打造绿色城市，数字孪生天然气站 3D 可视化

前言

天然气作为常见的燃料，与我们的生活息息相关，而对于这种燃料的存储与传输，对于天然气供应站有着严格的要求。燃气企业一般都会将点供站设计为无人值守站，而往往在运营管理过程中，对点供站的安全管理尤为重要。当在事故发生时，预警方式与应对预案的展现就成了不可或缺的部分。

对于燃气产业，利用先进的新兴技术，如人工智能、物联网、BIM 等方式打造全新的管理模式是未来所趋，采用 Hightopo（以下简称 HT )创新的 2D/3D 可视化建模技术，数字孪生天然气站三维可视化系统，提供一套集展示、监控、预警、预案于一体的解决方案。赋能燃气产业向信息化、可视化、绿色化环保方向发展。

常被提及的传统 BIM 被广泛用于工程的设计和施工，最大特点就是三维模型的表达方式比传统的CAD图纸更加形象，大多用于辅助图纸审查、可视化交底、协同施工等等，但其实现成本高，需专业技术人员花费大量时间进行项目建设。除包含模型基本形状展示信息外，还包含了大量业务和层次结构信息，所以一般 BIM 文件都非常大，几百 MB 到上 GB 的都有，这对于所有展示内容都是实时加载的 Web 几乎是成为了瓶颈。

Hightopo 的可视化采用轻量化建模的方式搭建场景效果，模型效果主要以贴图呈现，以保证在网页中高效加载和流畅运行。并且可提供导入 IFC 格式的 BIM 功能，在某些场景下使用 BIM 信息降低开发成本。打造1:1高仿真建模效果可视化场景。

效果展示

界面左右两侧为 2D 面板，左侧体现了设备温度、压力及管道流量等信息，右侧则是功能切换面板， 2D 界面采用了科幻风格。界面中心展现天然气站的主体、管线、设备等整体仿真三维景观。

系统分析

园区监控

使用写实风格建立天然气站三维效果，可通过大屏、PC 或移动设备拖动界面改变当前视角，也可进行界面缩放。鼠标悬停在对应设施上将展现出设备详情标签，支持实时查看设备运作信息。

智能巡检

无人园区中，巡检智能机器人根据指定线路，对点位设备进行逐个巡检排查，采集实时可视化运作数据并进行分析，将异常数据第一时间反馈给控制中心，为管理人员提供应对依据。

结构扫描

透明化建筑外观，采用建筑模型线框，可直观查看设备设施整体布局结构、运行状态。设施出现故障时，会变为红色预警样式，以可视化的方式提醒管理人员做到及时防控与采取对应措施。

现场视频

通过接入设立在园区各个点位的监控设备，支持实时查看厂区实时影像，为管理部门提供及时有效的信息。

消防模拟

天然气作为可燃物对于存储量极大的天然气站来说是非常危险的，对其安全性的要求也是非常高。预先规划的消防线路、人员施救方案等，通过三维场景仿真模拟现场消防施救，为消防施救工作提供可靠有效的信息。

研判流程

主要介绍了在火灾发生时，在火灾信息接报后，预警系统的预案研判流程，包括预警流程、判断是否达到应急启动方案、应急启动、应急处置与应急终止等信息。

实现价值

对于天然气点供站安全风险特征主要有以下三点：

1.低温风险

液化天然气的存储对于温度有着严格的要求， 要求饱和蒸汽压要接近大气温的正常压力。无论在液化天然气的存储运输以及使用过程中都要确保其温度的临界点。同时在液化天然气供应站中存储以及输送的过程中，要保障其设备的材料符合低温的性能，避免在低温环境下发生，脆性断裂收缩等状况发生否则会造成液化天然气的泄露现象，会对天然气供应站带来一定的风险。

2.燃烧风险

液化天然气的其燃烧范围在 6%-13%，液化天然气的燃烧速度大概为 0.3m/s，如若在密封的环境下，液化天然气与蒸汽会由于燃烧导致爆炸;但在开放的环境中液化天然气和蒸汽产生爆炸的几率较小。当液化天然气蒸汽遇到明火 则会易燃，同时还极易扩散到有氧气的地方。

3.管理风险

天然气点供站具有工艺简单、成本低廉等诸多特点，而往往在运营管理过程中，对点供站的安全管理尤为重要，点供站安全管理上的风险主要体现在安全管理规章制度不健全，点供站工作标准化、规范化不够具体，安全管理责任体系不落实，相关联内外部操作人员安全培训不到位，安全检查及隐患处理不及时，事故应急处理范围及应急措施不能及时有效等诸多风险。

综上所述，天然气站的安全管理是相当重要的，同时也迫切需要一套完善的可视化监控系统来支持其安全管理，维持正常运作。

总结

可视化、数字化、智能化监管是燃气产业的发展趋势，大大提高了管理效率，省去了许多人力物力。在信息化飞速发展的现在，利用 HT 可视化技术和智能监管相结合，配合有效的预警方案，可以保障了生产的安全高效有序进行。

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