冀中地區集中拉油計量管理系統的設計與應用

王天宇，趙立寧，李 琦，王進修，孫 煬，劉慶江

1.華北油田公司工程技術研究院，河北任丘 062550

2.華北油田公司天成實業集團有限公司，河北任丘 062550

3.華北油田公司技術監督檢驗處，河北任丘 062550

冀中地區油田區塊密集，集中拉油點多達50余座，在集中拉油點日常工作中，原油和輕烴等油氣交接計量管理工作占據了主要工作量。在集中拉油點，目前主要通過地磅、含水率分析儀等設備計算出油氣的重量（油量）、原油含水率，從而計算出純油量。然而，這些設備還處于獨自工作的階段，數據大都需要人工讀屏填寫，拉油車輛的車輛信息（包含車牌信息和司機信息等） 需要管理人員對照信息表手工輸入，費時費力，出錯率偏高；而且數據存儲及傳輸方式落后，數據仍儲存在本地計算機上，一旦計算機被木馬入侵或者系統崩潰，計量數據信息將會丟失。

隨著數字化油田的發展，油田生產管理方式已由傳統管理模式向數字化管理模式轉變，應用信息化技術、“互聯網+”技術、大數據技術已成為油田現代化發展的趨勢。為了提高冀中地區集中拉油點拉油交接時的管理效率，提升數據的精確度，使管理科學化、數字化，設計一種集成了車牌自動識別技術、原油含水率自動錄入技術和原油基礎信息自動采集技術等功能為一體的管理系統，實現數據自動采集、多級存儲、實時上傳，極大完善了數據采集工作，不僅減少了集中拉油點油氣交接過程中的計量管理工作，還可以提高經濟效益，達到了減員增效的效果。

1 系統概述

1.1 系統硬件

冀中地區集中拉油計量管理系統組成如圖1所示，分為計量設備、終端設備、通信網絡與監控中心（服務器端） 四部分。

圖1 系統組成

（1） 計量設備主要用于拉油計量基礎數據的采集，數據采集部分包括原油（或者輕烴） 重量數據采集、原油含水率數據采集、車牌識別數據采集，其中重量信息包含車輛的皮重、毛重，地磅裝置通過RS485端口把數據上傳至終端設備；含水率數據為實時在線采集原油含水率，通過增加OPC接口，使用RS232端口進行數據上傳；車牌識別系統自動識別采集車牌信息、車輛以及駕駛員信息，它通過車牌一體化攝像機進行采集，使用TCP/IP協議進行通訊。

（2）終端設備主要包括本地計算機、本地數據庫和打印機，其中在本地計算機上部署“集中拉油計量管理系統”軟件客戶端進行數據處理，主要包含數據解析、數據矯正以及本地存儲與數據打印等功能。

（3） 考慮到集中拉油點地處偏僻，無網線覆蓋，通信網絡采用GPRS設備，通過移動網絡傳輸至云服務器，實現廣域網跨網段跳轉局域網，最后進入數據中心服務器端。

（4） 監控中心主要工作為部署服務器、安裝數據庫軟件，使“集中拉油計量管理系統”網頁端上線，部署到公司局域網中，實現上級領導和其他各個機關處室能夠監測和管理集中拉油計量管理數據信息。

1.2 系統軟件

冀中地區集中拉油計量管理系統的軟件部分主要由客戶端和網頁端兩部分組成，用于數據的展示及處理。系統采用C/S和B/S混合模式的軟件架構，構建客戶端Windows Form應用程序和基于ASP.NET的Web應用程序，通過Web服務提供數據的雙向傳送，其中C/S模式是客戶端與服務端之間的通訊，B/S模式是Web服務器端和IE之間的通訊。應用層使用VC編程，表示層使用C#編程，數據層則采用Microsoft SQL Sever 2012作為數據庫，使用Microsoft IIS6.0作為Web服務器。該系統部署在局域網中，采用客戶端/中間服務器/數據庫服務器的模式，該模式能夠較為靈活地處理數據信息，支持對所有的用戶信息統一進行存儲和管理，多用戶可以同時向服務器提交訪問請求，系統結構清晰，具有良好的可操作性。

客戶端與服務器端的交互過程如圖2所示，首先服務器端啟動，建立監聽端口，與客戶端建立連接，下一步客戶端發送HTTP請求頭，服務器端響應生成結果回發，服務器端關閉連接，客戶端解析回發響應頭，恢復頁面。

圖2 客戶端與服務器端交互方式

客戶端的系統結構如圖3所示，在WinForms和ASP.NET平臺下，系統中需要定制AES加解密IP，鍵盤輸入并添加EDK中自帶的網絡控制器IP。客戶端作為整個系統的控制中心，當需要采集信息時，客戶端經MD5算法形成自己的唯一授權ID，指令信息和ID信息經過AES加密后發送至服務器端，當服務器端響應其請求后，視其身份權限做出相應處理。

圖3 客戶端的系統結構

服務器端采用Microsoft SQL Sever 2012作為數據庫，Microsoft IIS6.0作為Web服務器。服務器端的系統結構如圖4所示，當服務器端收到經過AES加密的請求IP數據包時，信息在服務器端需要經過AES解密處理，根據解密后信息分析并提取請求方的ID信息和IP信息，客戶端的ID信息是唯一的授權證號，根據客戶端的ID信息，作出相應的處理。

圖4 服務器端的系統結構

2 系統功能實現

冀中地區集中拉油計量管理系統的功能通過軟件客戶端與網頁端兩大部分實現， 客戶端軟件用于集中拉油現場的數據采集、數據分析、數據傳輸；網頁端用于拉油計量數據的后臺分析、查詢、管理與打印。

2.1 系統客戶端功能設計與實現

冀中地區集中拉油計量管理系統客戶端軟件主要包括錄入模塊、查詢模塊、統計模塊、提交模塊和維護模塊。

錄入模塊：如圖5所示，該模塊主要功能是現場工作人員直接將裝油、卸油數據進行錄入，增加、刪除及翻找拉油記錄；人工錄入拉油基礎數據及自動采集稱重數據；動畫顯示汽車拉油狀態；自動計算拉油量及純油量；打印輸出拉油小票。

圖5 裝油數據錄入界面

查詢模塊：如圖6所示，該模塊主要功能是現場工作人員、廠內工作人員根據裝卸油地點、拉油車號、拉油小票及拉油日期等信息查詢拉油記錄，并且打印輸出拉油查詢報表。

圖6 裝油數據查詢界面

統計模塊：如圖7所示，該模塊主要有兩種統計模式，一種是根據裝卸油地點來統計全部或單個地點的拉油數據；另一種是根據拉油車號來統計全部或單個車號的拉油數據。同時打印輸出拉油統計報表。

圖7 裝油數據統計界面

提交模塊：如圖8所示，該模塊主要是顯示尚未提交的新增拉油數據、上次提交情況及網絡服務器地址；啟動數據提交程序，將新增數據傳輸到網絡數據庫中。

圖8 裝油數據提交界面

維護模塊：如圖9所示，該模塊主要是實現裝卸油數據庫的備份、恢復、批量刪除等維護功能；實現裝卸油地點選擇庫及車號、車型、容積選擇庫的增、刪等維護功能。

2.2 系統網頁端功能設計與實現

冀中地區集中拉油計量管理系統網頁端采用Dreamweaver編輯HTML，使用ASP腳本作為一個Web服務器端的開發環境，ASP采用腳本語言VBScript作為自己的開發語言。主要用于管理者查詢集中拉油計量數據及打印各級管理部門報表。

圖9 裝油數據維護界面

3 現場應用

目前，該管理系統在華北油田冀中地區12座集中拉油點現場安裝應用，主要分布在廊坊、霸州、任丘與河間等工區，歷時一個月調試后系統正式上線，具體安裝情況展示如下：

圖10為車牌識別一體化攝像頭安裝情況，攝像頭采用嚴格標準的防爆攝像頭，應用紅外采集技術，穿線鋼管采用鍍鋅鋼管，攝像機軟管部分采用防爆軟管，攝像頭與防爆箱均接地。

圖10 車牌一體化攝像頭安裝

圖11為車牌一體化攝像頭調試界面，采用高清影像識別技術，圖中紅色線圈為攝像頭識別區域，綠色線為攝像頭水平識別檢測線，黃色線圈為車牌識別區域。

圖11 車牌一體化攝像頭調試界面

圖12為通訊傳輸設備GPRS藍迪模塊，藍迪模塊采用485數據輸入，GPRS無線輸出，實現拉油計量數據的傳輸與通訊。

圖12 通訊傳輸設備GPRS模塊

從現場運行情況來看，系統數據傳輸迅速，響應及時，真正實現了原油交接數據從原油交接站點開始的全過程網絡化管理，使上級主管部門能夠通過網絡及時、準確地獲取有關原油交接的最新數據。例如一輛拉油車輛的數據采集、錄入、傳輸、存儲，由以前的5～10 min操作時間，縮減到1 min，工作效率提高了近60%。

網絡查詢系統中原油交接數據自動對比功能的實現，對于及時發現原油交接過程中收、發油量的誤差情況，避免原油運輸中途丟失起到了非常明顯的作用，同時還大大提高了原油交接工作的現代化管理水平。

4 結束語

集中拉油計量管理系統操作簡單，利用該系統實現了各油氣運銷單位數據的集中監控、統計、分析、管理，各級管理人員能夠及時、直觀地掌握最新的油氣庫存及運銷動態，實現了油氣運銷業務合理調配和集中調控，極大地減輕了人員工作量，提高了運銷業務管理水平。集中拉油計量管理系統是拉油點數字化建設所邁出的重要一步，具有非常廣闊的應用前景。