油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的各種尖端技術(shù)層出不窮，能源問(wèn)題成為世界研究的核心，它關(guān)系到人類生存的環(huán)境，關(guān)系到后代的發(fā)展，而石油的開(kāi)采更是重中之重。對(duì)于石油開(kāi)采的方法，開(kāi)采的數(shù)量，都應(yīng)該有所依據(jù)。油輪是海上石油開(kāi)采所必需用到的交通工具，油輪的實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)都應(yīng)該得到完善，因此，為了更好的發(fā)展石油開(kāi)采，對(duì)于油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的研究勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)監(jiān)控；生產(chǎn)調(diào)度；支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TE835文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2012）05-0014-02

油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)際上包含兩個(gè)系統(tǒng)，即油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。通過(guò)這兩個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合工作，能夠順利的運(yùn)用油輪準(zhǔn)確的進(jìn)行石油的開(kāi)采和運(yùn)輸，該支持系統(tǒng)在海洋石油的開(kāi)采以及調(diào)度領(lǐng)域運(yùn)用非常廣泛，在系統(tǒng)中運(yùn)用了很多高科技計(jì)算機(jī)電子通訊技術(shù)。例如有GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)與GIS地理信息技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理技術(shù)和GSM全球移動(dòng)通訊技術(shù)等。

1油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)及生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)

1.1油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)就是采用一系列先進(jìn)的計(jì)算機(jī)電子通信技術(shù)，如GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)與GIS地理信息技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理技術(shù)和GSM全球移動(dòng)通訊技術(shù)等，主要的還是GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)的一套遠(yuǎn)程監(jiān)控定位管理系統(tǒng)。

GPS定位系統(tǒng)在油輪監(jiān)控系統(tǒng)中擁有一定的主體地位，GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，它利用設(shè)置在空中的導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行全球時(shí)間和距離的測(cè)量。GPS定位系統(tǒng)工程非常巨大，也很復(fù)雜。利用GPS的用戶可以根據(jù)分布在空間軌道上的24顆衛(wèi)星發(fā)射出的信號(hào)頻率來(lái)測(cè)量信號(hào)電磁波傳播的時(shí)間因此求解出接收機(jī)天線到衛(wèi)星的距離，再利用空間三個(gè)球相較于一點(diǎn)的原理求出接收機(jī)的具體位置，同時(shí)從這一點(diǎn)我們也可以知道，要求出接收機(jī)的具體位置，不需要知道24顆衛(wèi)星的信號(hào)而是知道三個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)就可以了。這一偉大的工程解決了人類在地球上的定位問(wèn)題。在海洋石油開(kāi)采上更是提供了很大的便利，它可以在石油開(kāi)采的同時(shí)同步實(shí)現(xiàn)海洋深度及海平面到石油層的探測(cè)，以及對(duì)油輪的管理，實(shí)現(xiàn)高效，經(jīng)濟(jì)，節(jié)能的作業(yè)，降低成本。GPS定位系統(tǒng)工程本身造價(jià)也很昂貴，它需要建立相應(yīng)的差分基準(zhǔn)站和檢測(cè)站來(lái)協(xié)調(diào)工作?？偟膩?lái)說(shuō)，GPS定位系統(tǒng)對(duì)于人類的進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。

1.2生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)

生產(chǎn)調(diào)度在人類的日常生活中經(jīng)常碰到，不只在海洋石油開(kāi)采問(wèn)題上，還有其它的一些工業(yè)生產(chǎn)上。生產(chǎn)調(diào)度是利用生產(chǎn)進(jìn)展的速度作為根據(jù)，用來(lái)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)展的速度計(jì)劃所實(shí)施的工作。它可以分為兩種，一種是靜態(tài)調(diào)度，一種是動(dòng)態(tài)調(diào)度。靜態(tài)調(diào)度是在任務(wù)執(zhí)行前根據(jù)要求，采用一些特定的算法對(duì)布置的任務(wù)在每個(gè)工作單元上的加工順序進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌才?。這種調(diào)度方法非常簡(jiǎn)單，它不需要考慮在工作過(guò)程中出現(xiàn)的各種意料之外的狀況。動(dòng)態(tài)調(diào)度相對(duì)來(lái)說(shuō)就非常復(fù)雜了，相反的它要求考慮在工作過(guò)程中出現(xiàn)的各種意料之外的狀況，動(dòng)態(tài)調(diào)度的靈活性很強(qiáng)，它要求能隨加工能力的變化而相應(yīng)的變化，在事故發(fā)生以后，能快速的根據(jù)當(dāng)前的能力資源制定出新的生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，保證車間生產(chǎn)順利進(jìn)行。嵌入式RAM可以為單口RAM、雙端口RAM、偽雙端口RAM、CAM、FIFO等常用存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靈活配置，且都配置有一個(gè)CAM即content addressable memory，內(nèi)容地址儲(chǔ)存器。其內(nèi)部一般都有內(nèi)嵌的比較邏輯裝置，對(duì)于寫入CAM的數(shù)據(jù)會(huì)和其內(nèi)部存儲(chǔ)的每一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且對(duì)于內(nèi)部已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)地址進(jìn)行返回和剔除，為下一個(gè)步驟提供了較好的基礎(chǔ)。由于內(nèi)嵌塊RAM的結(jié)構(gòu)非常多樣，每一個(gè)供應(yīng)商和供應(yīng)元件的不同就會(huì)令其結(jié)構(gòu)發(fā)生很大的差異。xilinx常見(jiàn)的塊RAM大小是4kbit和18kbit，Lattice常用的塊RAM大小是9kbit，altera的塊RAM最為靈活，一些高端器件內(nèi)部同時(shí)含有3種塊RAM結(jié)構(gòu)，分辨是M512 RAM（512bit），M4K RAM（4kbit），M-RAM（512kbit）。

2油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)

程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題

因?yàn)橛洼唽?shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)研發(fā)的項(xiàng)目比較大，所以為了使成本減少，在研發(fā)的過(guò)程中降低損失，前期的調(diào)研工作是必不可少的，通過(guò)現(xiàn)有的一些石油開(kāi)采單位的油輪監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題也有很多，比如在泊油時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法覆蓋到碼頭，因此，碼頭安全問(wèn)題存在很大隱患，也可能由于在油輪方案的調(diào)度上不夠完善，且適應(yīng)性不強(qiáng)以致在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法及時(shí)解決，隨著調(diào)度系統(tǒng)的復(fù)雜化，油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可能水平不高，不夠完善，在設(shè)計(jì)的前期可能由于調(diào)研不夠深入，使油輪無(wú)法得到合理的運(yùn)用，造成損失。對(duì)于這些在油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，我們應(yīng)該予以重視，在決策系統(tǒng)成立前應(yīng)該做好準(zhǔn)備工作，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題制定出相應(yīng)的解決對(duì)策，同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)調(diào)度方案通過(guò)以往的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)盡量完善。比如每一艘油輪都應(yīng)有一個(gè)明確的碼頭來(lái)完成運(yùn)輸工作，在同一時(shí)刻一個(gè)碼頭只能停泊一艘油輪等。

3油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

實(shí)現(xiàn)

油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)摒棄了過(guò)去的手工操作，實(shí)現(xiàn)了精確的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，主要運(yùn)用于四個(gè)模塊，有油輪監(jiān)控模塊，油輪的生產(chǎn)調(diào)度模塊，油輪及油罐等設(shè)備的管理模塊以及用戶管理模塊。油輪監(jiān)控模塊是對(duì)整個(gè)決策支持系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，油輪的生產(chǎn)調(diào)度模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它的步驟比較復(fù)雜，通過(guò)一系列的參數(shù)再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成調(diào)度方案，而油輪及油罐設(shè)備的管理模塊及用戶管理模塊協(xié)助工作共同完成任務(wù)，通過(guò)這一系列的調(diào)查研究，油輪實(shí)時(shí)監(jiān)控及生產(chǎn)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是可以實(shí)現(xiàn)的。

總而言之，通過(guò)這些技術(shù)設(shè)計(jì)一整套的油輪遠(yuǎn)程監(jiān)控及調(diào)度決策支持系統(tǒng)，并全方位完善對(duì)該支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。希望通過(guò)對(duì)該支持系統(tǒng)的研究，能夠讓油輪更好的解決在海洋石油開(kāi)采以及石油運(yùn)輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

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