智能化技术在石油库中的应用

陈良兴

〔中国石化福建石油分公司 福建福州 350001〕

自从出现工业4.0理念以来，在世界范围内迅速引发第四次工业革命的讨论，石化行业近年也陆续展开“智能工厂”、“智能管道”等智能化项目，以提升综合竞争力，并希望通过信息技术的手段进一步实施“减员增效”的战略。

伴随着石油库的不断发展，油库设备设施的数字化建设已经比较先进，但在业务及办公软件管理方面的建设还比较薄弱，迫切需要建设一套技术先进，符合当前管理和发展需要的信息平台，实现部门之间数据共享、专业系统之间互联互通，以增强协作。

在当前智能化管理浪潮下，建设一个体现油库特色、功能丰富、且高效实用的智能化信息平台，对企业降耗节能、提高经济效益有重要意义。

1 系统实现目标

优化重构作业流程体现“以人为本”理念,利用集成技术实现各专业系统间信息的互融互通，强化库区自动化、智能化设备设施的应用，从而构建具备“业务监控、智能控制、综合应用、智能分析”能力的智能化油库。

系统实现目标如下：

(1)界面美观化，使用图片形象显示油库各种业务的实时情况，更加有效地实现对油库业务的管理和监控。

(2)整合ERP、发油系统、门禁、铅封管理系统信息资源，实现自助发油；通过液位数据关联、密度自动采集、技防系统应用实现发油过程的安全保障和效率提升。

(3)引进智能终端巡检系统，提升巡检质量，规范巡检作业。

(4)建立统一的应用系统管理平台，实现各专业系统之间的信息互融互通，解决信息孤岛问题。不同业务的基础数据做到一次录入，跨部门、跨业务系统重复使用。

(5)通过信息网络平台，提高信息统计和分析的水平，为领导提供准确、实时的预测和决策的辅助支持。

(6)提供完善的信息交流机制，方便公司、油库、各部室及员工之间日常办公及业务信息的交流和管理，实现无纸化办公、远程办公、异地办公。

(7)建立统一的公共基础平台，提供各种应用支撑能力，如用户管理、数据管理、消息与协作和数据互通等能力。

(8)建设其它符合智能油库发展的配套软硬件。

2 系统建设原则

系统的建设应体现先进性、可靠性、实用性、安全性、易可扩展性等原则。

(1)先进性。应当采用当今主流技术，既要考虑应用平台和工具的先进，更要考虑系统结构和应用设计的先进性，以适应宏观上业务管理、发展规划和微观上事务办理的需求。

(2)可靠性。系统设计应采用成熟、稳定、可靠的软件技术，保证系统在大数据量、高并发的情况下长时间不间断地安全运行。在断网情况下，不能影响油库的正常业务操作。

(3)实用性。根据业务需求和业务流程，从方便用户使用的角度进行系统设计、功能和模块划分。工作流程设计要求简捷流畅，能适应工作流不稳定和突发事件等各种现实情况。

(4)安全性。系统建设要符合用户对信息安全管理的要求，建立完善可靠的安全保障体系，对非法入侵、非法攻击和网络计算机病毒应具有很强的防范能力，确保系统具有严格的身份认证功能，并有相应的技术手段对数据安全和操作安全加以保护。

(5)可扩展性。在系统设计时要考虑到新技术、新产品出现时对本系统的兼容性；当业务需求、外部环境发生变化时，可以扩展系统的功能和性能。软件设计要简明，各功能模块间的耦合度小，以适应业务发展需要，便于系统的继承和扩展。

3 系统主要功能

建设一个灵活适用、稳定可靠的应用系统，关键在于系统良好的基础应用平台，其要为应用系统开发提供各种公共集成通用组件，可根据用户需要灵活选取，通过简单配置即可实现应用。基础应用平台的数据是整个应用系统的基础，所涉及到的都是系统公共数据，这就要求平台对各系统提供明确的系统接口，以便达到系统统一。而且大部分公共数据需要实行数据分发，以确保油库业务应用系统可正常操作。主要模块功能参考如下：

3.1 自助发油

IC卡自助发油系统通过实现入口车辆的安检、司机的自助验单提油、台位的自动分配等功能，实现司机自助验单及选择需要发油的品种、数量。对入库提油的车辆和提油司机的信息进行检查备案。实现系统自动分配台位和油品信息的自助查询功能，司机随时可以了解IC卡上油品种类、余额等信息。

3.2 智能巡检

采用3G或4G通讯技术实现智能输入终端和管理机间的通讯，解决现场数据采集、巡检项目的真实确认，具有完善统计及报表功能、网络查询功能，有力解决巡检不到位问题。

3.3 业务监控

采用较为直观的图像界面，动态跟踪收发油各环节的调度计划、作业安排、油罐检尺、质量检验、指令单等业务流程，使公司领导更加便捷直观地了解油库的作业运作情况。

3.4 计量管理

实现量取油高、水高、油温后，自动得出VCF值，标准密度、体积修正值，油水总容积、水容积、净压力容积、净油容积等数值，自动计算出本次存油量，并得出油罐的帐存数据和库存数据以及当天的损溢量，并自动统计出各油库的油罐动态溢耗表和油库损溢报表。计量管理系统可以规范各油库的计量行为，有效地监控各个作业环节，减少数质量方面的问题。

3.5 帐务管理

实现根据“计量系统”录入的数据开出各种单据，直接打印给客户；由系统自动检索并提示当天的帐务单据数据与收发油数量是否相等；系统自动统计出日报、月报、动态帐等报表。账务系统将全面管理整个公司油品物料的进、出管理，提升油品储运的综合管理水平。

3.6 化验管理

实现对油样化验进行全过程管理，对项目名称、质量指标、实测结果、分析方法、结论等化验环节进行实时监控。为调度管理提供准确的化验数据，便于管理人员综合调配油品，减少中间损耗。

3.7 HSE管理

实现对公司安全环境部和各油库HSE管理部门的HSE规章制度和HSE活动的管理，包括特殊作业管理、HSE管理台帐、管理制度、应急管理、计划总结等。对整个仓储分公司的HSE安全管理实现有效的监督，通过设立HSE网上台帐，使公司能有效监控到油库的安全管理的方方面面，促进油库达到安全生产的要求。

3.8 设备管理

实现设备日常管理，如：工作日志、完好率统计、专项活动、检查整改、定期检查、设备运行记录、自控设备巡检记录、设备润滑记录、设备检定记录、设备检维修记录、维修计划等；实现设备台帐、设备报障、备配件管理等功能。对公司所有的设备从建设、投用、运维、维修、报废等一个生命周期进行有效的管理，为提高设备的完好率、缩短维修周期、延长使用寿命提供有效的科学数据和有效的监控手段。

3.9 综合展示

实现SCADA、消防系统、周界报警系统、火灾报警、可燃气体报警系统、发油系统的实时数据采集；实现SCADA系统，消防系统，周界报警系统，视频系统，火灾报警，可燃气体报警系统实时数据的综合展示。

4 系统架构

4.1 网络拓扑图

网络拓扑图见图1。

图1 网络拓扑图

仓储数据中心与各油库数据中心组成分布式数据库。此结构的数据库有以下特点：

(1)数据独立性与位置透明性。每个油库的数据是相对独立的，不受其他油库数据库的影响。当某个位置的数据库发生问题时，其他位置的数据库可以保持正常工作。分布的透明性可以使应用程序保持一致，当数据从一个场地移到另一个场地时不必改写应用程序，当增加某些数据的重复副本时也不必改写应用程序，数据分布的信息由系统存储在数据字典中。

(2)集中和节点自治相结合。数据库是用户共享的资源。数据的共享有两个层次：一是局部共享，即在局部数据库中存储局部场地上各用户的共享数据，这些数据是本场地用户常用的。二是全局共享，即在分布式数据库的各个场地也存储可供网中其它场地的用户共享的数据，支持系统中的全局应用。因此，相应的控制结构也具有两个层次：集中和自治。在该业务系统中，权限数据、基础数据、公共数据由集中式管理；发油数据等各个业务操作数据由各油库自治。

(3)支持全局数据库的一致性和可恢复性。仓储数据中心的数据库结构与各油库数据中心的数据结构一致。随时可恢复任一油库的数据库，从而使油库的业务保持正常运行。

4.2 开发模式

在公司配置一套B/S架构系统，同时在各个油库下也配置一套相同的B/S结构系统,油库使用自己的一套系统负责各自的油库业务操作,既可实现在断网的情况下也不影响油库的正常作业,并且油库可直接访问公司B/S架构系统。由于仓储公司与各油库之间采用星形网络结构，所以各油库与仓储公司的访问互不影响。

公司用户访问公司的web服务器，油库用户既可以访问油库的web服务器，又可以访问公司的web服务器；油库操作业务数据时访问的是油库本地web服务，这样既可以实现公司对油库的业务监控，又可以实现在断网的情况下不影响油库的正常作业。

4.3 数据同步

由于采用了分布式数据库系统，如何使仓储数据中心的权限数据、公共数据、基础数据准确快速的发送到各个油库数据中心；而各个油库数据中心的业务数据实时的传输到仓储数据中心，实现双向数据通信的模式是系统的关键问题。

将仓储数据中心需求的权限数据、公共数据、基础数据准确快速的发送到各个油库数据中心；而各个油库数据中心需要将业务数据实时传输到仓储数据中心。在该需求中，不需要把某个油库数据改变的数据同步到其他的油库数据中。

在仓储数据中心对各个油库数据中心的数据传输模式中，由于数据量大，而且需要采用参数化筛选器，用于筛选出不同油库的数据，然后分发给不用的油库数据中心；建议分别设立发布服务器和分发服务器，这样可以更高效率的传输数据。

在各个油库数据中心对仓储数据中心的数据传输模式中，系统只发布本油库的数据，数据量相对比较少，可以采用发布服务器与分发服务器共用的方式，以节省经济开支。

5 结语

随着中国经济的飞速发展，对石油需求不断增加，石油作为一种战略资源，长期以来一直是影响世界政治和经济发展的重要因素之一。近年来油田开发、油气储运等基础设施建设加快发展，如何更好地利用新型的智能化技术为石油库运行注入新鲜血液，必定是每个石油人下一步思考的重点。