王天宇，趙立寧，李 琦，王進(jìn)修，孫 煬，劉慶江

1.華北油田公司工程技術(shù)研究院，河北任丘 062550

2.華北油田公司天成實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，河北任丘 062550

3.華北油田公司技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)處，河北任丘 062550

冀中地區(qū)油田區(qū)塊密集，集中拉油點(diǎn)多達(dá)50余座，在集中拉油點(diǎn)日常工作中，原油和輕烴等油氣交接計(jì)量管理工作占據(jù)了主要工作量。在集中拉油點(diǎn)，目前主要通過(guò)地磅、含水率分析儀等設(shè)備計(jì)算出油氣的重量（油量）、原油含水率，從而計(jì)算出純油量。然而，這些設(shè)備還處于獨(dú)自工作的階段，數(shù)據(jù)大都需要人工讀屏填寫(xiě)，拉油車(chē)輛的車(chē)輛信息（包含車(chē)牌信息和司機(jī)信息等） 需要管理人員對(duì)照信息表手工輸入，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，出錯(cuò)率偏高；而且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸方式落后，數(shù)據(jù)仍儲(chǔ)存在本地計(jì)算機(jī)上，一旦計(jì)算機(jī)被木馬入侵或者系統(tǒng)崩潰，計(jì)量數(shù)據(jù)信息將會(huì)丟失。

隨著數(shù)字化油田的發(fā)展，油田生產(chǎn)管理方式已由傳統(tǒng)管理模式向數(shù)字化管理模式轉(zhuǎn)變，應(yīng)用信息化技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)已成為油田現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢(shì)。為了提高冀中地區(qū)集中拉油點(diǎn)拉油交接時(shí)的管理效率，提升數(shù)據(jù)的精確度，使管理科學(xué)化、數(shù)字化，設(shè)計(jì)一種集成了車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、原油含水率自動(dòng)錄入技術(shù)和原油基礎(chǔ)信息自動(dòng)采集技術(shù)等功能為一體的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、多級(jí)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)上傳，極大完善了數(shù)據(jù)采集工作，不僅減少了集中拉油點(diǎn)油氣交接過(guò)程中的計(jì)量管理工作，還可以提高經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了減員增效的效果。

1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)硬件

冀中地區(qū)集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)組成如圖1所示，分為計(jì)量設(shè)備、終端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心（服務(wù)器端） 四部分。

圖1 系統(tǒng)組成

（1） 計(jì)量設(shè)備主要用于拉油計(jì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集部分包括原油（或者輕烴） 重量數(shù)據(jù)采集、原油含水率數(shù)據(jù)采集、車(chē)牌識(shí)別數(shù)據(jù)采集，其中重量信息包含車(chē)輛的皮重、毛重，地磅裝置通過(guò)RS485端口把數(shù)據(jù)上傳至終端設(shè)備；含水率數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)在線采集原油含水率，通過(guò)增加OPC接口，使用RS232端口進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳；車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別采集車(chē)牌信息、車(chē)輛以及駕駛員信息，它通過(guò)車(chē)牌一體化攝像機(jī)進(jìn)行采集，使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊。

（2）終端設(shè)備主要包括本地計(jì)算機(jī)、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)和打印機(jī)，其中在本地計(jì)算機(jī)上部署“集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)”軟件客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，主要包含數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)矯正以及本地存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)打印等功能。

（3） 考慮到集中拉油點(diǎn)地處偏僻，無(wú)網(wǎng)線覆蓋，通信網(wǎng)絡(luò)采用GPRS設(shè)備，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)跨網(wǎng)段跳轉(zhuǎn)局域網(wǎng)，最后進(jìn)入數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端。

（4） 監(jiān)控中心主要工作為部署服務(wù)器、安裝數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，使“集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)”網(wǎng)頁(yè)端上線，部署到公司局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和其他各個(gè)機(jī)關(guān)處室能夠監(jiān)測(cè)和管理集中拉油計(jì)量管理數(shù)據(jù)信息。

1.2 系統(tǒng)軟件

冀中地區(qū)集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)的軟件部分主要由客戶端和網(wǎng)頁(yè)端兩部分組成，用于數(shù)據(jù)的展示及處理。系統(tǒng)采用C/S和B/S混合模式的軟件架構(gòu)，構(gòu)建客戶端Windows Form應(yīng)用程序和基于ASP.NET的Web應(yīng)用程序，通過(guò)Web服務(wù)提供數(shù)據(jù)的雙向傳送，其中C/S模式是客戶端與服務(wù)端之間的通訊，B/S模式是Web服務(wù)器端和IE之間的通訊。應(yīng)用層使用VC編程，表示層使用C#編程，數(shù)據(jù)層則采用Microsoft SQL Sever 2012作為數(shù)據(jù)庫(kù)，使用Microsoft IIS6.0作為Web服務(wù)器。該系統(tǒng)部署在局域網(wǎng)中，采用客戶端/中間服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的模式，該模式能夠較為靈活地處理數(shù)據(jù)信息，支持對(duì)所有的用戶信息統(tǒng)一進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，多用戶可以同時(shí)向服務(wù)器提交訪問(wèn)請(qǐng)求，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，具有良好的可操作性。

客戶端與服務(wù)器端的交互過(guò)程如圖2所示，首先服務(wù)器端啟動(dòng)，建立監(jiān)聽(tīng)端口，與客戶端建立連接，下一步客戶端發(fā)送HTTP請(qǐng)求頭，服務(wù)器端響應(yīng)生成結(jié)果回發(fā)，服務(wù)器端關(guān)閉連接，客戶端解析回發(fā)響應(yīng)頭，恢復(fù)頁(yè)面。

圖2 客戶端與服務(wù)器端交互方式

客戶端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，在WinForms和ASP.NET平臺(tái)下，系統(tǒng)中需要定制AES加解密IP，鍵盤(pán)輸入并添加EDK中自帶的網(wǎng)絡(luò)控制器IP?？蛻舳俗鳛檎麄€(gè)系統(tǒng)的控制中心，當(dāng)需要采集信息時(shí)，客戶端經(jīng)MD5算法形成自己的唯一授權(quán)ID，指令信息和ID信息經(jīng)過(guò)AES加密后發(fā)送至服務(wù)器端，當(dāng)服務(wù)器端響應(yīng)其請(qǐng)求后，視其身份權(quán)限做出相應(yīng)處理。

圖3 客戶端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

服務(wù)器端采用Microsoft SQL Sever 2012作為數(shù)據(jù)庫(kù)，Microsoft IIS6.0作為Web服務(wù)器。服務(wù)器端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，當(dāng)服務(wù)器端收到經(jīng)過(guò)AES加密的請(qǐng)求IP數(shù)據(jù)包時(shí)，信息在服務(wù)器端需要經(jīng)過(guò)AES解密處理，根據(jù)解密后信息分析并提取請(qǐng)求方的ID信息和IP信息，客戶端的ID信息是唯一的授權(quán)證號(hào)，根據(jù)客戶端的ID信息，作出相應(yīng)的處理。

圖4 服務(wù)器端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

冀中地區(qū)集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)的功能通過(guò)軟件客戶端與網(wǎng)頁(yè)端兩大部分實(shí)現(xiàn)， 客戶端軟件用于集中拉油現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸；網(wǎng)頁(yè)端用于拉油計(jì)量數(shù)據(jù)的后臺(tái)分析、查詢、管理與打印。

2.1 系統(tǒng)客戶端功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

冀中地區(qū)集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)客戶端軟件主要包括錄入模塊、查詢模塊、統(tǒng)計(jì)模塊、提交模塊和維護(hù)模塊。

錄入模塊：如圖5所示，該模塊主要功能是現(xiàn)場(chǎng)工作人員直接將裝油、卸油數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，增加、刪除及翻找拉油記錄；人工錄入拉油基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及自動(dòng)采集稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)；動(dòng)畫(huà)顯示汽車(chē)?yán)蜖顟B(tài)；自動(dòng)計(jì)算拉油量及純油量；打印輸出拉油小票。

圖5 裝油數(shù)據(jù)錄入界面

查詢模塊：如圖6所示，該模塊主要功能是現(xiàn)場(chǎng)工作人員、廠內(nèi)工作人員根據(jù)裝卸油地點(diǎn)、拉油車(chē)號(hào)、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(bào)表。

圖6 裝油數(shù)據(jù)查詢界面

統(tǒng)計(jì)模塊：如圖7所示，該模塊主要有兩種統(tǒng)計(jì)模式，一種是根據(jù)裝卸油地點(diǎn)來(lái)統(tǒng)計(jì)全部或單個(gè)地點(diǎn)的拉油數(shù)據(jù)；另一種是根據(jù)拉油車(chē)號(hào)來(lái)統(tǒng)計(jì)全部或單個(gè)車(chē)號(hào)的拉油數(shù)據(jù)。同時(shí)打印輸出拉油統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

圖7 裝油數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(shù)據(jù)、上次提交情況及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器地址；啟動(dòng)數(shù)據(jù)提交程序，將新增數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖8 裝油數(shù)據(jù)提交界面

維護(hù)模塊：如圖9所示，該模塊主要是實(shí)現(xiàn)裝卸油數(shù)據(jù)庫(kù)的備份、恢復(fù)、批量刪除等維護(hù)功能；實(shí)現(xiàn)裝卸油地點(diǎn)選擇庫(kù)及車(chē)號(hào)、車(chē)型、容積選擇庫(kù)的增、刪等維護(hù)功能。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)端功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

冀中地區(qū)集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)端采用Dreamweaver編輯HTML，使用ASP腳本作為一個(gè)Web服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)環(huán)境，ASP采用腳本語(yǔ)言VBScript作為自己的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。主要用于管理者查詢集中拉油計(jì)量數(shù)據(jù)及打印各級(jí)管理部門(mén)報(bào)表。

圖9 裝油數(shù)據(jù)維護(hù)界面

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

目前，該管理系統(tǒng)在華北油田冀中地區(qū)12座集中拉油點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用，主要分布在廊坊、霸州、任丘與河間等工區(qū)，歷時(shí)一個(gè)月調(diào)試后系統(tǒng)正式上線，具體安裝情況展示如下：

圖10為車(chē)牌識(shí)別一體化攝像頭安裝情況，攝像頭采用嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的防爆攝像頭，應(yīng)用紅外采集技術(shù)，穿線鋼管采用鍍鋅鋼管，攝像機(jī)軟管部分采用防爆軟管，攝像頭與防爆箱均接地。

圖10 車(chē)牌一體化攝像頭安裝

圖11為車(chē)牌一體化攝像頭調(diào)試界面，采用高清影像識(shí)別技術(shù)，圖中紅色線圈為攝像頭識(shí)別區(qū)域，綠色線為攝像頭水平識(shí)別檢測(cè)線，黃色線圈為車(chē)牌識(shí)別區(qū)域。

圖11 車(chē)牌一體化攝像頭調(diào)試界面

圖12為通訊傳輸設(shè)備GPRS藍(lán)迪模塊，藍(lán)迪模塊采用485數(shù)據(jù)輸入，GPRS無(wú)線輸出，實(shí)現(xiàn)拉油計(jì)量數(shù)據(jù)的傳輸與通訊。

圖12 通訊傳輸設(shè)備GPRS模塊

從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況來(lái)看，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸迅速，響應(yīng)及時(shí)，真正實(shí)現(xiàn)了原油交接數(shù)據(jù)從原油交接站點(diǎn)開(kāi)始的全過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化管理，使上級(jí)主管部門(mén)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取有關(guān)原油交接的最新數(shù)據(jù)。例如一輛拉油車(chē)輛的數(shù)據(jù)采集、錄入、傳輸、存儲(chǔ)，由以前的5～10 min操作時(shí)間，縮減到1 min，工作效率提高了近60%。

網(wǎng)絡(luò)查詢系統(tǒng)中原油交接數(shù)據(jù)自動(dòng)對(duì)比功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)原油交接過(guò)程中收、發(fā)油量的誤差情況，避免原油運(yùn)輸中途丟失起到了非常明顯的作用，同時(shí)還大大提高了原油交接工作的現(xiàn)代化管理水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各油氣運(yùn)銷(xiāo)單位數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、分析、管理，各級(jí)管理人員能夠及時(shí)、直觀地掌握最新的油氣庫(kù)存及運(yùn)銷(xiāo)動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了油氣運(yùn)銷(xiāo)業(yè)務(wù)合理調(diào)配和集中調(diào)控，極大地減輕了人員工作量，提高了運(yùn)銷(xiāo)業(yè)務(wù)管理水平。集中拉油計(jì)量管理系統(tǒng)是拉油點(diǎn)數(shù)字化建設(shè)所邁出的重要一步，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。