基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的石油化工生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測預報模型

宋世銘+魏海平+石元博

摘 要 隨著社會的快速轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟的發(fā)展凸顯了對石油化工生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測預報模型的強烈需求。為了制定一套更加完備的石油化工生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測預報方案，本文立足于對ZigBee技術(shù)的研究，對該項系統(tǒng)的整體架構(gòu)一節(jié)體系結(jié)構(gòu)進行了不斷完善和升級。接下來本篇文章就針對這一點進行詳細的探討，以提供給業(yè)內(nèi)有關(guān)人士一些啟發(fā)性的指導。

【關(guān)鍵詞】ZigBee網(wǎng)絡(luò) 石油化工 生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測 預報模型

在我國石油化工的發(fā)展歷史是比較悠久的，但是加強此方面的數(shù)字化建設(shè)還處于一個從外延不斷深化的階段，特別是與國外發(fā)達國家相比，還存在著較大的差距。要知道，石油化工是一項龐大而又復雜的系統(tǒng)工程，必須要有嚴格的工業(yè)監(jiān)測技術(shù)作為其安全保障，這樣才能夠最大程度的保證整個預報模型的質(zhì)量安全水平。但是就目前的情況來看，國內(nèi)大部分監(jiān)測系統(tǒng)并沒有形成一個有機的整體，傳感器方面也存在很多的漏洞，所采集的數(shù)據(jù)缺乏一定的可信度，種種這些問題都阻礙了國內(nèi)石油化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 設(shè)計思路

整個石油化工生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測預報方案都是基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來進行的，實現(xiàn)了整個環(huán)節(jié)的數(shù)字化和信息化發(fā)展，也進一步保證了方案提供決策信息的準確性和科學性。一方面，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以對石油化工的施工環(huán)境進行具體的監(jiān)測，并將各項信息收集并自動反饋給相關(guān)的管理操作人員。除了當?shù)氐氖┕きh(huán)境之外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還可以將各個運行設(shè)備的狀況、人員礦車的行動軌跡數(shù)據(jù)進行收集。在收集完這些必要的信息之后，無線傳感網(wǎng)絡(luò)會將這些原始信息進行數(shù)字化的處理，并通過其他多媒體技術(shù)將其傳輸?shù)斤@示層當中，并對各項數(shù)據(jù)進行分類，特別是一些存在安全隱患的信息可以及時提出相應(yīng)的應(yīng)急措施，為石油化工的整個高效安全運作奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

本來說給大家介紹的石油化工生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測預報是一項集多項技術(shù)以及多項理論結(jié)合的復雜性方案，涉及的范圍極其廣泛，例如電子信息技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及安全管理理論以及預警理論等等。如果不對整個體系結(jié)構(gòu)進行科學合理的設(shè)計，其他的運行工作便舉步維艱。接下來，為大家具體介紹各個結(jié)構(gòu)的詳細內(nèi)容，以供大家參考。

（1）采集層是系統(tǒng)的最底層，全程的工作運行都是以ZigBee技術(shù)為基礎(chǔ)，顧名思義，就是收集整個系統(tǒng)當中的各項信息，并自動將其進行數(shù)字化，方便日后的處理工作。

（2）傳輸層的作用就是要保證采集層所獲得的各項數(shù)據(jù)能夠順利地進入地面數(shù)據(jù)庫當中，確保其他各個環(huán)節(jié)的正常運行。這個結(jié)構(gòu)層除了連接采集層以及地面數(shù)據(jù)庫之外，還連接了井下和地面數(shù)據(jù)，涉及的范圍更加廣泛，在整個結(jié)構(gòu)體系當中發(fā)揮著必不可少的影響。

（3）存儲層顧名思義便是對傳輸層傳輸給井下的各項數(shù)據(jù)進行保存，在某些情況之下還會自動對其進行更新。它具體是由數(shù)據(jù)庫、模型庫以及專家知識庫等各個信息庫結(jié)合而成，各個信息庫之間存在著密切的聯(lián)系。

（4）分析決策層就是對存儲層說保存和更新的各項數(shù)據(jù)進行細致的分析，在此基礎(chǔ)之上，對接下來的運作工作提出正確科學的決策。當然在分析的過程當中，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層還會對信息當中存在的各項隱患進行及時的報警。

（5）展現(xiàn)層就是實時在線發(fā)布各項信息狀態(tài)，讓外部的管理以及施工人員及時了解石油化工運作的實際情況。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）數(shù)據(jù)倉庫與分布式管理技術(shù)可以克服掉傳統(tǒng)信息技術(shù)當中的許多不足之處，快速地將各項信息數(shù)據(jù)進行分類整理，保證這些信息技術(shù)的科學性和準確性，由以往的靜態(tài)管理不斷向動態(tài)管理轉(zhuǎn)化。

（2）數(shù)據(jù)挖掘與知識自我發(fā)現(xiàn)技術(shù)可以從很大程度上快速的提取石油化工生產(chǎn)運作過程當中的各項專題信息，除此之外還包括其他的一些未知現(xiàn)象。

（3）實體模型與虛擬現(xiàn)實技術(shù)在整個結(jié)構(gòu)體系當中扮演著非常重要的角色，發(fā)揮著不可估量的影響。它是一種集多想，工程技術(shù)于一體的三的石油化工實體建模技術(shù)，突破傳統(tǒng)生產(chǎn)運作過程當中的管理局限，更好的對動態(tài)數(shù)據(jù)進行維護，同時還可以模擬大規(guī)模的石油化工生產(chǎn)活動。

（4）智能預警算法包括專家系統(tǒng)、人工智能以及故障事故樹等多種預算方法，可以對石油化工生產(chǎn)運作過程當中的各項隱患進行及時的報警，為石油化工企業(yè)減少不必要的損失。

4 技術(shù)特點

經(jīng)過以上的闡述，我們可以很明顯的發(fā)現(xiàn)該項系統(tǒng)工程可以很好地克服掉以往數(shù)據(jù)傳輸過程當中的一系列弊端，有力地推動我國當今石油化工數(shù)字化建設(shè)的進一步發(fā)展。

（1）該項系統(tǒng)工程始終依據(jù)ZigBee技術(shù)來進行，擁有強大的技術(shù)基礎(chǔ)，可以很好的將整個運作過程進行數(shù)字化和信息化，便于對整個工程的管理，更重要的是采用這種技術(shù)可以為石油化工企業(yè)節(jié)省更多的人力、物力以及財力資源，幫助企業(yè)實現(xiàn)成本最小化和效益最大化的最終發(fā)展目標。

（2）值得特別注意的是，該項系統(tǒng)所收集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不僅僅涉及到石油化工的整個過程，而且他還會包含地面的數(shù)據(jù)，增強了系統(tǒng)數(shù)字化的可靠性。而且，整個系統(tǒng)當中還遍布了無線局域網(wǎng)，為信息人員之間的溝通交流以及管理提供了很大的便利。

（3）在該系統(tǒng)當中還建立了一個綜合監(jiān)測平臺，這樣可以更好的防范一些意外災(zāi)難的發(fā)生，為石油化工企業(yè)減少不必要的損失。

（4）該項系統(tǒng)將C/S和B/S有機融合，這樣便可以更加方便的對整個施工過程以及數(shù)據(jù)收集進行遠距離的監(jiān)測，在很大程度上提高了工程運行的效率水平。

參考文獻

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作者簡介

宋世銘（1995-），男，江蘇省贛榆區(qū)人。大學本科學歷。研究方向為計算機應(yīng)用。

作者單位

遼寧石油化工大學計算機與通信工程學院 遼寧省撫順市 113001endprint