處置情況、后續(xù)措施等。
? ??c. 缺陷查詢管理模塊
? ??建立缺陷預案。根據(jù)PDA巡檢終端實時上傳來的缺陷記錄，啟動缺陷設(shè)備的尋根流程，利用故障樹分析法等模型工具調(diào)用系統(tǒng)專家?guī)?，提供相應問題解決方案。最后將指導意見下傳給PDA巡檢終端。
?? ?d. 巡檢任務管理模塊
? ??建立巡檢任務，并能實現(xiàn)靈活調(diào)度。實時監(jiān)控巡檢人員所處位置及所進行的工作，包括壓力周期記錄、設(shè)備運行現(xiàn)狀等。對巡檢發(fā)現(xiàn)的問題自動提供聲音報警，并顯示相應的警示信息。
??? e. 人員基礎(chǔ)信息模塊
??? 班組信息：巡檢員所屬班組的信息。
??? 巡檢員信息：巡檢員基礎(chǔ)信息。
3.3 故障樹分析法
??? 在城市燃氣管網(wǎng)運行中如何有效防止事故發(fā)生，如何建立以提高可靠性為中心的燃氣管網(wǎng)設(shè)備維修、維護體系，保障燃氣輸配設(shè)備安全穩(wěn)定運行是燃氣行業(yè)面臨的重大課題。智能巡檢系統(tǒng)為建立燃氣管網(wǎng)設(shè)備的失效模型，提高管網(wǎng)設(shè)備的可靠性分析水平提供了軟硬件平臺。
??? 缺陷管理專家系統(tǒng)作為智能巡檢系統(tǒng)重要組成部分，采用了事件分析和統(tǒng)計分析相結(jié)合的方式，對設(shè)備失效提供了定性和定量的分析方法。其中故障特性數(shù)據(jù)庫的建立和故障特性分析處理是缺陷管理系統(tǒng)的核心。通過大量巡檢數(shù)據(jù)采集充實故障特性數(shù)據(jù)庫，借助故障樹分析法分析管網(wǎng)設(shè)施的薄弱環(huán)節(jié)。從可能發(fā)生的或已發(fā)生的燃氣管網(wǎng)事故結(jié)果，去尋找發(fā)生該事故的相關(guān)原因、條件和規(guī)律，同時辨識出系統(tǒng)中可能導致事故發(fā)生的危險源。進而改進原有設(shè)備或操作流程，指導運行和維修，防止事故的再次產(chǎn)生，最終成為輔助領(lǐng)導決策管理的依據(jù)。
4 結(jié)論
??? 本文所研究的內(nèi)容已經(jīng)在北京市燃氣集團輸配分公司智能化巡檢改造項目中得到了初步驗證。通過智能巡檢系統(tǒng)，對燃氣管網(wǎng)巡檢工作實施全面實時動態(tài)監(jiān)管，為進一步提高燃氣輸配管理的工作效率和技術(shù)水平打下了良好基礎(chǔ)。其中，通過建立缺陷管理專家系統(tǒng)，提高了輸配設(shè)備的可靠性分析水平，進一步保障了燃氣管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運營。此外，巡檢數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)也為下一步降低燃氣輸配運營成本、切實發(fā)揮投資效益、改進工作方案等決策提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。
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危險化學品目錄（2015版）
