游智琴
中国电信股份有限公司无锡分公司 江苏无锡 214000
摘 要：本文重点探讨在对燃气瓶的监管难题，并介绍了智慧燃气在线监测在江苏省无锡市新吴区的实践，在5G NB-IoT网络的支持下，构建了新吴区智慧燃气监管云平台，对燃气数据进行实时的采集、存储和管理，并基于监测数据、巡查数据、用户数据、管理数据、基础数据等信息，实现对燃气业务的全程监管，从而确保人民群众的生命和财产安全。
关键词： 5G；NB-IoT网络；智慧燃气；在线监测；
0 引言
燃气瓶具有热值高、使用方便等特性，在各类餐饮单位使用广泛。但因其易燃易爆，且缺乏规范有序的管理，存在诸多火灾隐患。
在江苏省无锡市新吴区，率先通过信息化手段，综合利用5G、大数据、物联网技术及现代化管理手段，对燃气的全生命周期进行管理，从而通过现代化管理手段保障了燃气瓶使用及用气安全。
1 燃气瓶监管的现状
1.1 燃气瓶使用广泛
燃气瓶即液化石油气钢瓶，因管道天然气需要提前铺设管道，使用范围受管道铺设情况的限制，目前在各餐饮企业内，燃气瓶依旧被广泛使用。
1.2 管理方式效率不高
燃气瓶是盛装易燃、易爆危险物品的包装容器，在日常使用中需要对气瓶进行保养、维护和安全检测。而目前对气瓶的日常管理工作，还是以人工的方式为主，没有有效的信息监测和提前预判、预处理机制，存在较大的安全隐患。
1.3 发生事故影响大
不良燃气瓶若未得到及时有效的处理，稍有不慎就会造成毒害物质的泄漏或爆炸等重大恶性事故，危及生命和财产的安全，严重的甚至会影响社会稳定。
历年来气瓶安全事故频发，重大恶性事故时有发生，据统计，2019年我国共发生燃气爆炸事故722起，共造成63人死亡、585人受伤。其中室内燃气爆炸事故463起，占比64%，室外燃气事故259起，占比36%。
2 5G NB-IoT网络的适用性
2.1 5G NB-IoT网络定义
在2020年7月9日结束的国际电信联盟（ITU）的ITU-R-WP5D会议中，已经明确NB-IoT为5G标准。
NB-IoT英文全称：Narrow Band Internet of Things，中文名为：窄带物联网，NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。
2.2 NB-IoT网络特性
NB-IoT作为5G的重要技术，具备四大特点：
（1）广覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力。
（2）具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。
（3）更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年。
（4）更低的模块成本，目前单个接连模块仅100多元人民币。
2.3 NB-IoT网络在燃气监测的适用性
基于NB-IoT网络的以上特性，可应用于对燃气瓶的生产和使用的监管过程。
1. 燃气瓶的安装地点多样，有时因场所限制，安装地点隐蔽、外部遮挡较多，传统数据网络信号可能会存在盲点，而NB-IoT网络广覆盖的特性，较好的适用于对燃气瓶的状态监测和数据回传需求。
2. 在部分餐饮企业密集的地区，燃气瓶的分布较为密集，可能对4G、5G数据网络造成较大的压力，而NB-IoT网络具备支撑海量连接的能力，通过将燃气监测数据和用户普通上网数据分开传输，既保证了传输质量，对于运营商的网络压力也更小。
3. 燃气瓶的使用较为广泛，对其的在线监测设备分布也较为分散，设备维护成本较高，而NB-IoT网络的低功耗特点，使终端传输模块的待机时间可长达10年之久。对燃气瓶的状态数据采用NB-IoT网络进行传输，可减少在线监测设备的能耗，降低设备维护的成本。
4. 燃气瓶的数量较多，而主要使用燃气瓶的餐饮企业整体规模较小，生命周期较短，开关店频繁，对价格较为敏感，如采取较高价格的设备，不利于产品的大规模使用，而NB-IoT模块设备成本较其他传输模块更低，传输流量套餐资费也更低，可降低产品的成本，利于业务的大规模推广。
3基于5G NB-IoT网络的智慧燃气在线监测实践
在江苏省无锡市新吴区，根据政府监管部门的监管需求及各餐饮企业的使用需求，构建了新吴区智慧燃气监管云平台，采用5G NB-IoT网络对燃气瓶的各项状态数据进行传输，从而通过预警分析能有效地提升对燃气的管理效率。
3.1 建设内容
（1）燃气在线监控系统：主要针对燃气用户中重点监管的餐饮企业，在其燃气瓶存放场所安装可燃气体在线监测设备，实现燃气浓度实时监控、预警、报警功能。
（2）燃气瓶管理体系：基于二维码标签实现对燃气钢瓶满瓶入库、配送、空瓶回收等流通环节的全生命周期管理。
（3）网格化管理体系：按照各街道燃气监管范围划分为若干个管理网格，将燃气管理涉及的储备站、供应站、餐饮用户、普通用户四类节点细化到具体网格，同时指定对应网格的具体巡查管理人员，该网格下覆盖的所有燃气监管工作均由此人员负责；
（4）智慧燃气监管平台：基于地理信息系统实现燃气监管信息的实时查询；基于监测数据、巡查数据、用户数据、管理数据、基础数据等信息，实现燃气业务全程监管；基于移动终端实现信息查询、二维码识别、信息录入、移动巡查等功能。
3.2 平台功能
1. 综合信息服务
主要包括以下三块内容。
（1）可燃气体监测：包括监测站点名称、可燃气体实时浓度百分比、数据更新时间等信息；同时实现燃气浓度超标预警及报警，燃气超标信息通过平台、短信、电话语音等多种方式预警。
（2）燃气瓶流通信息：包括储备站、供应商、餐饮企业用户的所属区域、用户类型、联系人、联系方式、地址及最新气瓶流通数据等信息查询。
（3）安全检查信息：针对各街道安全检查人员日常巡查工作，可实时反映巡查人员基本信息、巡查轨迹、发现问题及现场文字、声音、影像等信息。
2. 移动终端应用
包括针对政府部门燃气监管人员的微信小程序应用，可进行监管与巡查；针对普通用户及餐饮企业用户、供应站及配送人员的微信小程序应用，可进行查询和配送；以及针对手持二维码识别终端设备的燃气瓶管理APP，对气瓶的登记、进站、配送和回收进行全流程管控。
3.数据信息管理
包括设备管理功能、燃气浓度查询功能、设备维护功能、联系人管理功能、监督信息管理、燃气瓶管理、基础信息管理、用户气体浓度实时监测、平台预警推送等功能
3.3 实践成果
基于5G NB-IoT网络的智慧燃气在线监测业务率先在江苏省无锡市新吴区落地实践，已为新吴区下属的6个街道2850家餐饮单位安装燃气实时在线监测设备，实时掌握现场燃气浓度；在全区范围内约20000个流通燃气钢瓶上安装二维码标签，通过二维码扫描操作实现燃气钢瓶在流通环节的全程跟踪；通过在供应商燃气瓶参考安装视频监控设备，实时监控燃气瓶库存状态；通过为餐饮用户配发二维码标牌，普通用户使用二维码送气卡的方式实现燃气用户的用气信息管理；通过建立“智慧燃气”监管平台，实现燃气浓度实时监测、钢瓶信息全生命周期管理、燃气安全巡查工作考核及燃气管理信息统一管理。
4 总结
综上所述，基于5G NB-IoT网络，通过信息化手段可有效地对燃气瓶进行管理，对燃气瓶的流通、使用的全流程进行管控，确保燃气瓶的使用安全，减少安全事故的发生，确保人民群众的生命和财产安全，有效提升了政府管理部门对燃气瓶的管理能力和管理效率，取得了良好的社会和经济效应，是5G和物联网技术的重要应用。