智能化技術(shù)在石油庫(kù)中的應(yīng)用

陳良興

〔中國(guó)石化福建石油分公司 福建福州 350001〕

自從出現(xiàn)工業(yè)4.0理念以來(lái)，在世界范圍內(nèi)迅速引發(fā)第四次工業(yè)革命的討論，石化行業(yè)近年也陸續(xù)展開“智能工廠”、“智能管道”等智能化項(xiàng)目，以提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力，并希望通過(guò)信息技術(shù)的手段進(jìn)一步實(shí)施“減員增效”的戰(zhàn)略。

伴隨著石油庫(kù)的不斷發(fā)展，油庫(kù)設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)比較先進(jìn)，但在業(yè)務(wù)及辦公軟件管理方面的建設(shè)還比較薄弱，迫切需要建設(shè)一套技術(shù)先進(jìn)，符合當(dāng)前管理和發(fā)展需要的信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)部門之間數(shù)據(jù)共享、專業(yè)系統(tǒng)之間互聯(lián)互通，以增強(qiáng)協(xié)作。

在當(dāng)前智能化管理浪潮下，建設(shè)一個(gè)體現(xiàn)油庫(kù)特色、功能豐富、且高效實(shí)用的智能化信息平臺(tái)，對(duì)企業(yè)降耗節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。

1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

優(yōu)化重構(gòu)作業(yè)流程體現(xiàn)“以人為本”理念,利用集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)間信息的互融互通，強(qiáng)化庫(kù)區(qū)自動(dòng)化、智能化設(shè)備設(shè)施的應(yīng)用，從而構(gòu)建具備“業(yè)務(wù)監(jiān)控、智能控制、綜合應(yīng)用、智能分析”能力的智能化油庫(kù)。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)如下：

(1)界面美觀化，使用圖片形象顯示油庫(kù)各種業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)情況，更加有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)油庫(kù)業(yè)務(wù)的管理和監(jiān)控。

(2)整合ERP、發(fā)油系統(tǒng)、門禁、鉛封管理系統(tǒng)信息資源，實(shí)現(xiàn)自助發(fā)油；通過(guò)液位數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、密度自動(dòng)采集、技防系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)發(fā)油過(guò)程的安全保障和效率提升。

(3)引進(jìn)智能終端巡檢系統(tǒng)，提升巡檢質(zhì)量，規(guī)范巡檢作業(yè)。

(4)建立統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)之間的信息互融互通，解決信息孤島問(wèn)題。不同業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)做到一次錄入，跨部門、跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)重復(fù)使用。

(5)通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，提高信息統(tǒng)計(jì)和分析的水平，為領(lǐng)導(dǎo)提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)和決策的輔助支持。

(6)提供完善的信息交流機(jī)制，方便公司、油庫(kù)、各部室及員工之間日常辦公及業(yè)務(wù)信息的交流和管理，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公、遠(yuǎn)程辦公、異地辦公。

(7)建立統(tǒng)一的公共基礎(chǔ)平臺(tái)，提供各種應(yīng)用支撐能力，如用戶管理、數(shù)據(jù)管理、消息與協(xié)作和數(shù)據(jù)互通等能力。

(8)建設(shè)其它符合智能油庫(kù)發(fā)展的配套軟硬件。

2 系統(tǒng)建設(shè)原則

系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性、安全性、易可擴(kuò)展性等原則。

(1)先進(jìn)性。應(yīng)當(dāng)采用當(dāng)今主流技術(shù)，既要考慮應(yīng)用平臺(tái)和工具的先進(jìn)，更要考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，以適應(yīng)宏觀上業(yè)務(wù)管理、發(fā)展規(guī)劃和微觀上事務(wù)辦理的需求。

(2)可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)采用成熟、穩(wěn)定、可靠的軟件技術(shù)，保證系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)量、高并發(fā)的情況下長(zhǎng)時(shí)間不間斷地安全運(yùn)行。在斷網(wǎng)情況下，不能影響油庫(kù)的正常業(yè)務(wù)操作。

(3)實(shí)用性。根據(jù)業(yè)務(wù)需求和業(yè)務(wù)流程，從方便用戶使用的角度進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能和模塊劃分。工作流程設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)捷流暢，能適應(yīng)工作流不穩(wěn)定和突發(fā)事件等各種現(xiàn)實(shí)情況。

(4)安全性。系統(tǒng)建設(shè)要符合用戶對(duì)信息安全管理的要求，建立完善可靠的安全保障體系，對(duì)非法入侵、非法攻擊和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)病毒應(yīng)具有很強(qiáng)的防范能力，確保系統(tǒng)具有嚴(yán)格的身份認(rèn)證功能，并有相應(yīng)的技術(shù)手段對(duì)數(shù)據(jù)安全和操作安全加以保護(hù)。

(5)可擴(kuò)展性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到新技術(shù)、新產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)對(duì)本系統(tǒng)的兼容性；當(dāng)業(yè)務(wù)需求、外部環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，可以擴(kuò)展系統(tǒng)的功能和性能。軟件設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)明，各功能模塊間的耦合度小，以適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展需要，便于系統(tǒng)的繼承和擴(kuò)展。

3 系統(tǒng)主要功能

建設(shè)一個(gè)靈活適用、穩(wěn)定可靠的應(yīng)用系統(tǒng)，關(guān)鍵在于系統(tǒng)良好的基礎(chǔ)應(yīng)用平臺(tái)，其要為應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)提供各種公共集成通用組件，可根據(jù)用戶需要靈活選取，通過(guò)簡(jiǎn)單配置即可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用?；A(chǔ)應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所涉及到的都是系統(tǒng)公共數(shù)據(jù)，這就要求平臺(tái)對(duì)各系統(tǒng)提供明確的系統(tǒng)接口，以便達(dá)到系統(tǒng)統(tǒng)一。而且大部分公共數(shù)據(jù)需要實(shí)行數(shù)據(jù)分發(fā)，以確保油庫(kù)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可正常操作。主要模塊功能參考如下：

3.1 自助發(fā)油

IC卡自助發(fā)油系統(tǒng)通過(guò)實(shí)現(xiàn)入口車輛的安檢、司機(jī)的自助驗(yàn)單提油、臺(tái)位的自動(dòng)分配等功能，實(shí)現(xiàn)司機(jī)自助驗(yàn)單及選擇需要發(fā)油的品種、數(shù)量。對(duì)入庫(kù)提油的車輛和提油司機(jī)的信息進(jìn)行檢查備案。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)分配臺(tái)位和油品信息的自助查詢功能，司機(jī)隨時(shí)可以了解IC卡上油品種類、余額等信息。

3.2 智能巡檢

采用3G或4G通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能輸入終端和管理機(jī)間的通訊，解決現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、巡檢項(xiàng)目的真實(shí)確認(rèn)，具有完善統(tǒng)計(jì)及報(bào)表功能、網(wǎng)絡(luò)查詢功能，有力解決巡檢不到位問(wèn)題。

3.3 業(yè)務(wù)監(jiān)控

采用較為直觀的圖像界面，動(dòng)態(tài)跟蹤收發(fā)油各環(huán)節(jié)的調(diào)度計(jì)劃、作業(yè)安排、油罐檢尺、質(zhì)量檢驗(yàn)、指令單等業(yè)務(wù)流程，使公司領(lǐng)導(dǎo)更加便捷直觀地了解油庫(kù)的作業(yè)運(yùn)作情況。

3.4 計(jì)量管理

實(shí)現(xiàn)量取油高、水高、油溫后，自動(dòng)得出VCF值，標(biāo)準(zhǔn)密度、體積修正值，油水總?cè)莘e、水容積、凈壓力容積、凈油容積等數(shù)值，自動(dòng)計(jì)算出本次存油量，并得出油罐的帳存數(shù)據(jù)和庫(kù)存數(shù)據(jù)以及當(dāng)天的損溢量，并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出各油庫(kù)的油罐動(dòng)態(tài)溢耗表和油庫(kù)損溢報(bào)表。計(jì)量管理系統(tǒng)可以規(guī)范各油庫(kù)的計(jì)量行為，有效地監(jiān)控各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，減少數(shù)質(zhì)量方面的問(wèn)題。

3.5 帳務(wù)管理

實(shí)現(xiàn)根據(jù)“計(jì)量系統(tǒng)”錄入的數(shù)據(jù)開出各種單據(jù)，直接打印給客戶；由系統(tǒng)自動(dòng)檢索并提示當(dāng)天的帳務(wù)單據(jù)數(shù)據(jù)與收發(fā)油數(shù)量是否相等；系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出日?qǐng)?bào)、月報(bào)、動(dòng)態(tài)帳等報(bào)表。賬務(wù)系統(tǒng)將全面管理整個(gè)公司油品物料的進(jìn)、出管理，提升油品儲(chǔ)運(yùn)的綜合管理水平。

3.6 化驗(yàn)管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)油樣化驗(yàn)進(jìn)行全過(guò)程管理，對(duì)項(xiàng)目名稱、質(zhì)量指標(biāo)、實(shí)測(cè)結(jié)果、分析方法、結(jié)論等化驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。為調(diào)度管理提供準(zhǔn)確的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于管理人員綜合調(diào)配油品，減少中間損耗。

3.7 HSE管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)公司安全環(huán)境部和各油庫(kù)HSE管理部門的HSE規(guī)章制度和HSE活動(dòng)的管理，包括特殊作業(yè)管理、HSE管理臺(tái)帳、管理制度、應(yīng)急管理、計(jì)劃總結(jié)等。對(duì)整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)分公司的HSE安全管理實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)督，通過(guò)設(shè)立HSE網(wǎng)上臺(tái)帳，使公司能有效監(jiān)控到油庫(kù)的安全管理的方方面面，促進(jìn)油庫(kù)達(dá)到安全生產(chǎn)的要求。

3.8 設(shè)備管理

實(shí)現(xiàn)設(shè)備日常管理，如：工作日志、完好率統(tǒng)計(jì)、專項(xiàng)活動(dòng)、檢查整改、定期檢查、設(shè)備運(yùn)行記錄、自控設(shè)備巡檢記錄、設(shè)備潤(rùn)滑記錄、設(shè)備檢定記錄、設(shè)備檢維修記錄、維修計(jì)劃等；實(shí)現(xiàn)設(shè)備臺(tái)帳、設(shè)備報(bào)障、備配件管理等功能。對(duì)公司所有的設(shè)備從建設(shè)、投用、運(yùn)維、維修、報(bào)廢等一個(gè)生命周期進(jìn)行有效的管理，為提高設(shè)備的完好率、縮短維修周期、延長(zhǎng)使用壽命提供有效的科學(xué)數(shù)據(jù)和有效的監(jiān)控手段。

3.9 綜合展示

實(shí)現(xiàn)SCADA、消防系統(tǒng)、周界報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警、可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)、發(fā)油系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，周界報(bào)警系統(tǒng)，視頻系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警，可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的綜合展示。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心與各油庫(kù)數(shù)據(jù)中心組成分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。此結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)有以下特點(diǎn)：

(1)數(shù)據(jù)獨(dú)立性與位置透明性。每個(gè)油庫(kù)的數(shù)據(jù)是相對(duì)獨(dú)立的，不受其他油庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)的影響。當(dāng)某個(gè)位置的數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，其他位置的數(shù)據(jù)庫(kù)可以保持正常工作。分布的透明性可以使應(yīng)用程序保持一致，當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)場(chǎng)地移到另一個(gè)場(chǎng)地時(shí)不必改寫應(yīng)用程序，當(dāng)增加某些數(shù)據(jù)的重復(fù)副本時(shí)也不必改寫應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)分布的信息由系統(tǒng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)字典中。

(2)集中和節(jié)點(diǎn)自治相結(jié)合。數(shù)據(jù)庫(kù)是用戶共享的資源。數(shù)據(jù)的共享有兩個(gè)層次：一是局部共享，即在局部數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)局部場(chǎng)地上各用戶的共享數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是本場(chǎng)地用戶常用的。二是全局共享，即在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的各個(gè)場(chǎng)地也存儲(chǔ)可供網(wǎng)中其它場(chǎng)地的用戶共享的數(shù)據(jù)，支持系統(tǒng)中的全局應(yīng)用。因此，相應(yīng)的控制結(jié)構(gòu)也具有兩個(gè)層次：集中和自治。在該業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，權(quán)限數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)由集中式管理；發(fā)油數(shù)據(jù)等各個(gè)業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)由各油庫(kù)自治。

(3)支持全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的一致性和可恢復(fù)性。倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)與各油庫(kù)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致。隨時(shí)可恢復(fù)任一油庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而使油庫(kù)的業(yè)務(wù)保持正常運(yùn)行。

4.2 開發(fā)模式

在公司配置一套B/S架構(gòu)系統(tǒng)，同時(shí)在各個(gè)油庫(kù)下也配置一套相同的B/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng),油庫(kù)使用自己的一套系統(tǒng)負(fù)責(zé)各自的油庫(kù)業(yè)務(wù)操作,既可實(shí)現(xiàn)在斷網(wǎng)的情況下也不影響油庫(kù)的正常作業(yè),并且油庫(kù)可直接訪問(wèn)公司B/S架構(gòu)系統(tǒng)。由于倉(cāng)儲(chǔ)公司與各油庫(kù)之間采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以各油庫(kù)與倉(cāng)儲(chǔ)公司的訪問(wèn)互不影響。

公司用戶訪問(wèn)公司的web服務(wù)器，油庫(kù)用戶既可以訪問(wèn)油庫(kù)的web服務(wù)器，又可以訪問(wèn)公司的web服務(wù)器；油庫(kù)操作業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)訪問(wèn)的是油庫(kù)本地web服務(wù)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)公司對(duì)油庫(kù)的業(yè)務(wù)監(jiān)控，又可以實(shí)現(xiàn)在斷網(wǎng)的情況下不影響油庫(kù)的正常作業(yè)。

4.3 數(shù)據(jù)同步

由于采用了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如何使倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心的權(quán)限數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速的發(fā)送到各個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)中心；而各個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)絺}(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信的模式是系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題。

將倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心需求的權(quán)限數(shù)據(jù)、公共數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速的發(fā)送到各個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)中心；而各個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)中心需要將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絺}(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心。在該需求中，不需要把某個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)改變的數(shù)據(jù)同步到其他的油庫(kù)數(shù)據(jù)中。

在倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心對(duì)各個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸模式中，由于數(shù)據(jù)量大，而且需要采用參數(shù)化篩選器，用于篩選出不同油庫(kù)的數(shù)據(jù)，然后分發(fā)給不用的油庫(kù)數(shù)據(jù)中心；建議分別設(shè)立發(fā)布服務(wù)器和分發(fā)服務(wù)器，這樣可以更高效率的傳輸數(shù)據(jù)。

在各個(gè)油庫(kù)數(shù)據(jù)中心對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸模式中，系統(tǒng)只發(fā)布本油庫(kù)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量相對(duì)比較少，可以采用發(fā)布服務(wù)器與分發(fā)服務(wù)器共用的方式，以節(jié)省經(jīng)濟(jì)開支。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)石油需求不斷增加，石油作為一種戰(zhàn)略資源，長(zhǎng)期以來(lái)一直是影響世界政治和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。近年來(lái)油田開發(fā)、油氣儲(chǔ)運(yùn)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快發(fā)展，如何更好地利用新型的智能化技術(shù)為石油庫(kù)運(yùn)行注入新鮮血液，必定是每個(gè)石油人下一步思考的重點(diǎn)。