基于GIS的數(shù)字油庫(kù)培訓(xùn)系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)

項(xiàng)楠，伍盛一，王衛(wèi)強(qiáng)，欒玲，楊小辰(．遼寧石油化工大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，遼寧撫順300;．中石油東北煉化工程葫蘆島設(shè)計(jì)院，遼寧葫蘆島5000)

基于GIS的數(shù)字油庫(kù)培訓(xùn)系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)

項(xiàng)楠1，伍盛一1，王衛(wèi)強(qiáng)1，欒玲2，楊小辰1
(1．遼寧石油化工大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，遼寧撫順113001;2．中石油東北煉化工程葫蘆島設(shè)計(jì)院，遼寧葫蘆島125000)

石油庫(kù)的主要工作對(duì)象是易燃、易爆的原油、成品油等，工藝流程復(fù)雜，失誤操作的后果比較嚴(yán)重。傳統(tǒng)的培訓(xùn)模式限制多，危險(xiǎn)程度較大，員工看不到操作與其對(duì)應(yīng)參數(shù)的內(nèi)在關(guān)系，較難建立理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系。基于GIS的數(shù)字油庫(kù)培訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式的不足，利用B/S架構(gòu)，在ArcGIS平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，使傳統(tǒng)培訓(xùn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字油庫(kù)三維可視化及培訓(xùn)考核大數(shù)據(jù)的可視化信息管理。實(shí)例表明，該系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，信息顯示直觀，具有較好的普適性，可為提升油庫(kù)操作管理水平提供技術(shù)支撐。

油庫(kù);數(shù)字油庫(kù);員工培訓(xùn);信息管理;三維可視化

在數(shù)字油庫(kù)信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)的培訓(xùn)系統(tǒng)模塊，主要目的是為了使新進(jìn)員工盡早適應(yīng)油庫(kù)工作。由于條件的制約，不能經(jīng)常將員工帶入庫(kù)區(qū)進(jìn)行實(shí)踐操作，這就需要開(kāi)發(fā)一種新的培訓(xùn)模式來(lái)對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)與考核。只有做好培訓(xùn)，才能使員工在工作中不出現(xiàn)紕漏和疏忽，從而避免事故的發(fā)生。培訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建可以使員工不進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)便對(duì)崗位工作了如指掌，使員工熟知工作流程，避免不必要的人員在關(guān)鍵位置的走動(dòng)，節(jié)省時(shí)間、精力與資源等，大大降低了油庫(kù)發(fā)生危險(xiǎn)的可能性與人為工作的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)油庫(kù)的安全運(yùn)營(yíng)與管理。

1 數(shù)字油庫(kù)信息管理系統(tǒng)

在ArcGIS平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的數(shù)字油庫(kù)信息管理系統(tǒng)［1-2］，可以對(duì)油庫(kù)重要設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化監(jiān)控管理，對(duì)油庫(kù)所屬部門(mén)的日常工作進(jìn)行綜合管理，對(duì)在油庫(kù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、加工生成各種信息，再進(jìn)行篩選和總結(jié)，可使管理者以最為直觀的數(shù)字三維模型的方式進(jìn)行表述，既有宏觀信息，也有詳細(xì)信息，既可以歷史查詢(xún)，也可以實(shí)時(shí)查詢(xún)，為管理人員提供高效的決策判斷依據(jù)，從而為油庫(kù)的整體運(yùn)行提供全面的信息化管理:①清晰地了解油庫(kù)的基本情況;②掌握油庫(kù)油品的實(shí)時(shí)進(jìn)銷(xiāo)存情況;③實(shí)時(shí)了解油庫(kù)的庫(kù)存情況以及變化趨勢(shì);④記錄油庫(kù)的安全狀況及報(bào)警記錄，以便及時(shí)排除安全隱患;⑤管理者對(duì)發(fā)貨密度、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理;⑥自動(dòng)生成管理層所需要的報(bào)表，并可以多種方式顯示［3-6］。

2 培訓(xùn)系統(tǒng)功能分析［7-10］

2．1系統(tǒng)建設(shè)總體目標(biāo)

應(yīng)用GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)數(shù)字油庫(kù)信息管理系統(tǒng)的培訓(xùn)系統(tǒng)模塊，不僅具備標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和地理信息操作功能，同時(shí)還具備管理人員任務(wù)設(shè)置、操作培訓(xùn)輔導(dǎo)、操作步驟記錄和評(píng)價(jià)等教學(xué)培訓(xùn)功能。通過(guò)培訓(xùn)和考核的開(kāi)展，可有效提高現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的操作水平和對(duì)突發(fā)管網(wǎng)和設(shè)備事故的處理能力，對(duì)規(guī)范員工的操作行為、提高運(yùn)行和管理水平發(fā)揮了積極的作用。

2．2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

構(gòu)建基于GIS的數(shù)字油庫(kù)培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足的功能包括:①提供油庫(kù)庫(kù)區(qū)基礎(chǔ)地理信息，可實(shí)現(xiàn)三維地圖瀏覽，包括信息錄入、編輯、存儲(chǔ)、空間查詢(xún)、空間顯示、輸出等，在空間查詢(xún)中同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)查詢(xún)、區(qū)域查詢(xún)等功能;②設(shè)備設(shè)施培訓(xùn)，包括閥門(mén)認(rèn)知、油罐認(rèn)知、管線(xiàn)認(rèn)知等;③工藝流程培訓(xùn)，包括倒罐工藝、罐車(chē)裝卸工藝、收發(fā)油工藝等;④員工考核模塊，包括:油庫(kù)安全管理規(guī)范考核、工藝流程考核、消防安全知識(shí)及綜合考核等。

3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

3．1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)及架構(gòu)

本系統(tǒng)基于B/S(Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)，客戶(hù)端最主要的應(yīng)用軟件為WEB瀏覽器，為保證空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一體化組織合理、運(yùn)行穩(wěn)定，在ArcGIS平臺(tái)上開(kāi)發(fā)構(gòu)建，并以SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)［11-12］。

3．2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

選用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)平臺(tái)，采用分布式存儲(chǔ)方法?？臻g數(shù)據(jù)主要包括:地形圖數(shù)據(jù)、三維模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等，存儲(chǔ)在GIS的File GeoDatabase空間數(shù)據(jù)庫(kù)中。屬性數(shù)據(jù)主要包括:油庫(kù)基礎(chǔ)設(shè)施屬性信息，包括油罐屬性、閥門(mén)屬性、管線(xiàn)屬性以及建筑物屬性等。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

數(shù)字油庫(kù)是建立在現(xiàn)實(shí)油庫(kù)的基礎(chǔ)之上，所有的設(shè)備設(shè)施均是仿真構(gòu)建，因此在數(shù)字油庫(kù)平臺(tái)下進(jìn)行的管理培訓(xùn)，能夠更直觀清晰地讓員工認(rèn)知油庫(kù)設(shè)施設(shè)備以及工藝流程等，其目的是培養(yǎng)和提高員工就業(yè)或從業(yè)的能力。培訓(xùn)系統(tǒng)主要包括庫(kù)區(qū)瀏覽培訓(xùn)、設(shè)備認(rèn)知培訓(xùn)、工藝流程培訓(xùn)及考核系統(tǒng)等模塊，系統(tǒng)登錄界面見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)登錄界面Fig．1 System login interface

員工可以在培訓(xùn)中不受任何時(shí)間空間的限制，在三維場(chǎng)景中，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。在線(xiàn)培訓(xùn)使學(xué)習(xí)者脫離現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)中的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到安全培訓(xùn)的目的。另外，在線(xiàn)培訓(xùn)比傳統(tǒng)的培訓(xùn)成本低，虛擬培訓(xùn)還可以循環(huán)進(jìn)行，學(xué)習(xí)內(nèi)容具有可重復(fù)性。

4．1庫(kù)區(qū)瀏覽培訓(xùn)模塊

主要目的是讓員工從宏觀上了解庫(kù)區(qū)的整體設(shè)施、空間屬性、工作區(qū)域等。瀏覽油庫(kù)的二維地圖各區(qū)域的位置，如罐區(qū)位置、輸油間位置、付油區(qū)位置、辦公樓等等;還可以瀏覽三維油庫(kù)，在三維顯示下，能夠更直觀地觀察油庫(kù)各區(qū)域設(shè)施及設(shè)備，讓員工更清晰的了解庫(kù)區(qū)情況。

4．2設(shè)備認(rèn)知培訓(xùn)模塊

主要目的是提高員工對(duì)設(shè)備設(shè)施的認(rèn)知及熟悉操作方法等。油庫(kù)中閘閥的使用占油庫(kù)中各類(lèi)閥門(mén)之首，占90%左右，適用于經(jīng)常保持全開(kāi)或者全關(guān)的場(chǎng)合，不易做節(jié)流和調(diào)節(jié)用，閥門(mén)認(rèn)知界面見(jiàn)圖2所示。員工通過(guò)對(duì)設(shè)備的認(rèn)知，能夠充分了解其規(guī)格、型號(hào)參數(shù)、安裝時(shí)間及用途等，油罐認(rèn)知界面見(jiàn)圖3。

圖2 閥門(mén)認(rèn)知圖Fig．2 Valve cognitivemap

圖3 油罐認(rèn)知圖Fig．3 Oil tank cognitivemap

4．3工藝流程培訓(xùn)模塊

主要目的是使員工熟知工藝流程，比如收發(fā)油的工藝流程，罐裝車(chē)的裝卸油工藝流程、倒罐流程等，倒罐流程見(jiàn)圖4。

圖4 倒罐工藝流程Fig．4 Oil tank transfer process

工藝流程不僅為員工提供三維的視圖，更直觀地了解工藝，還可以打開(kāi)培訓(xùn)教程視頻，進(jìn)行查看學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)工藝流程，如圖5所示。

圖5 輸油工藝視頻Fig．5 Transfer oil process video

4．4員工考核模塊

員工考核模塊，界面如圖6、7所示，主要是針對(duì)員工的學(xué)習(xí)進(jìn)展而進(jìn)行的有針對(duì)性的考核模塊，例如針對(duì)付油間工人的考核，付油間的工人一定要熟知付油間內(nèi)的一切設(shè)備設(shè)施(如閥門(mén)、泵管線(xiàn)的相關(guān)規(guī)格、型號(hào)等)，以及付油管路的工藝流程(如閥門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉的次序等)，更要了解消防知識(shí)，以及對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)急處理。其他的員工也必須熟知個(gè)人工作區(qū)域的工作環(huán)境，這樣才能使油庫(kù)安全運(yùn)營(yíng)。

圖6 安全管理規(guī)范考核模塊Fig．6 Safety m anagement standard exam ination module

圖7 綜合考核模塊Fig．7 Com prehensive exam ination modu le

5 結(jié)論

系統(tǒng)的培訓(xùn)可以提高員工操作水平與對(duì)事故應(yīng)急處置的能力，對(duì)規(guī)范員工的操作、提高運(yùn)行和管理水平發(fā)揮著積極的作用。本文構(gòu)建的基于GIS的數(shù)字油庫(kù)培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)逐步完善，系統(tǒng)中各類(lèi)數(shù)據(jù)將不斷充實(shí)，為油庫(kù)員工學(xué)習(xí)及工作提供高效的平臺(tái)，省時(shí)省力、形象直觀、循環(huán)學(xué)習(xí)、降低風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)提高油庫(kù)安全運(yùn)營(yíng)和管理水平具有重要的意義。

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(編輯王戩麗)

Research and Development of Digital Oil Depot Training System Based on GIS

Xiang Nan1，Wu Shengyi1，WangWeiqiang1，Luan Ling2，Yang Xiaochen1
(1．College of Petroleum Engineering，Liaoning Shihua University，F(xiàn)ushun Liaoning 113001，China;2．Huludao Design Institute，PetroChina Northeast Refining＆Chemical Engineering，Huludao Liaoning 125000，China)

Themain work of oil depot is flammable and explosive oil and crude oil．The production process of the production system is complex and the resultof false operation is serious．The traditional trainingmode of staff is limited，the risk is great，and the students can not see the operation and related parameters of the intrinsic relationship．So it is difficult to establish the relationship between theory and practice．The construction of digital oil depot training system based on GIS，can effectively compensate for the lack of the traditional model．Using B/S architecture and SQL server as the database platform，developed in the ArcGIS platform，making the traditional training combine with computer technology，3D visualization of digital oil depot and the visual information management training and assessment of large data will be realized．The practical example shows that the system has strong practicability，intuitive information display，and has good universality，which provides technical support for improvement of operation and management level of oil depot．Keywords:Oil depot;Digital oil depot;Staff training;Informationmanagement;3D visualization

TE978

A

10．3969/j．issn．1006-396X．2017．04．015

1006-396X(2017)04-0081-04

2016-12-05

2016-03-07

遼寧省科技計(jì)劃面上項(xiàng)目(2015020604)。

項(xiàng)楠(1990-)，女，碩士研究生，從事長(zhǎng)距離管道輸送技術(shù)方面研究;E-mail:448257629@qq．com。

王衛(wèi)強(qiáng)(1974-)，男，博士，教授，從事油氣管道輸送、管道風(fēng)險(xiǎn)管理、管道地理信息技術(shù)等方面的研究;E-mail: wwq920285@163．com。