智能化技術在石油庫中的應用

陳良興

〔中國石化福建石油分公司 福建福州 350001〕

自從出現工業4.0理念以來，在世界范圍內迅速引發第四次工業革命的討論，石化行業近年也陸續展開“智能工廠”、“智能管道”等智能化項目，以提升綜合競爭力，并希望通過信息技術的手段進一步實施“減員增效”的戰略。

伴隨著石油庫的不斷發展，油庫設備設施的數字化建設已經比較先進，但在業務及辦公軟件管理方面的建設還比較薄弱，迫切需要建設一套技術先進，符合當前管理和發展需要的信息平臺，實現部門之間數據共享、專業系統之間互聯互通，以增強協作。

在當前智能化管理浪潮下，建設一個體現油庫特色、功能豐富、且高效實用的智能化信息平臺，對企業降耗節能、提高經濟效益有重要意義。

1 系統實現目標

優化重構作業流程體現“以人為本”理念,利用集成技術實現各專業系統間信息的互融互通，強化庫區自動化、智能化設備設施的應用，從而構建具備“業務監控、智能控制、綜合應用、智能分析”能力的智能化油庫。

系統實現目標如下：

(1)界面美觀化，使用圖片形象顯示油庫各種業務的實時情況，更加有效地實現對油庫業務的管理和監控。

(2)整合ERP、發油系統、門禁、鉛封管理系統信息資源，實現自助發油；通過液位數據關聯、密度自動采集、技防系統應用實現發油過程的安全保障和效率提升。

(3)引進智能終端巡檢系統，提升巡檢質量，規范巡檢作業。

(4)建立統一的應用系統管理平臺，實現各專業系統之間的信息互融互通，解決信息孤島問題。不同業務的基礎數據做到一次錄入，跨部門、跨業務系統重復使用。

(5)通過信息網絡平臺，提高信息統計和分析的水平，為領導提供準確、實時的預測和決策的輔助支持。

(6)提供完善的信息交流機制，方便公司、油庫、各部室及員工之間日常辦公及業務信息的交流和管理，實現無紙化辦公、遠程辦公、異地辦公。

(7)建立統一的公共基礎平臺，提供各種應用支撐能力，如用戶管理、數據管理、消息與協作和數據互通等能力。

(8)建設其它符合智能油庫發展的配套軟硬件。

2 系統建設原則

系統的建設應體現先進性、可靠性、實用性、安全性、易可擴展性等原則。

(1)先進性。應當采用當今主流技術，既要考慮應用平臺和工具的先進，更要考慮系統結構和應用設計的先進性，以適應宏觀上業務管理、發展規劃和微觀上事務辦理的需求。

(2)可靠性。系統設計應采用成熟、穩定、可靠的軟件技術，保證系統在大數據量、高并發的情況下長時間不間斷地安全運行。在斷網情況下，不能影響油庫的正常業務操作。

(3)實用性。根據業務需求和業務流程，從方便用戶使用的角度進行系統設計、功能和模塊劃分。工作流程設計要求簡捷流暢，能適應工作流不穩定和突發事件等各種現實情況。

(4)安全性。系統建設要符合用戶對信息安全管理的要求，建立完善可靠的安全保障體系，對非法入侵、非法攻擊和網絡計算機病毒應具有很強的防范能力，確保系統具有嚴格的身份認證功能，并有相應的技術手段對數據安全和操作安全加以保護。

(5)可擴展性。在系統設計時要考慮到新技術、新產品出現時對本系統的兼容性；當業務需求、外部環境發生變化時，可以擴展系統的功能和性能。軟件設計要簡明，各功能模塊間的耦合度小，以適應業務發展需要，便于系統的繼承和擴展。

3 系統主要功能

建設一個靈活適用、穩定可靠的應用系統，關鍵在于系統良好的基礎應用平臺，其要為應用系統開發提供各種公共集成通用組件，可根據用戶需要靈活選取，通過簡單配置即可實現應用。基礎應用平臺的數據是整個應用系統的基礎，所涉及到的都是系統公共數據，這就要求平臺對各系統提供明確的系統接口，以便達到系統統一。而且大部分公共數據需要實行數據分發，以確保油庫業務應用系統可正常操作。主要模塊功能參考如下：

3.1 自助發油

IC卡自助發油系統通過實現入口車輛的安檢、司機的自助驗單提油、臺位的自動分配等功能，實現司機自助驗單及選擇需要發油的品種、數量。對入庫提油的車輛和提油司機的信息進行檢查備案。實現系統自動分配臺位和油品信息的自助查詢功能，司機隨時可以了解IC卡上油品種類、余額等信息。

3.2 智能巡檢

采用3G或4G通訊技術實現智能輸入終端和管理機間的通訊，解決現場數據采集、巡檢項目的真實確認，具有完善統計及報表功能、網絡查詢功能，有力解決巡檢不到位問題。

3.3 業務監控

采用較為直觀的圖像界面，動態跟蹤收發油各環節的調度計劃、作業安排、油罐檢尺、質量檢驗、指令單等業務流程，使公司領導更加便捷直觀地了解油庫的作業運作情況。

3.4 計量管理

實現量取油高、水高、油溫后，自動得出VCF值，標準密度、體積修正值，油水總容積、水容積、凈壓力容積、凈油容積等數值，自動計算出本次存油量，并得出油罐的帳存數據和庫存數據以及當天的損溢量，并自動統計出各油庫的油罐動態溢耗表和油庫損溢報表。計量管理系統可以規范各油庫的計量行為，有效地監控各個作業環節，減少數質量方面的問題。

3.5 帳務管理

實現根據“計量系統”錄入的數據開出各種單據，直接打印給客戶；由系統自動檢索并提示當天的帳務單據數據與收發油數量是否相等；系統自動統計出日報、月報、動態帳等報表。賬務系統將全面管理整個公司油品物料的進、出管理，提升油品儲運的綜合管理水平。

3.6 化驗管理

實現對油樣化驗進行全過程管理，對項目名稱、質量指標、實測結果、分析方法、結論等化驗環節進行實時監控。為調度管理提供準確的化驗數據，便于管理人員綜合調配油品，減少中間損耗。

3.7 HSE管理

實現對公司安全環境部和各油庫HSE管理部門的HSE規章制度和HSE活動的管理，包括特殊作業管理、HSE管理臺帳、管理制度、應急管理、計劃總結等。對整個倉儲分公司的HSE安全管理實現有效的監督，通過設立HSE網上臺帳，使公司能有效監控到油庫的安全管理的方方面面，促進油庫達到安全生產的要求。

3.8 設備管理

實現設備日常管理，如：工作日志、完好率統計、專項活動、檢查整改、定期檢查、設備運行記錄、自控設備巡檢記錄、設備潤滑記錄、設備檢定記錄、設備檢維修記錄、維修計劃等；實現設備臺帳、設備報障、備配件管理等功能。對公司所有的設備從建設、投用、運維、維修、報廢等一個生命周期進行有效的管理，為提高設備的完好率、縮短維修周期、延長使用壽命提供有效的科學數據和有效的監控手段。

3.9 綜合展示

實現SCADA、消防系統、周界報警系統、火災報警、可燃氣體報警系統、發油系統的實時數據采集；實現SCADA系統，消防系統，周界報警系統，視頻系統，火災報警，可燃氣體報警系統實時數據的綜合展示。

4 系統架構

4.1 網絡拓撲圖

網絡拓撲圖見圖1。

圖1 網絡拓撲圖

倉儲數據中心與各油庫數據中心組成分布式數據庫。此結構的數據庫有以下特點：

(1)數據獨立性與位置透明性。每個油庫的數據是相對獨立的，不受其他油庫數據庫的影響。當某個位置的數據庫發生問題時，其他位置的數據庫可以保持正常工作。分布的透明性可以使應用程序保持一致，當數據從一個場地移到另一個場地時不必改寫應用程序，當增加某些數據的重復副本時也不必改寫應用程序，數據分布的信息由系統存儲在數據字典中。

(2)集中和節點自治相結合。數據庫是用戶共享的資源。數據的共享有兩個層次：一是局部共享，即在局部數據庫中存儲局部場地上各用戶的共享數據，這些數據是本場地用戶常用的。二是全局共享，即在分布式數據庫的各個場地也存儲可供網中其它場地的用戶共享的數據，支持系統中的全局應用。因此，相應的控制結構也具有兩個層次：集中和自治。在該業務系統中，權限數據、基礎數據、公共數據由集中式管理；發油數據等各個業務操作數據由各油庫自治。

(3)支持全局數據庫的一致性和可恢復性。倉儲數據中心的數據庫結構與各油庫數據中心的數據結構一致。隨時可恢復任一油庫的數據庫，從而使油庫的業務保持正常運行。

4.2 開發模式

在公司配置一套B/S架構系統，同時在各個油庫下也配置一套相同的B/S結構系統,油庫使用自己的一套系統負責各自的油庫業務操作,既可實現在斷網的情況下也不影響油庫的正常作業,并且油庫可直接訪問公司B/S架構系統。由于倉儲公司與各油庫之間采用星形網絡結構，所以各油庫與倉儲公司的訪問互不影響。

公司用戶訪問公司的web服務器，油庫用戶既可以訪問油庫的web服務器，又可以訪問公司的web服務器；油庫操作業務數據時訪問的是油庫本地web服務，這樣既可以實現公司對油庫的業務監控，又可以實現在斷網的情況下不影響油庫的正常作業。

4.3 數據同步

由于采用了分布式數據庫系統，如何使倉儲數據中心的權限數據、公共數據、基礎數據準確快速的發送到各個油庫數據中心；而各個油庫數據中心的業務數據實時的傳輸到倉儲數據中心，實現雙向數據通信的模式是系統的關鍵問題。

將倉儲數據中心需求的權限數據、公共數據、基礎數據準確快速的發送到各個油庫數據中心；而各個油庫數據中心需要將業務數據實時傳輸到倉儲數據中心。在該需求中，不需要把某個油庫數據改變的數據同步到其他的油庫數據中。

在倉儲數據中心對各個油庫數據中心的數據傳輸模式中，由于數據量大，而且需要采用參數化篩選器，用于篩選出不同油庫的數據，然后分發給不用的油庫數據中心；建議分別設立發布服務器和分發服務器，這樣可以更高效率的傳輸數據。

在各個油庫數據中心對倉儲數據中心的數據傳輸模式中，系統只發布本油庫的數據，數據量相對比較少，可以采用發布服務器與分發服務器共用的方式，以節省經濟開支。

5 結語

隨著中國經濟的飛速發展，對石油需求不斷增加，石油作為一種戰略資源，長期以來一直是影響世界政治和經濟發展的重要因素之一。近年來油田開發、油氣儲運等基礎設施建設加快發展，如何更好地利用新型的智能化技術為石油庫運行注入新鮮血液，必定是每個石油人下一步思考的重點。