站庫管理信息化平臺的開發(fā)與實現(xiàn)

侯新舉 宋大釗

大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠

隨著油田數(shù)字化、信息化建設(shè)的擴大，要保證站庫系統(tǒng)完整、高效、平穩(wěn)運行，急需一種新的資料報表管理模式來解決原始紙質(zhì)資料報表錄取數(shù)據(jù)量有限、不易變動、易出錯、難匯總、難查找、分析不全面、成本高、管理決策困難等問題。

結(jié)合實際工作需要，研發(fā)了站庫管理信息化平臺。利用此平臺實現(xiàn)了聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油放水站、轉(zhuǎn)油站、中間加熱站、水質(zhì)站、注水站內(nèi)各系統(tǒng)的報表、記錄內(nèi)容的信息化管理，站庫報表免打印、辦公無紙化，滿足了多信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享與交換，提高了站庫系統(tǒng)的管理效率。

1 設(shè)計思路

站庫報表信息內(nèi)容通過定時巡檢從各系統(tǒng)現(xiàn)場采集獲得。一般是每2 h到現(xiàn)場記錄一次數(shù)值，然后填寫到紙質(zhì)報表上，每天早上8時進行交接班。為了方便信息錄取和有效監(jiān)督，設(shè)計了基于非接觸RFID的巡檢管理系統(tǒng)。

站庫管理信息化平臺（單機版）由數(shù)據(jù)庫、巡檢信息管理、報表管理等模塊構(gòu)成。采用Visual Basic語言開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用Access，報表格式采用Excel。單機版軟件可以脫離網(wǎng)絡(luò)環(huán)境獨立運行，對于沒有局域網(wǎng)或經(jīng)常斷網(wǎng)的站庫尤為重要。

站庫管理信息化平臺（網(wǎng)絡(luò)版）采用B/S架構(gòu)，由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、報表管理、用戶管理等模塊組成。采用JAVA語言開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用Oracle，報表格式采用Excel。

為實現(xiàn)單機版與網(wǎng)路版數(shù)據(jù)同步和共享，專門開發(fā)了數(shù)據(jù)上傳客戶端軟件。對于現(xiàn)有自動化監(jiān)控電腦的數(shù)據(jù)共享，設(shè)計了數(shù)據(jù)獲取客戶端軟件。

對于沒有局域網(wǎng)的站庫和干線爐，設(shè)計了無線數(shù)據(jù)傳輸儀，通過移動網(wǎng)把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。崗位電腦同時配備數(shù)傳儀作為備用通道。

多數(shù)站庫局域網(wǎng)只聯(lián)到隊部，崗位電腦處于單機運行，為節(jié)省投資采用無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)崗位到隊部的無線聯(lián)網(wǎng)[1]。

站庫管理信息化平臺總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 平臺總體架構(gòu)Fig.1 Overall framework of the platform

2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）防爆巡檢錄入儀。防爆巡檢錄入儀采用非接觸RFID信息識別技術(shù)，解決了巡檢數(shù)據(jù)錄入和監(jiān)督管理問題。

（2）報表自定義模式。站庫報表種類繁多，平臺統(tǒng)一采用Excel報表格式，用戶可以根據(jù)需要靈活定義自己的報表。

（3）多種數(shù)據(jù)同步方式。平臺采用局域網(wǎng)、無線網(wǎng)橋、無線數(shù)傳儀實現(xiàn)不同站庫崗位的數(shù)據(jù)連接，確保數(shù)據(jù)上傳的及時準確。

3 實現(xiàn)

3.1 硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)組成如圖2所示。

巡檢儀由CPU、存儲芯片、RFID讀卡器、屏幕、鍵盤、通信接口和供電系統(tǒng)等組成。身份識別卡用于識別巡檢人員的身份，人手一卡，在巡檢前掃卡登陸。地址卡安裝在巡檢需要到達的設(shè)備或位置上。巡檢人員到達巡檢點掃描地址卡，巡檢儀提示用戶輸入該巡檢點需要錄取的參數(shù)信息，巡檢人員用鍵盤輸入現(xiàn)場一次表讀數(shù)值按“OK”確認，巡檢儀同時會記錄數(shù)據(jù)錄入及錄入時間。1個地址卡可以輸入20條參數(shù)信息。巡檢完成后，使用數(shù)據(jù)線連接巡檢儀到崗位電腦，通過站庫管理信息化平臺單機版軟件下載巡檢數(shù)據(jù)生成報表。

圖2 硬件系統(tǒng)組成Fig.2 Hardware system composition

3.2 單機版軟件

單機版軟件主要由報表管理、巡檢信息管理模塊組成。報表顯示用OWC11控件實現(xiàn)。主界面[2-3]如圖3所示。

內(nèi)外航道采用多波束掃海測量5m間隔水深抽稀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量龐大，計算范圍廣，方格網(wǎng)法具有計算效率高的特點，是茂名港航道土方量計算的最優(yōu)算法

圖3 主界面Fig.3 Main interface

（1）報表管理模塊[4]。用于完成報表添加、刪除、顯示、切換、編輯修改、數(shù)據(jù)提交、日期切換等功能。1個報表模板至少包括3個表格，它們是主表格、控制表格、導(dǎo)出表格。主表格是呈現(xiàn)給用戶的顯示內(nèi)容，控制表格是數(shù)據(jù)庫參數(shù)與表格的映射關(guān)系，導(dǎo)出表格是用于輸出保存或打印的內(nèi)容。

（2）巡檢信息管理模塊[5]。用于完成巡檢儀巡檢內(nèi)容的管理、巡檢信息的下載與刪除等，包括身份識別卡的設(shè)置與刪除、巡檢點地址卡信息的設(shè)置與修改等。

3.3 網(wǎng)絡(luò)版軟件

網(wǎng)絡(luò)版軟件主要由報表管理模塊[6-7]、用戶管理模塊[8]組成。

（1）圖4為網(wǎng)絡(luò)版軟件報表顯示主界面。采用兩級導(dǎo)航，水平導(dǎo)航菜單用于選擇單位，同時根據(jù)登錄用戶角色不同只顯示與之有關(guān)的內(nèi)容，普通用戶只能查看，管理用戶可以修改；左側(cè)導(dǎo)航用于選擇報表。

圖4 網(wǎng)絡(luò)版軟件報表顯示主界面Fig.4 Main interface of report form in online-edition software

（2）用戶管理模塊（圖5）包含：①組織機構(gòu)表，用于存儲全廠大隊、小隊的組織機構(gòu)信息；②崗位表，用于存儲全廠崗位信息；③用戶表，用于存儲全廠所有用戶登陸授權(quán)信息，如每個用戶的用戶名、密碼等；④角色表，用于存儲用戶在各個系統(tǒng)的角色信息，通過角色配置控制用戶使用功能的權(quán)限；⑤報表列表，用于存儲報表名稱及屬性。

圖5 后臺管理界面Fig.5 Interface of back-stage management

3.4 數(shù)據(jù)上傳客戶端[9]

客戶端軟件實時保持單機版數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)版數(shù)據(jù)庫的同步，即把單機版數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，同時把本地報表需要鏈接到其他崗位或站庫的數(shù)據(jù)下載到本地。

3.5 無線數(shù)據(jù)傳輸儀

無線數(shù)據(jù)傳輸儀（圖6）由CPU、SIM卡、GPRS數(shù)傳模塊、電源燈組成。采用中國移動專用APN，充分考慮了企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求，采用了多種安全措施[10]，主要包括：①申請專用APN，普通用戶不能進入該APN，用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開通該專用APN，限制使用其他APN；②通過無線模塊接入運營商GPRS網(wǎng)絡(luò)，模塊之間采用私有IP地址進行點對點連接；③移動終端之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能泄漏；④服務(wù)器與數(shù)傳儀之間用RS232連接，保證了局域網(wǎng)與外部的隔離。

另外，數(shù)傳儀只是作為備用通道，只有作為斷網(wǎng)時的備份不會給企業(yè)信息安全帶來任何風(fēng)險。

圖6 無線數(shù)據(jù)傳輸儀Fig.6 Transfer instrument of wireless data

3.6 無線聯(lián)網(wǎng)

通過無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)崗位到隊部或有局域網(wǎng)位置的聯(lián)網(wǎng)。對于3 km以內(nèi)用平板天線無線網(wǎng)橋，超過3 km用拋物面天線無線網(wǎng)橋，距離較遠一般架設(shè)在通信鐵塔上。

4 實現(xiàn)結(jié)果

站庫管理信息化平臺目前已經(jīng)在采油九廠6個作業(yè)區(qū)27座聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油放水站、中轉(zhuǎn)站、水質(zhì)站、注水站及8個干線爐上推廣使用。

4.1 依托站庫管理信息平臺,促進管理提質(zhì)升級

有效規(guī)范、監(jiān)督員工操作。平臺規(guī)定了錄入時限，超時禁止錄入，同時依托防爆巡檢錄入系統(tǒng)詳細記錄有關(guān)數(shù)據(jù)錄入的人員、時間等參數(shù)，促進員工按時巡檢、按時錄入數(shù)據(jù)，防止編數(shù)造假。平臺設(shè)定了合理工況，超出數(shù)據(jù)范圍自動提醒，能夠幫助員工及時發(fā)現(xiàn)并排除安全隱患，保障站庫系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運行。平臺依據(jù)計量儀表、容器設(shè)備的檢定、保養(yǎng)周期實現(xiàn)自動提示功能，保證規(guī)范運行，保障儀表、設(shè)備按期檢定、保養(yǎng)。平臺通過鏈接到廠網(wǎng)上員工培訓(xùn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了電子化培訓(xùn)，有效促進了員工增強安全意識、提升業(yè)務(wù)素質(zhì)，收到了良好的管理效益。

4.2 依托站庫管理信息平臺，促進管理提效降耗

通過信息化運行，建立直讀數(shù)據(jù)與衍生數(shù)據(jù)間的引用、調(diào)用關(guān)系，根據(jù)生產(chǎn)需求實現(xiàn)自定義報表自動生成，例如產(chǎn)量報表、聯(lián)合站月度指標(biāo)匯總表等。通過無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，完成站內(nèi)崗位與局域網(wǎng)的鏈接，不需要電話報量即可完成信息傳遞，實現(xiàn)了平臺數(shù)據(jù)資源全廠共享。聯(lián)合站資料員從4名減至2名。聯(lián)合站單站日均節(jié)約報表33張，年節(jié)省12 045張。通過中控室將數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)街付ㄎ恢貌⑿纬蓤蟊?，保證了資料錄取的及時率和準確率。崗位員工平均單崗巡檢、資料錄入上報時間全天可節(jié)省2 h，全廠站庫系統(tǒng)減少用工13.5人，年節(jié)省人工開支108萬元。實現(xiàn)了報表免打印、辦公無紙化，降低了資源消耗，平均單站年節(jié)省辦公費2.76萬元。目前全廠27座站年節(jié)省資料費用74.52萬元，年綜合效益達182.52萬元；共投入175萬元，平均單站投入僅6.48萬元，資金回收期為0.96年；5年節(jié)省報表費用累計372萬元，節(jié)省人工開支540萬元，收到了良好的經(jīng)濟效益。

4.3 依托站庫管理信息平臺，推進管理信息化先行

該平臺充分利用已建儀器、儀表及自動化系統(tǒng)滿足油田信息化需求，大幅減少信息化建設(shè)更新改造工作量，降低投資。探索出推進油田現(xiàn)場管理提檔升級的新途徑，通過對平臺的進一步研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)與A5等相關(guān)數(shù)據(jù)庫的同步、簡潔、準確、無縫對接，大大減輕數(shù)據(jù)庫給基層管理帶來的工作量，是數(shù)據(jù)庫良好的數(shù)據(jù)源；為數(shù)據(jù)庫提供良好的技術(shù)支撐和管理支撐，實現(xiàn)各級管理人員、崗位員工完成自定義報表工作；建立一套完善有效的監(jiān)督管理機制和環(huán)環(huán)相扣的審核把關(guān)制，實現(xiàn)嚴細管理、科學(xué)考核，促進地面站庫管理運行優(yōu)質(zhì)高效，達到制度表單化、表單信息化的目的。

5 結(jié)束語

通過該平臺，保證了巡檢工作中采集數(shù)據(jù)的準確與完整性，實現(xiàn)了巡檢記錄的無紙化、自動化，解決了對巡檢人員的管理監(jiān)督的難題，可以有效降低人為因素帶來的不檢、漏檢和錯檢等問題。實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化管理，把現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，對數(shù)據(jù)有積累分析的作用，實現(xiàn)巡檢工作電子化、信息化、智能化，從而最大程度提高工作效率，保證了設(shè)備的低故障率安全運行，提高了設(shè)備運行壽命。與現(xiàn)有信息系統(tǒng)無縫對接，解決了基礎(chǔ)信息數(shù)字化投入高的難題，具有較好的推廣應(yīng)用前景。