在线仿真
为了安全有效地运行管网系统，调度人员需要掌握系统当前以及临近未来的水力状态（例如压力和流量）的完整信息。
实时（或在线）仿真（或模拟）可提供此信息。它会警告不可接受甚至危险的运行状况，例如即将发生的供气短缺或管道泄漏，它甚至可以显示测量故障。实时仿真的一个特殊任务是泄漏检测和定位。
实时仿真通常包括条件（What-If）预测，以预测给定控制动作的结果。
在管网系统中，测量设备仅安装在某些位置，并且仅对某些水力参数进行测量。因此，在线仿真的第一个，也是最重要的任务是：在给定的管网系统的水力模型及其不完整的测量值的情况下，计算当前系统完整的状态，即计算出所有位置的所有水力参数。SIMONE先进的实时模拟器使用状态评估技术。这是一种过滤算法，尽可能使水力状态与仪表精度内的测量值紧密匹配。这样会派生一些水力状态量，例如管存或流速。流速的计算则用于自气源进入管网时就开始跟踪气体组分（沿着管网系统的进气点到分输点），并考虑到在途中可能发生的气体混合。同样，在线仿真还可以进行清管球跟踪。
根据系统进气和输气合同（或预测）情况，前景预测会定期评估短期未来的系统状态。它主要提供系统的自救时间，即水力参数能保持在可接受范围内的时间。
泄漏检测和定位
天然气泄漏会造成经济损失、环境污染甚至人员伤亡。气体泄漏的原因很多：第三方破坏、地层移动、腐蚀或者操作程序不当。
泄漏检测有外部和内部方法。外部方法有“感知”天然气的检测设备或噪声检测设备。内部方法使用流量和压力测量值。
基于实时模型的泄漏检测是最主要的内部方法，即使在管道瞬态运行工况下，它也可以检测到小的泄漏。该方法评估体积的不平衡：在进/出口流量对比下得出的管存变化预测，与观察到的由压力和其他参数得出的管压变化之差。如果差异大于仪表误差所能解释的范围，软件则会发出泄漏警报以及评估泄漏流量。 通过比较多个假设模拟（近常规运行状态）产生的管压曲线和观察到的压力曲线来搜索可能的泄漏位置。
分输能量计费
燃气用户通常要支付所消耗的能量（kWh），即所消耗的天然气体积与当前热值的乘积，但是这需要昂贵的设备（工艺色谱仪）来测量热值。
热值重建是一种管道仿真的应用程序，它可以计算出天然气从进入管网到分输点在每一处的热值，从而避免在出口位置安装昂贵的计量设备。
重建系统使用管网系统的水力模型来估算计费周期内的系统状态。系统状态提供管段中的流速，然后沿着管网系统（从进气点直到分输点）标示气体性质的变化。
重建系统使用管道系统的水力模型来估算计费周期内的系统状态。系统状态提供了管道段中的流速，然后，这些气体段从入口开始移动指示气体特性的气体前沿，直到它们在出口离开管道系统。
离线仿真
在线（实时）仿真靠工艺测量值工作，而离线仿真靠用户输入数据工作。离线仿真可以模拟稳态流动场景，即水力状态量保持恒定，也可以模拟瞬态（动态）场景，即状态量随时间变化而变化。稳态分析通常用于长期或扩展计划，以及计算系统管存；而瞬态场景常用于评估短期运行状况和事件。
水力模型组态
水力模型由两部分组成：“管网”和“场景”。
“管网”定义了管道的系统对象（例如管子、阀门、压气站）的静态属性以及它们的名称、参数和拓扑下的互连。
“场景”描述了模拟给定管网的水力设置，包括初始条件、边界条件和系统控制。
初始条件对于瞬态仿真很重要，因为它们指定了仿真开始时的水力状态（例如压力）。边界条件定义了天然气进入或离开管网系统的场景设定。系统控制是管网内部的设置，例如阀门操作状态或压缩机运行的改变。
界面与接口
管道模拟器需要与外界通信并交换数据。
建立和维护管道模型，定义和执行模拟场景以及分析模拟结果都需要一个用户界面。最先进的仿真技术是：管道系统的拓扑全局图下具有面向对象，而且易于浏览操作的图形用户界面（GUI）。
企业应用程序经常使用管道模拟器作为计算引擎来评估各种场景。因此，模拟器需要提供一个应用程序接口（API），该接口允许企业应用程序将输入数据传输到模拟器，触发模拟，再从模拟器中获取输出数据。用户甚至可以远程操作模拟器，就像使用交互式图形用户界面（GUI）一样。
