数字化油库信息管理的系统方案

摘要：随着油库自动化建设的全面推进和深化应用，形成了油库生产运行各方面大量的数据资产，数字化油库综合信息管理系统成为整合、分析和应用这些数据的平台。本文介绍了数字化油库综合信息管理系统的关键技术，对系统功能设计做了详细说明，并对系统的应用效果进行了总结。

关键词：数字化；油库管理；实时数据；集成

引言

近年来，油库的自动化建设力度不断加大，油库在收、发、存及安全等各环节实施了程度不等的自动化系统，在一定程度上减轻了工作强度，提高了工作效率和油库安全管理水平。但不同设备和系统之间的信息没有整合，无法提供统一的油库收、发、存、安全等作业的集中监控，管理人员无法实时掌握油库作业情况，缺乏统一、先进的安全监管手段，各类系统不能对油库的运行进行有效分析并对管理人员的决策提供数据支持。数字化油库综合信息管理系统（以下简称“系统”）主要思想是：以对油库基本设备设施及作业方式的自动化改造为基础，依托油库控制网络和信息网络一体化构建，集成油库的工艺、消防、安防、设备等的现场实时数据，借助专业的大数据建模和数据分析技术，对油库进行运行监控、安全预警、操作规范性评价和数据分析应用，实现对油库安全生产运行的监控和管理。

一、系统的关键技术

1.1实时数据采集技术

各类测量数据的实时采集是实现油库数字化的基础，在整个油库运行过程中，数据信息包括罐区数据、收发作业数据、消防系统数据、设备数据是分析运行情况的核心，实时数据采集系统采用了当今先进的并行计算技术和分布式系统架构，对海量数据进行实时采集和高效数据压缩以及长周期存储，同时提供高速的实时、历史数据查看服务。

1.2ECharts图形化数据分析技术

该技术提供商业级数据图表功能，可为用户提供可视化、可交互、高度个性化定制的数据图表综合分析服务。创新的拖拽重计算、数据视图、值域漫游等特性大大增强了用户体验，赋予了用户对数据进行挖掘整合的能力。

1.3面向服务的架构（SOA）技术

面向服务架构是一种粗粒度、松耦合的服务架构，服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型，可以根据需求通过网络对应用组件进行分布式部署、组合和使用，它将帮助企业系统架构者以更迅速、更可靠、更具重用性地搭建整个业务系统架构。

1.4系统高可用性技术

通过OracleRAC实现应用服务器的负载均衡和双机热备，通过Windows2012自带的故障转移群集实现实时数据库的双机热备，两台主机同时运行各自的服务工作且相互监测情况，当任一台主机宕机时，另一台主机立即接管它的一切工作，保证系统不中断，应用服务系统的关键数据存放在共享存储系统中。

二、系统功能设计

2.1功能架构

系统通过采集油库的工艺、消防、安防、设备、收发油作业、报警、质量分析等数据，建立集成、统一的生产数据平台，涵盖油库作业整个流程的数据，形成油库收、发、存及安全监控的大数据，借助专业的大数据建模和数据分析技术，为油库管理部门对所属油库进行实时运行监控、运行操作规范性评价、设备预防性维护管理等业务需求，提供一套监控预警平台和数据综合分析系统。该系统体系架构分为3层，分别为基础层，应用层和展示层。基础层由现场的储运自动化系统、消防/安防监控系统和油气回收系统组成，实现作业控制、安全防范与数据采集；应用层由生产运行数据平台、运行监控、设备监控、消防/安防监控、管线监测、报警管理、储罐分析、收发油分析和量化考评组成；展示层为综合展示模块，对油库的宏观运行数据进行可视化展示。整个系统采用B/S架构，具有易用性、兼容性和直观性等特点。

2.2技术架构

系统采用通用的三层架构模型，分别是数据访问层、业务逻辑层和表现层。数据访问层通过封装数据访问接口实现与Oracle数据库和OpenPlant实时数据库的访问，业务逻辑层包括业务逻辑接口、业务逻辑实现和业务逻辑工厂三大部分，表现层通过EXTJS、JQUERY、Javascript等脚本语言，与Echart图表控件以及ASP.NET实现数据的展示.系统前端可视化展现采用基于.NET最新的可视化开发平台进行开发，采用基于数据仓库的数据抽取转换、数据动态互联和数据挖掘技术，基于HTML5的动态图形化展示技术，基于SignalR的Web实时数据展示技术，基于SOA的WebService数据交互技术。

2.3系统功能设计

数字化油库综合信息管理系统的功能模块如下：2.3.1生产数据平台。生产数据平台包括实时数据库与关系数据库，实时数据库集成各个油库的SCADA数据源，以2秒的周期采集实时数据，形成统一完整的实时数据平台，对数据进行存储与管理，具备海量数据处理与存储的能力，提供数据备份、恢复及存档功能，具有高可用性。关系数据库存储各类配置信息、与其他系统集成的数据以及系统运行产生的各类数据。两个数据库协同工作，组成一个统一、完整、高效的生产数据平台，为远程监管、集成分析和决策指挥提供数据基础，提升大区销售公司的可视化管理水平。2.3.2运行监控。以工艺流程图的方式，形象直观地展示各油库油罐计量、汽车零发油、铁路装车、水路发运、管线收发油等业务的实时状况，装车流程图上集成发油岛监控视频，帮助各级管理人员实时掌握各下属油库运行状态。2.3.3消防/安防监控。以消防管线的总貌图和安防平面图形式，显示消防水罐（池）液位、高低液位报警、管线压力、温度、阀门阀位、机泵状态、冷却水系统状态、泡沫系统状态、火灾报警控制器状态和可燃气体报警信息。2.3.4报警管理。预先定义油库各类报警规格和报警点，包括油库过程参数报警，设备故障报警，手动按钮报警，光纤光栅感温报警，火焰探测报警和可燃气体探测报警。系统实时检测报警的发生，当报警发生时，系统向用户实时提示报警并展示报警信息，提供报警信息的历史查询和统计分析功能。2.3.5设备监控。建立各油库的设备台账，通过建立设备运行状态监控模型，绑定关联设备的运行数据，重点实现泵的启停状态和阀门的开度等实时监控、故障预警与故障分析。2.3.6管线监测。实时采集各油库管线压力数据，以趋势图的形式，在系统平台进行统一展示，经过预先配置好的管线压力模型实时计算压力变化趋势，与管线设计压力、泄压保护值等参数进行实时对比，当运行压力或压降超过标准值时，自动发出管线泄漏报警。2.3.7储罐分析。通过实时采集储罐的液位、温度、密度等数据，结合储罐的直径、高度、容积表、浮盘高度及进出管线直径等所有静态信息，经过科学的公式计算与数据建模，采用可视化分析、数据挖掘算法与预测性分析等大数据分析方法，对储罐液位、库存、温度、流速、浮盘升降速度及油品泄露情况等进行全面综合的分析与预警，为罐区管理和收发油作业管理提供及时、准确的数据支撑，提升罐区监控和管理水平，有效促进收发油作业规范有序进行。2.3.8收发油分析。实时采集各油库公路发油岛、铁路栈桥的收发油数据，包括每一次收发油的起止时间、收发油量，按日/月/年统计各发油岛的累计发油时间、累计发油量，并计算发油岛的利用率。2.3.9量化考评。根据油库运行评价方法，梳理考核指标与计算方法，构建油库综合考核评价体系，定期对各油库进行量化考核。2.3.10综合展示。通过集成各油库库存变动、计划完成、出库统计、报警、收发油作业状态、收发油统计数据、绩效考核结果数据等信息，以驾驶舱、仪表盘、柱状图、曲线图等图形化展示方式，对油库的运行数据进行综合展示。

三、系统应用效果

本系统的建设和应用实现了管理部门对所属油库运行情况的远程集中监控，及时了解各油库运行情况；集中管理各油库工艺及设备预警和报警信息，同时为设备的预防性维护提供数据支撑；实现油库运行数据的大数据分析应用，优化油库运行管理；实现油库绩效KPI自动计算，为油库运行评价及量化考核提供了实时全面的数据信息

3.1建立集成的数据平台

建立完善的生产运行、消防安防实时数据库，做到所有过程数据均集成到实时数据库，可以进行相应检索与查询，实现了数据共享，可以为管理部门提供实时的生产数据、化验分析数据和气候数据，供管理人员分析使用。

3.2提高油库的安全运行水平

系统实现了各油库的生产数据集中管理，提高了对作业过程的监控和分析处理能力，为油库管理部门提供了新的管理方式，加强了管理力度，提高了安全预警水平。

3.3提高管理水平，实现科学管库

系统为油库管理提供了先进的管理理念，实现了对油库生产运行、安全生产、安防系统管理的高效管理和优化控制，系统建立了准确的报警信息数据库，可以实现查询、统计、分析等功能，结合油库的管理模式，可以对储罐、输油泵、消防泵的运行状态和报警信息进行监控，为相关的紧急预案演练、事故处理、生产决策等管理行为提供所需的数据。

四、结束语

数字化油库综合信息管理系统为实现油库集中统一监控管理提供了有效的手段，大大提升了油库的精细化管理水平。该系统采用了先进的数据集成和综合处理技术，解决了集团性油库企业对下属油库实现实时统一监控管理的迫切需求，消除了各油库相对封闭的信息化短板，实现了信息集成和共享。该系统软硬件架构设计稳定可靠，功能应用设计涵盖油库主要业务，技术方案具备良好的二次开发能力和可拓展性，在国内油库管理企业和单位具有很好的推广应用前景。

作者:曹巍 刘亚儒 侯岩松 乔学军 单位:北京中油瑞飞信息技术有限责任公司 北京中智软创信息技术有限公司