梁偉 陳酥政

[摘 要] 闡述了煉化物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和在企業(yè)中的應(yīng)用情況，提出了煉化物聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)的目標(biāo)和設(shè)計原則，規(guī)劃了平臺的系統(tǒng)架構(gòu)、業(yè)務(wù)模型、信息模型和技術(shù)架構(gòu)。

[關(guān)鍵詞] 煉化物聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)定位；安全管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 15. 025

[中圖分類號] F279.23 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）15- 0070- 03

1 引 言

煉化物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在煉化企業(yè)中的應(yīng)用，由于煉化企業(yè)生產(chǎn)的特殊要求，煉化物聯(lián)網(wǎng)與一般的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在安全性、可靠性以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等方面有很大不同。煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要作用是通過為企業(yè)的裝置、設(shè)備和廠區(qū)周界等現(xiàn)場安裝數(shù)據(jù)自動采集、監(jiān)控、射頻等感知設(shè)備，實時采集裝置、設(shè)備、物流、人員各項現(xiàn)場數(shù)據(jù)和信息，提升煉化企業(yè)數(shù)據(jù)自動采集率和完整率，搭建統(tǒng)一的物聯(lián)數(shù)據(jù)平臺，為上層信息系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)運行可視化、安全預(yù)警自動化、管理決策系統(tǒng)化提供可靠的現(xiàn)場數(shù)據(jù)支撐。

2 煉化物聯(lián)網(wǎng)的定位與功能

煉化物聯(lián)網(wǎng)與普通的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有很大差別，差別在于煉化企業(yè)是高危行業(yè)，其物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計有其必須遵守的原則與目標(biāo)。

2.1 設(shè)計原則

2.1.1 可靠性

煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為未來煉化生產(chǎn)的核心數(shù)據(jù)平臺必須具備良好的可靠性，在應(yīng)用設(shè)計時，不僅要充分考慮到各個層級的可靠性，而且要確保數(shù)據(jù)層面、功能層面和應(yīng)用層面的可靠性，使業(yè)務(wù)暢通無阻，從而保障整體系統(tǒng)的可靠性，減少因系統(tǒng)原因?qū)е碌臒o法正常工作等現(xiàn)象。

2.1.2 可擴展性

在進行煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計時，不僅需要考慮如何與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成，還要充分考慮系統(tǒng)在實施過程中出現(xiàn)新的應(yīng)用需求的情況。

2.1.3 開放性

煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須具備開放的外部接口模塊，便于與其他應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的集成。

2.1.4 安全性

煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要注重系統(tǒng)安全體系的建設(shè)，采用的設(shè)備和技術(shù)要符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證系統(tǒng)的整體安全性，保證信息安全和生產(chǎn)安全。

2.2設(shè)計目標(biāo)

（1）提高企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的感知能力，并通過煉化物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)場綜合數(shù)據(jù)庫進行存儲和應(yīng)用，為煉化企業(yè)信息化整體建設(shè)和應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

（2）完善企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)為依托，并進行適度拓展，同時建設(shè)企業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，通過有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合應(yīng)用，將數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋到全廠區(qū)范圍，為現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)提供穩(wěn)定可靠的傳輸通道。

（3）以煉化物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備、感知技術(shù)及現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在應(yīng)用層搭建典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，解決的核心問題是加強煉化企業(yè)現(xiàn)場操作管控和廠區(qū)安全管控能力。

2.3 煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)定位

將信息系統(tǒng)及相關(guān)的設(shè)備和數(shù)據(jù)由下向上分為基礎(chǔ)層、操作執(zhí)行層、生產(chǎn)運行層、經(jīng)營管理層和決策管理層。煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)處于操作執(zhí)行層，起著承上啟下的重要作用。向下主要采集基礎(chǔ)層的各類現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、人員安全數(shù)據(jù)、巡檢業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)和倉儲統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，通過建設(shè)統(tǒng)一的現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理平臺，為上層生產(chǎn)運行層等各專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)支持。

2.4 總體功能

煉化物聯(lián)網(wǎng)功能架構(gòu)共分三層，包括采集層、傳輸層、應(yīng)用層。各個層次的主要內(nèi)容包括：

（1）采集層主要包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、倉儲數(shù)據(jù)、設(shè)備信息等四大類信息的采集。

（2）傳輸層主要包括覆蓋企業(yè)全廠區(qū)范圍的傳輸網(wǎng)絡(luò)，包含有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理三個子模塊。

（3）應(yīng)用層包括現(xiàn)場監(jiān)測與管理、安全防范管理、綜合應(yīng)用、系統(tǒng)基礎(chǔ)管理。

2.5 分層功能

2.5.1 采集層功能

采集層的主要功能目標(biāo)是實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的全面采集，針對煉化企業(yè)生產(chǎn)工藝復(fù)雜、數(shù)據(jù)類型和設(shè)備種類多的特點，使用合適的感知技術(shù)和感知設(shè)備，建立不同的感知系統(tǒng)，將采集到的數(shù)據(jù)和信息通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫和視頻數(shù)據(jù)庫等多種數(shù)據(jù)庫中，支持上層各業(yè)務(wù)功能模塊的應(yīng)用。主要功能包括安全數(shù)據(jù)采集、倉儲數(shù)據(jù)采集、設(shè)備信息采集等。

2.5.2 傳輸層功能

煉化物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的基本功能是聯(lián)接上層應(yīng)用層與下層感知層，將采集層設(shè)備采集的數(shù)據(jù)傳輸至上層應(yīng)用平臺。主要功能包括無線接入、移動接入、準(zhǔn)入控制、加密傳輸、運行監(jiān)控、記錄審計等。

2.5.3 應(yīng)用層功能

廠區(qū)人員安全管理模塊是根據(jù)廠區(qū)人員攜帶的定位終端實時回傳的定位信息，對廠區(qū)內(nèi)人員位置進行在線顯示，并通過異常報警、人員位置搜索、軌跡回放等功能，及時了解人員的安全狀態(tài)，以及在進行救援時提供指導(dǎo)和幫助，實現(xiàn)廠區(qū)人員的安全管理。主要功能包括人員定位、人員異常報警、電子圍欄進出管理、定位終端管理、基礎(chǔ)信息維護等。

3 煉化物聯(lián)網(wǎng)安全管理業(yè)務(wù)流程

3.1 巡檢人員安全管理流程

巡檢人員在外出巡檢前領(lǐng)取并佩戴定位終端。巡檢過程中終端實時回傳人員的位置信息及報警信息，安全管理人員可通過上述信息及時掌握現(xiàn)場人員安全狀態(tài)及人員所在位置，在有危險發(fā)生時確保救援工作展開的及時性和準(zhǔn)確性。巡檢結(jié)束后將終端放置在指定位置即可。

終端發(fā)放階段是指巡檢人員在進行巡檢之前需要到指定位置領(lǐng)取定位終端，然后通過讀卡器掃描定位終端和門禁卡的方式將人員信息與所攜終端進行綁定，正確佩戴后開始巡檢工作。

巡檢人員安全管理階段是指巡檢人員進入廠區(qū)進行日常巡檢，安全管理人員通過終端返回的坐標(biāo)及報警信息了解人員的位置及安全狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生報警時，安全管理人員根據(jù)報警內(nèi)容進行相應(yīng)的操作：如果報警信息為人員異常，通過對講機聯(lián)系報警人員，若能取得聯(lián)系，則詢問現(xiàn)場情況以及是否需要救援；若無法取得聯(lián)系，則安排相關(guān)人員去現(xiàn)場進行救援；如果報警信息為終端異常，則通過對講機告知巡檢人員，巡檢結(jié)束后再進行故障處理。通過以上方式保障巡檢人員安全。

終端歸還階段是指巡檢工作結(jié)束后，巡檢人員解綁定位終端，解綁方式為用讀卡器再次掃描定位終端和門禁卡，在系統(tǒng)后臺點擊解綁。若在巡檢過程中被告知終端有異常則將終端交給安全管理人員進行回收，若未被告知終端異常則在解綁后放置在充電底座上進行充電。安全管理人員定期查看報警處理狀態(tài)，對于報警但未處理的異常終端進行回收。

3.2 外來人員安全管理流程

外來人員在取得入廠證進入廠區(qū)進行作業(yè)前先到屬地單位領(lǐng)取定位終端，作業(yè)期間全程佩戴，遇到異常情況利用終端一鍵報警。若無危險情況，作業(yè)結(jié)束后歸還定位終端。

終端發(fā)放階段是指外來人員在進入廠區(qū)作業(yè)之前需要先到屬地單位領(lǐng)取定位終端，安全管理人員將進入廠區(qū)的人員身份信息與定位終端進行綁定，并指導(dǎo)外來人員正確佩戴。

外來人員安全管理階段是指外來人員佩戴定位終端進入廠區(qū)進行作業(yè)，安全管理人員通過人員安全管理系統(tǒng)實時了解人員安全狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生報警時，安全管理人員根據(jù)報警內(nèi)容進行相應(yīng)的操作：如果報警信息為人員異常，則安排人員去現(xiàn)場進行救援；如果報警信息為電子圍欄闖入，則通過廣播提醒相關(guān)人員及時撤離危險區(qū)域；如果報警信息為終端異常，則通過系統(tǒng)記錄，待佩戴人員歸還終端時進行處理。

終端歸還階段是指外來人員作業(yè)結(jié)束后，歸還并解綁定位終端，若系統(tǒng)記錄終端有異常則交給安全管理人員進行處理，若無終端異常記錄則放置在充電底座上進行充電。

4 結(jié) 語

煉化物聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)中的應(yīng)用，主要為煉化企業(yè)現(xiàn)場的裝置、設(shè)備、物流和人員等現(xiàn)場管控對象部署各類數(shù)據(jù)采集感知設(shè)備，通過企業(yè)有線和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，實現(xiàn)對現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)的實時采集和傳輸，為上層的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供穩(wěn)定、可靠的現(xiàn)場數(shù)據(jù)支持。

互聯(lián)網(wǎng)解決了人與人之間的溝通，物聯(lián)網(wǎng)是把溝通的范圍進一步擴大，擴大到了人與物、物與物之間。物聯(lián)網(wǎng)是信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越發(fā)展的新歷史機遇，它代表了一種趨勢，物聯(lián)網(wǎng)將成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

主要參考文獻

[1]李霞.淺談物流信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)[J].商場現(xiàn)代化，2010（15）：48-49.

[2]肖慧彬.物聯(lián)網(wǎng)中企業(yè)信息交互中間件技術(shù)開發(fā)研究[D].北京：北方工業(yè)大學(xué)，2009.

[3]中國石油規(guī)劃總院.煉化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)試點應(yīng)用詳細(xì)設(shè)計[R].2015.