王 穎，王愛民，桑雅靜

（中海油能源物流有限公司 天津 300450）

0 引 言

為提升海上石油后勤保障支持的效率和保障碼頭作業(yè)的安全、可靠性，利用信息化、智能化技術(shù)實現(xiàn)智能化港口碼頭，物聯(lián)網(wǎng)的加入可以極大地節(jié)省人力成本、提高工作效率、解決傳統(tǒng)碼頭的諸多難點［1］。后勤支持碼頭園區(qū)是一個有機的整體，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)涵蓋海上后勤支持加水、接電、裝卸、輸灰、加油、靠泊等和人、車、船、貨物、工機具、承載具等的作業(yè)及安全管理，數(shù)據(jù)接入方式及時效性不同，讓不同的數(shù)據(jù)有機形成聯(lián)動，通過建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺可為碼頭園區(qū)的業(yè)務(wù)運行運轉(zhuǎn)提供全方位的平臺支持。物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺能夠通過物聯(lián)網(wǎng)的多種接入方式實現(xiàn)遠程物聯(lián)對象數(shù)據(jù)的監(jiān)控、傳輸、存儲和管理。利用各種網(wǎng)絡(luò)將分散、獨立的物聯(lián)對象采集點進行聯(lián)網(wǎng)，為不同的用戶提供一個統(tǒng)一接入、分布存儲、分級管理、多種模式應(yīng)用、資源共享的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

1 后勤支持碼頭業(yè)務(wù)特點

海洋石油后勤支持碼頭主要服務(wù)對象為海上石油平臺，通過船舶運輸方式為其生產(chǎn)、生活提供必備的物資支持。在碼頭園區(qū)主要集中有船舶靠泊、碼頭船舶加油、碼頭船舶加水、輸灰作業(yè)、碼頭物資裝卸等工作，在園區(qū)內(nèi)具有各種作業(yè)車輛、裝卸車輛、人員、其他智能化數(shù)據(jù)采集等功能。

2 后勤支持碼頭物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺架構(gòu)設(shè)計

與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的概念一致，由設(shè)備接入層、數(shù)據(jù)接入層、業(yè)務(wù)實現(xiàn)層、業(yè)務(wù)開放層組成，每層又由以下的功能模塊來實現(xiàn)各自的功能：以信息處理融合服務(wù)為核心框架，增加 RFID、北斗、傳感器、視頻等信息傳感設(shè)備，通過實時采集連接、監(jiān)控、互動的物品或過程的信息進行信息交換和通信，實現(xiàn)物與物、物與人的連接，達到智能化感知、識別和管理的目的［2］。

2.1 總體技術(shù)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺是一個應(yīng)用型平臺，平臺設(shè)計采用服務(wù)分層，詳見圖1。在經(jīng)典的 3 層（接入層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層）后臺服務(wù)架構(gòu)中， 3 層劃分的原則就是同層次的系統(tǒng)專注處理自己的事情。接入層專注于處理前端和后臺服務(wù)的接入連通、安全認證和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，技術(shù)構(gòu)架設(shè)計有數(shù)據(jù)接入層、設(shè)備接入層。業(yè)務(wù)層專注于處理不同業(yè)務(wù)的無狀態(tài)邏輯服務(wù)，分業(yè)務(wù)開放，將對數(shù)據(jù)匯總到具體的業(yè)務(wù)實現(xiàn)和管理方面。應(yīng)用層專注于處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用分析，聚焦具有行業(yè)特點的應(yīng)用。各個層次能夠依據(jù)業(yè)務(wù)特點專注于自己的事情，提高系統(tǒng)復(fù)用性和降低業(yè)務(wù)間的耦合性。微服務(wù)架構(gòu)使得每個服務(wù)簡單，接口清晰， 從而提高了可拓展性。

圖1 后勤支持碼頭物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺總體技術(shù)架構(gòu)Fig.1 Overall technical architecture of IOT service platform for logistics support wharf

2.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集融合服務(wù)設(shè)計

依托物聯(lián)網(wǎng)采集基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，對海油已有典型設(shè)備制定統(tǒng)一的對接、管控標準，包括標準化的設(shè)備鑒權(quán)認證、無線連接及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的統(tǒng)計分析、網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的分析診斷、各類事件的監(jiān)控預(yù)警。提供2 / 3 / 4 /5G、NB-IoT、LoRa等不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入方案，解決企業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入管理痛點；提供 MQTT、 CoAP等多種協(xié)議的設(shè)備 SDK，既滿足長連接的實時性需求，也滿足短連接的低功耗需求；提供云—云對接服務(wù)，支持各單位基于現(xiàn)存多種平臺進行設(shè)備接入［3］，詳見表1。

表1 設(shè)備接入方式Tab.1 Equipment access mode

需要將后勤碼頭內(nèi)所有設(shè)施進行狀態(tài)信息采集，故數(shù)據(jù)種類復(fù)雜，數(shù)量龐雜，通過定義的不同屬性來進行管理，以此來提高物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的可用性。現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、現(xiàn)場作業(yè)大型機械設(shè)備和重點傳感設(shè)備，按照其服務(wù)對象的不同分為人員監(jiān)管設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備和設(shè)備機器設(shè)備。對現(xiàn)場設(shè)備的準確劃分可以在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計中體現(xiàn)，可以使物聯(lián)網(wǎng)整體功能完善［4］。對接入物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的設(shè)備進行管理，包括設(shè)備注冊、上線、狀態(tài)監(jiān)控、固件更新、設(shè)備注銷等生命周期的管理，并允許設(shè)備廠商在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺定義并部署各種不同功能的設(shè)備。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺功能設(shè)計

2.3.1 AI設(shè)備識別

根據(jù)AI設(shè)備和超速逆行監(jiān)測、勞保穿戴、垃圾亂投放、漏液監(jiān)測、感溫感煙、可燃氣體監(jiān)測、吸煙監(jiān)測等設(shè)備的監(jiān)測功能，設(shè)計智能園區(qū)平臺對感知設(shè)備的支持，完成設(shè)備的監(jiān)控管理和設(shè)備數(shù)據(jù)的接入、解析及展示，與園區(qū)管理結(jié)合起來，應(yīng)用智能設(shè)備實時全天候的監(jiān)視能力和預(yù)判能力，通過對園區(qū)平臺的分析和綜合管理，提升響應(yīng)速度，以最大化地杜絕安全隱患發(fā)生，降低因監(jiān)管能力不足而發(fā)生的損失，實現(xiàn)自動化實時化的園區(qū)管理［5］。

2.3.2 能耗監(jiān)控

包括智能水表和配電系統(tǒng)兩方面，通過水電的智能化代替了傳統(tǒng)的人工抄表工作，使得園區(qū)的能耗數(shù)據(jù)實時、透明、準確。園區(qū)平臺維護著各企業(yè)單位信息，再與收集上報的能耗數(shù)據(jù)匹配，可以按時間周期（日、月、年）的維度分析各企業(yè)單位用水、用電情況，對異常能耗及時警報、及時處理。

2.3.3 消防監(jiān)控

系統(tǒng)集成現(xiàn)有的消防系統(tǒng)包含消防系統(tǒng)中的各類設(shè)備、設(shè)備發(fā)生警報類型、所屬區(qū)域坐標等。完成集成后，園區(qū)平臺實時展示消防系統(tǒng)狀態(tài)，包括設(shè)備狀態(tài)、運行狀態(tài)、告警狀態(tài)等，同時納入應(yīng)急處置流程中。

2.3.4 車行人行管控

出入園管控實現(xiàn)智能識別，自動放行與臨時登記。

2.3.5 集港管理

接入集港系統(tǒng)的安排好的入園車輛，信息包括入園日期、車輛信息、司機信息、拜訪企業(yè)、對接人員、事由、?？繀^(qū)域等。

2.3.6 一張圖集成二三維功能

一張圖集成園內(nèi)各類管理數(shù)據(jù)信息，起到實時監(jiān)控園區(qū)安全隱患監(jiān)測、識別、報警及處置的全流程管理，同時提供歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計及分析。

3 平臺系統(tǒng)應(yīng)用效果

根據(jù)中海油行業(yè)特點和業(yè)務(wù)分布在中國沿海的特點，本平臺建成后采用聯(lián)動型部署應(yīng)用模式，研究過程中涉及到智能后勤支持碼頭管理平臺基礎(chǔ)組件、智能后勤支持碼頭物聯(lián)網(wǎng)平臺基礎(chǔ)組件、智能后勤支持碼頭管理系統(tǒng)、APP 開發(fā)及其與智能后勤支持碼頭系統(tǒng)密切交互的設(shè)備等，最終形成可復(fù)制的、具備海洋石油后勤基地產(chǎn)業(yè)特色的智能后勤支持碼頭綜合管理系統(tǒng)，以利全面提升公司所屬四海海洋石油后勤保障基地園區(qū)智能感知能力，增強后勤支持碼頭經(jīng)營及安全管控手段，詳見圖2。

圖2 聯(lián)動型平臺部署應(yīng)用模式Fig.2 Application mode of linkage platform deployment

根據(jù)海洋石油供應(yīng)鏈保障的特點，打造具有海洋石油產(chǎn)業(yè)特色的數(shù)字化、智能化海洋石油后勤保障基地，覆蓋整個園區(qū)日常生產(chǎn)、經(jīng)營的智能綜合管理平臺，大幅促進園區(qū)管理及管控手段提升，詳見圖3。

圖3 業(yè)務(wù)覆蓋管控效果Fig.3 Business coverage control effect

充分利用NB-IOT、移動專網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)互連，充分實現(xiàn)物與物、物與人、人與人的各種互連，進而實現(xiàn)泛在、融合、智能的網(wǎng)絡(luò)。通過各種智能化、信息化應(yīng)用為園區(qū)企業(yè)及內(nèi)部員工提供周到、方便、安全、貼心的信息化服務(wù)，充分有效地聚集人才，促使后勤支持碼頭成為一個智能聚集地［6］。

4 結(jié) 語

海洋石油后勤保障碼頭物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺實現(xiàn)了對海洋石油碼頭已建物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的集中統(tǒng)一管理，加強了后勤支持碼頭運營數(shù)據(jù)、信息資源的統(tǒng)一管理和應(yīng)用，可滿足企業(yè)對數(shù)據(jù)進行深層次的挖掘和“加工”需求［7］。通過使用物聯(lián)網(wǎng)平臺，解決了各業(yè)務(wù)公司信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)孤島問題，為促進作業(yè)管理水平的提升、減少員工的工作量發(fā)揮了很好的作用，有效提升了業(yè)務(wù)管理能力和作業(yè)效率，為保障海上石油的安全生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)?！?/p>