综合集成控制网关在加油站安全管控中的应用

王伟峰 吴 昊 李复智 刘 飞

〔1军需能源质量监督总站西安质量监督站；2军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所；3联勤保障部队兰州储供基地战勤部〕

近年来，物联网技术在加油站信息化建设中的应用不断深入，加油站信息系统不再只是单一的电子记账软件，而是将业务管理、保障作业、感知控制和安防监控有机融合，初步实现物-物互联，解决加油站油料库存、收发和消耗数据的实时掌控与安全监管问题，达到了供应票证电子化、手续办理规范化、库存资源可视化、统计核算自动化、安全管控智能化的建设目标。随着加油站多种自控设备的接入，网络安全、信息保密、数据融合和软硬件兼容的问题也接踵而至，甚至成为阻碍“物联网工程”在加油站推广的瓶颈。为此，研发人员结合多年来致力于加油站信息化建设的研究与实践取得的丰富经验，依据物联网建设的实际需求和加油站业务管理的需要，开发了一款用于加油站自控网络安全管理和数据集成融合传输的、能与“物联网工程”系统无缝对接的综合集成控制网关，较好地解决了“物联网工程”落地“最后一公里”的问题，取得了很好的实效。

1 综合集成控制网关的构成

综合集成控制网关作为加油站信息化建设的中枢设备，连接加油机、油罐液位测量系统、ETC车卡识别系统、视频监控系统、周界入侵报警系统和上级机关监控管理平台等，并能通过数据集成中间件与“物联网工程”加油站业务管理系统进行数据交换，进而与“物联网工程”其他业务系统实现信息传输。综合集成控制网关的构成主要分为硬件和软件两部分。

硬件包括综合集成控制网关主机和显示器、票据打印机等外围设备。

软件包括“物联网工程”系统数据集成中间件、综合集成控制系统、通讯接口等。

综合集成控制网关之所以是加油站信息化建设的中枢设备，主要是其通讯接口处于信息核心地位。这包括网关与加油机主板、液位测量系统、ETC设备、视频监控系统、周界入侵报警系统等加油站各自控设备之间的接口和与上级机关监控管理平台之间的接口。接口采用WebService技术，符合行业《加油站IC卡加油系统接口要求》，实时将“物联网工程”需要的加油记录等关键业务数据通过数据集成中间件上传至“物联网工程”加油站业务系统数据库，并将加油记录、视频监控、液位测量、车辆进出场、周界入侵等数据实时传送至上级机关监控管理平台。

2 综合集成控制网关的功能特点

综合集成控制网关内嵌综合集成控制软件系统，包括加油监控、液位监测、视频监控、车辆管理、周界入侵、数据接口等六个功能模块，实现一台设备集中管理控制加油站自控设备的功能。网关软件重点解决了将供应数据上传至加油站业务系统以及加油站保障作业中的安全管控问题，改变了以往加油站各自控系统孤支一摊、独立运行，老旧加油机改造难、维护成本高、IC卡接口不规范不配套的问题。

综合集成控制网关支持TCP/IP通信协议，数据存储采用Oracle 11g数据库，加油流程符合“物联网工程”建设要求，严格按照相关接口要求进行研发，与多家主流品牌加油机实现即插即联。其功能结构见图1。

图1 综合集成控制网关的功能结构图

3 综合集成控制网关各功能的实现

综合集成控制网关包含六个功能模块，各模块功能是通过实施分步控制的方法实现的。

3.1 加油监控

IC卡加油系统由符合“物联网工程”标准的加油机、“物联网工程”加油卡和加油监控软件组成，主要实现卡机联动、受控加油、联机加油、脱机加油、非卡加油、车卡对应加油、非车卡对应加油等功能。加油监控功能包括控制软件数据通信、加油卡信息读取显示、车辆加油实时数据显示、车卡对应控制、黑名单控制、受控加油、预置加油量控制、加油枪参数设定、加油流水采集和查询、加油凭据打印和查询等。加油控制原理见图2。

图2 加油控制原理图

加油站现存的不符合“物联网工程”标准的IC卡加油机，可通过更换加油机主板并加装IC卡加油控制盒的方式进行改造，改造方案通过防爆认证确保安全，从而降低新购IC卡加油机的成本。

3.2 液位监测

油罐液位监测原理见图3。

图3 油罐液位监测原理图

油罐液位监测是采用磁致伸缩液位仪和储罐监控仪替代人工测量油罐内油高、水高、温度、密度等参数的监测方法，与传统手工测量相比，具有精准、快捷的特点，可同时密闭检测多个油罐液位参数，并通过网络实现本地或远程查看，以减少劳动强度和环境污染，提高工作效率。以MET-I-J型号为代表的磁致伸缩液位仪和以SKGK-300型号为代表的储罐监控仪，经受住了高原、寒区、戈壁、沙漠等恶劣环境的考验，表现出了良好的性能。

3.3 视频监控

视频监控系统由硬盘录像机、监控摄像机、云台控制设备等组成。通过集成建设的视频监控软硬件系统实现视频信息网上传输并与上级机关监控管理平台连接，形成多级综合管理的视频监控网络。每个加油站点主要由前端摄像机、报警器、嵌入式硬盘录像机和显示器等部分组成。在加油站监控值班室配置一台嵌入式硬盘录像机，能够实时查看任意一台摄像机的图像信号和检索以往的录像资料，并能实现对前端摄像机的云台镜头控制和信息的存储传输，达到监控图像集中管理的目的。视频监控系统原理见图4。

图4 视频监控系统原理图

3.4 车辆管理

车辆管理由ETC天线、门禁系统和加油站车辆管理系统组成。在加油站进口安装ETC天线、地感线圈、道闸等设备，ETC天线与综合集成控制网关和门禁系统进行数据通信，ETC天线将采集的车辆信息传至综合集成控制网关和门禁系统，综合集成控制网关对数据进行解码、分析、存储，并上传至上级机关监控管理平台。该系统与加油监控系统联动，实现车卡对应加油。门禁系统控制道闸实现车辆进出控制。

加油站ETC车辆管理系统原理图详见图5所示。

图5 ETC车辆管理系统原理图

3.5 周界报警系统

周界报警系统原理见图6。

图6 周界报警系统原理图

采用静电感应电子围栏报警系统，由探测线、现场探测器和报警主机组成，可24 h不间断防范周界。一旦有人试图翻墙出入，铺设在介质上的探测单元能够立即感应到入侵信号，并及时将入侵信号传输到机房的报警主机，经过报警主机的分析处理转为报警信号，并联动声光报警器对入侵人员起到震慑制止作用，报警主机输出开关量信号与视频监控系统，实现现场视频联动。系统能抗击电磁及无线电干扰，有极高的探测灵敏度和非常低的误报率，并具有能在恶劣环境下稳定工作、使用寿命长、易于安装维护、故障率低等优势。

3.6 上级机关监控管理平台

综合集成控制网关就如同一座桥梁，打通了上级机关业务部门与加油站一线业务场景的联系，是加油站“物联网工程”建设的核心设备，是实现加油站物-物互联的枢纽。上级机关只需访问监控管理平台就能达到管控目的。上级机关监控管理平台通过网关实时同步各类保障数据(包括加油站单位信息、油料存储和消耗量、视频监测数据、液位监测数据、加油记录数据、车辆出入数据等)，实现各类油料保障数据的集中存储、查询、统计、汇总，并生成相关图表供机关管理人员辅助决策。平台采用先进成熟的软件开发工具Visual Studio 2017和.net+MVC框架JavaScript作为辅助语言进行开发，并配套使用了Oracle 11g数据库。

4 结语

研发人员基于加油站加油监控，液位检测、视频监控、车辆管理、周界报警以及上级机关监控管理平台等六个模块开发的加油站综合集成控制网关的应用，有效地解决了制约加油站深化开展“物联网工程”建设的瓶颈问题，是“物联网工程”落地生根于加油站的必然产物，为“物联网工程”在加油站的全面普及奠定了技术基础，也为油料安全管理和科学决策提供了有力支撑。