關(guān)鍵詞：綜合供能站；數(shù)字孿生；全生命周期；指標(biāo)驅(qū)動(dòng)；數(shù)字化

引言

在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)背景下，煤、石油和天然氣等化石能源作為中國(guó)碳排放的主要來(lái)源，需逐步實(shí)現(xiàn)新能源替代，向低碳能源轉(zhuǎn)型。《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》就交通運(yùn)輸綠色低碳行動(dòng)[1]，提出積極擴(kuò)大電力、氫能、天然氣及先進(jìn)生物液體燃料等新能源、清潔能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用。伴隨著成品油銷售的薄利化，新能源開發(fā)日益成熟以及客戶需求多元化，綜合供能站市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。

為了提高生活質(zhì)量，用科技改變生活，單一的傳統(tǒng)加油服務(wù)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)代社會(huì)客戶的多樣化需求。常規(guī)供能站往往能源結(jié)構(gòu)單一，其工藝主要就是加油站以油品為介質(zhì)進(jìn)行收儲(chǔ)發(fā)作業(yè)的技術(shù)，油品作業(yè)系統(tǒng)（稱為工藝系統(tǒng)）、相關(guān)的工藝設(shè)備（如油罐、加油機(jī)、油管等）以及附屬配套設(shè)施（如油氣回收系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全環(huán)保設(shè)備）的建設(shè)與管理。而綜合供能站實(shí)現(xiàn)氫、油、氣和電等能源補(bǔ)給服務(wù)同其他各類公共服務(wù)相結(jié)合，形成新型的綜合能源供應(yīng)服務(wù)站，可以推動(dòng)綠色、清潔能源消費(fèi)，創(chuàng)造良好的社會(huì)和環(huán)境效益。由于市場(chǎng)上非燃油汽車普遍增加，李月清等[2 3] 提出了在原有車輛加油基礎(chǔ)上新增充電樁以及加氫業(yè)務(wù)，打造集加油、氣、電等多種能源供給服務(wù)于一體的服務(wù)站，為傳統(tǒng)加油供應(yīng)向綜合能源供應(yīng)轉(zhuǎn)型指明了明確方向。這一舉措將加快充換電站[4 9]、加氫站[10 15] 及光伏新能源[16 17] 等建設(shè)試點(diǎn)，能源企業(yè)著力打造“油氣氫電非”多種能源綜合服務(wù)商。綜合供能站是指一種新型交通能源供應(yīng)站，集電能、天然氣及清潔油品等供給服務(wù)功能為一體，兼具交通和旅游等配套功能的新型智慧公共基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，具有功能綜合、土地集約、清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，是一種供能服務(wù)新業(yè)態(tài)、新模式。智慧綜合供能站智在哪里？依托于“互聯(lián)網(wǎng)+”成功打造出包含智能WiFi、微信平臺(tái)、車輛識(shí)別、人臉識(shí)別、智能導(dǎo)流及進(jìn)站提醒等多系統(tǒng)的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)體系[18]。隨著便捷支付的快速推廣，便捷支付也應(yīng)用于加油站運(yùn)營(yíng)管理，方便客戶的同時(shí)也提升了加油站的銷量。其中最熱門的無(wú)疑是無(wú)感支付，徐東成等[19] 提出了無(wú)感支付在加油站的場(chǎng)景應(yīng)用基本方案與應(yīng)用手段，為客戶提供多種支付手段，增強(qiáng)了客戶對(duì)新一代技術(shù)應(yīng)用的科技體驗(yàn)感。新興的數(shù)字孿生技術(shù)，又將實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的有機(jī)融合，在各個(gè)行業(yè)中具有很大潛力，有多種智慧化的解決方案。文獻(xiàn)[20 25]通過對(duì)油氣行業(yè)的調(diào)查研究，認(rèn)為需要加速部署數(shù)字孿生技術(shù)來(lái)推動(dòng)油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型；同時(shí)也需要筑牢數(shù)字安全屏障，提高防范和抵御安全風(fēng)險(xiǎn)能力等，進(jìn)而明確未來(lái)智慧綜合供能站的發(fā)展方向。

數(shù)字孿生是一種集成多物理量、多尺度以及多學(xué)科的屬性，能夠?qū)崿F(xiàn)物理空間與虛擬空間信息交互、融合以及共享的技術(shù)手段[22，26 27]。中俄東線天然氣管道在數(shù)字孿生體、智能感知、智能運(yùn)行等關(guān)鍵領(lǐng)域取得創(chuàng)新突破，系統(tǒng)打造了管體及站場(chǎng)、設(shè)備、控制系統(tǒng)數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)了“全數(shù)字化移交、全智能化運(yùn)營(yíng)、全生命周期管理”技術(shù)方法[28 29]，為持續(xù)推進(jìn)中國(guó)管道智能化建設(shè)、助力打造智慧互聯(lián)大管網(wǎng)以及數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了重要指引?；诖?，將數(shù)字孿生技術(shù)遷移到綜合供能站的建設(shè)上，為數(shù)字孿生的智慧綜合供能站架構(gòu)建設(shè)方案提供了理論依據(jù)。

運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等[30] 技術(shù)手段，生成具備自動(dòng)感知、分析整合決策等功能的智慧型供能站，既是傳統(tǒng)加油站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也是能源轉(zhuǎn)型。數(shù)字孿生技術(shù)可將智慧綜合供能站進(jìn)行多物理量、多尺度、多概率的實(shí)時(shí)仿真，精準(zhǔn)映射于數(shù)字空間中，打造適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展變化并滿足客戶、經(jīng)營(yíng)者、管理者、合作伙伴需求的綜合供能站。通過新興技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)從落后油站管理模式向科學(xué)智能管理模式的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)者為中心的服務(wù)向以用戶為中心的服務(wù)轉(zhuǎn)變，從而制定個(gè)性化、精準(zhǔn)的營(yíng)銷方式，為客戶提供更為貼心的服務(wù)。

1 基于數(shù)字孿生體的智慧綜合供能站

智慧綜合供能站數(shù)字孿生體是其系統(tǒng)對(duì)象在數(shù)字空間的全生命周期的動(dòng)態(tài)復(fù)制體，借助其基本算法模型和豐富歷史以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)智慧綜合供能站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行高度相似的數(shù)字化表征及預(yù)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)正確推理、精準(zhǔn)操作以及優(yōu)化控制。智慧綜合供能站數(shù)字孿生體與其系統(tǒng)具備與生共有、同生同長(zhǎng)、狀態(tài)評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)警、調(diào)運(yùn)優(yōu)化及決策支持等混合人工智能的能力特點(diǎn)。通過線上與線下相互結(jié)合，對(duì)包括促銷服務(wù)、支付安全、設(shè)備維護(hù)及團(tuán)隊(duì)管理在內(nèi)的各種客戶和管理者需求做出智能響應(yīng)智慧決策，實(shí)現(xiàn)供能站全數(shù)字化、精細(xì)化運(yùn)營(yíng)和智慧化管控。從而開創(chuàng)供能站管理新模式，為產(chǎn)業(yè)賦能。

通過結(jié)合大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息化技術(shù)，探索研究全新的營(yíng)銷模式和信息資源重新整合，提升客戶消費(fèi)體驗(yàn)和經(jīng)營(yíng)安全管理水平，實(shí)現(xiàn)集安全、綠色、數(shù)智、溫馨及智慧為一體的現(xiàn)代化綜合供能站數(shù)字化目標(biāo)。本建設(shè)方案主要從技術(shù)原則、建設(shè)思路、孿生框架以及業(yè)務(wù)功能4 部分來(lái)進(jìn)行介紹。

1.1 智慧綜合供能站技術(shù)原則

為了確保安全和提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合智慧綜合供能站的運(yùn)營(yíng)管理業(yè)務(wù)和出行服務(wù)業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)了如下的系統(tǒng)技術(shù)原則：

1）先進(jìn)性：采用先進(jìn)的技術(shù)理念和技術(shù)手段，跟隨行業(yè)的最新發(fā)展趨勢(shì)，以提供更高效、智能化的運(yùn)營(yíng)和管理。

2）可靠性：技術(shù)具備高可靠性，能夠在各種惡劣環(huán)境條件下穩(wěn)定運(yùn)行。要求系統(tǒng)具備良好的穩(wěn)定性和容錯(cuò)性，能夠應(yīng)對(duì)突發(fā)情況并保證持續(xù)的供能服務(wù)。

3）安全性：技術(shù)具備高級(jí)別的安全性，確保數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全。采用安全的網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，以及強(qiáng)化系統(tǒng)的訪問控制和身份認(rèn)證，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。

4）可擴(kuò)展性：技術(shù)具備良好的可擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展和發(fā)展。系統(tǒng)能夠靈活地?cái)U(kuò)展和集成新的功能模塊，應(yīng)對(duì)不斷變化的需求和業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

5）用戶體驗(yàn)：注重用戶體驗(yàn)，提供簡(jiǎn)潔、直觀、易用的界面和操作方式。用戶應(yīng)能夠方便地使用系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)操作，并獲得良好的交互體驗(yàn)。

6）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的思維方式，充分利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘，為決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持和智能化的建議。

綜合上述技術(shù)原則，智慧綜合供能站將以先進(jìn)、可靠、安全、可擴(kuò)展、用戶體驗(yàn)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為指導(dǎo)，采用最適合的技術(shù)手段和工具，實(shí)現(xiàn)智能化、高效化的綜合供能站運(yùn)營(yíng)和管理。

1.2 智慧綜合供能站建設(shè)思路

安全管理是企業(yè)的生存底線，經(jīng)營(yíng)管理是企業(yè)的效益之本，本方案旨在提出具有前瞻性、可實(shí)現(xiàn)性和有效性的智慧綜合供能站建設(shè)方案，打造安全、綠色、數(shù)智、溫馨及智慧的智慧綜合供能站，提升綜合供能站用戶滿意度和站點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。

圍繞安全、綠色、數(shù)智、溫馨及智慧的智慧綜合供能站建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合智慧綜合供能站的業(yè)務(wù)功能需求構(gòu)建智慧綜合供能站數(shù)字孿生體框架，框架以用戶為中心、多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)、全生命周期管理為3 大總體理念，如圖1 所示。從安全、基建、營(yíng)銷、服務(wù)和管理5 大業(yè)務(wù)板塊構(gòu)建多級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立提升指標(biāo)體系的具體功能模塊，形成業(yè)務(wù)框架。構(gòu)建兩端兩核（實(shí)體采集端、數(shù)據(jù)核心層、指標(biāo)核心層及功能應(yīng)用端）的技術(shù)框架，實(shí)施智慧化手段對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行感知和提升。實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、不同油品動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的融合，對(duì)智慧綜合供能站進(jìn)行站場(chǎng)感知、狀態(tài)評(píng)價(jià)和運(yùn)行管控，支撐各類業(yè)務(wù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)需求。

智慧綜合供能站將實(shí)現(xiàn)集以用戶為中心、多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)、全生命周期管理于一體的現(xiàn)代可視化、可量化、智能化的運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)。智慧綜合供能站以用戶為中心作為根本出發(fā)點(diǎn)，通過多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。有效的方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)功能選擇是實(shí)現(xiàn)多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)的手段，而全生命周期管理技術(shù)則是保障多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)的保證。通過關(guān)鍵指標(biāo)的分析驅(qū)動(dòng)，采用智慧化手段提高站點(diǎn)和員工服務(wù)客戶的運(yùn)維能力，最終提升用戶滿意度。

1.2.1 以用戶為中心

用戶滿意度是綜合供能站的設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)營(yíng)各個(gè)環(huán)節(jié)的出發(fā)點(diǎn)，圍繞用戶為中心來(lái)制定各種服務(wù)功能和千人千面的營(yíng)銷策略，提高用戶的滿意度。智慧綜合供能站工作人員應(yīng)積極與客戶進(jìn)行互動(dòng)和關(guān)系維護(hù)，不僅有助于提升站點(diǎn)收益，還能提高運(yùn)行效率。與此同時(shí)，智慧綜合供能站引入高科技產(chǎn)品以及多種便捷支付方式，為客戶方便的同時(shí)也增加了客戶對(duì)于高科技的體驗(yàn)感以及增強(qiáng)了與客戶的黏性。通過將真正用心溫暖的服務(wù)給予到客戶，超出客戶的心理預(yù)期，從而提升客戶的滿意度。

1.2.2 多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)

用戶滿意度的提升需要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)各方面的支撐，采用由上到下方法梳理綜合供能站業(yè)務(wù)場(chǎng)景，分析本質(zhì)安全、綠色基建、數(shù)智營(yíng)銷、溫馨服務(wù)及智慧管理5 大實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的需求和應(yīng)用痛點(diǎn)，提煉針對(duì)性的關(guān)鍵指標(biāo)，如表1 所示，構(gòu)建多級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

1）內(nèi)部痛點(diǎn)分析：通過對(duì)綜合供能站內(nèi)部和同行業(yè)工作站進(jìn)行調(diào)研可知，供能站可以對(duì)各自的業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行痛點(diǎn)分析，主要從本質(zhì)安全、綠色基建、數(shù)智營(yíng)銷、溫馨服務(wù)及智慧管理5 大業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行詳細(xì)的痛點(diǎn)分析，根據(jù)分析出來(lái)的痛點(diǎn)，有針對(duì)性地構(gòu)建指標(biāo)，改進(jìn)提升指標(biāo)，從而一定程度上提升綜合供能站的業(yè)務(wù)水平。

2）評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建：評(píng)價(jià)指標(biāo)是指基于供能站管控業(yè)務(wù)達(dá)標(biāo)、滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的需要，對(duì)每個(gè)客戶服務(wù)以及設(shè)備檢查接觸點(diǎn)上的質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行定性或定量描述形成的評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)最終定量形成得到最終指標(biāo)；通過明確指標(biāo)的定義，根據(jù)指標(biāo)的含義以及實(shí)際情況進(jìn)行指標(biāo)的權(quán)重衡量計(jì)算，可以供供能站對(duì)各接觸點(diǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與衡量，提升供能站的工作效率以及任務(wù)完成率等。

3）評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建：內(nèi)部評(píng)價(jià)指標(biāo)將指標(biāo)體系分為一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)，在層級(jí)結(jié)構(gòu)關(guān)系中對(duì)應(yīng)的一級(jí)指標(biāo)即為“各業(yè)務(wù)模塊”，二級(jí)指標(biāo)為“各業(yè)務(wù)模塊流程接觸點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的服務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)”。將供能服務(wù)組織內(nèi)部通過各個(gè)業(yè)務(wù)模塊分類，在業(yè)務(wù)模塊內(nèi)將業(yè)務(wù)項(xiàng)目從上到下分為一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)，兩級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)不同的評(píng)價(jià)，同時(shí)在計(jì)算權(quán)重的時(shí)候根據(jù)不同等級(jí)指標(biāo)進(jìn)行不同的評(píng)價(jià)，能夠準(zhǔn)確和清楚地得到供能服務(wù)質(zhì)量各級(jí)的服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論。通過指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系可以得出，各指標(biāo)在站點(diǎn)生產(chǎn)工作中受哪些因素的影響，可以將影響因素進(jìn)行分類，通過將影響因素具體到各業(yè)務(wù)板塊指標(biāo)。從具體的影響因素中，可以得出該指標(biāo)受影響的程度大小。

4）評(píng)價(jià)反饋：通過測(cè)算得到評(píng)價(jià)指標(biāo)總百分比，之后根據(jù)各指標(biāo)百分比進(jìn)而對(duì)智慧供能站進(jìn)行整改，對(duì)員工的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，便于供能站運(yùn)營(yíng)質(zhì)量的提升，通過反饋能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)評(píng)價(jià)體系結(jié)果的提取，同時(shí)能夠保證通過評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)供能站的規(guī)范要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，形成一個(gè)閉環(huán)以保證供能站通過評(píng)價(jià)精準(zhǔn)整改的優(yōu)質(zhì)體系。

分析確定關(guān)鍵指標(biāo)的計(jì)算方法、影響因素，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)體系可衡量；分析確定指標(biāo)體系衡量的落地方式，確定智慧綜合供能站的組成單元和功能模塊，明確各功能模塊對(duì)業(yè)務(wù)的提升和支撐作用。反之，則通過執(zhí)行功能模塊來(lái)提升關(guān)鍵指標(biāo)，繼而提高與建設(shè)目標(biāo)的契合度。運(yùn)維過程中由下到上，通過功能模塊的執(zhí)行消除不利因素，從而改善提高指標(biāo)性能。

智慧綜合供能站所建立的數(shù)字孿生指標(biāo)驅(qū)動(dòng)方案具備以下能力，如圖2 所示。

1）智慧感知：基于多元異構(gòu)的數(shù)據(jù)融合，從傳感器和其他待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集信息，建立對(duì)靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)全面精準(zhǔn)感知的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、數(shù)據(jù)上傳的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

2）智慧診斷：基于業(yè)務(wù)場(chǎng)景分析，制定系統(tǒng)監(jiān)測(cè)管控指標(biāo)，通過所采集到的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的量化和衡量，實(shí)時(shí)評(píng)測(cè)系統(tǒng)所處的狀態(tài)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)服務(wù)站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估。

3）智慧決策：基于歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)，通過多種模型計(jì)算，依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)輔助決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)營(yíng)銷、設(shè)備及安全等各種管理進(jìn)行智慧管控。

1.2.3 全生命周期管理

智慧綜合供能站引入數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全生命周期管理，消除了數(shù)據(jù)孤島，構(gòu)建了數(shù)據(jù)中臺(tái)以支持指標(biāo)計(jì)算和細(xì)分功能。這項(xiàng)技術(shù)涵蓋了人員、設(shè)備和服務(wù)管理等方面，確保了全程可記錄、可追溯、可查詢和可衡量的管理目標(biāo)。通過數(shù)字化管理系統(tǒng)，人員管理方面可以追蹤人員的全生命周期，包括應(yīng)聘、入職、考勤、薪酬、績(jī)效和離職等。對(duì)于服務(wù)類企業(yè)，數(shù)字孿生技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備引入、工藝流程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量管控、供應(yīng)鏈流程和客戶服務(wù)等方面的全生命周期管理。智慧綜合供能站通過數(shù)字孿生技術(shù)將關(guān)鍵信息和整條供應(yīng)鏈信息集成到后臺(tái)系統(tǒng)中，通過大數(shù)據(jù)分析和反饋，方便管理人員對(duì)人員和設(shè)備進(jìn)行智能化管理，提高工作效率。

1.3 智慧綜合供能站孿生框架

考慮未來(lái)拓展性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，確定業(yè)務(wù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)，形成基于數(shù)字孿生的智慧綜合供能站建設(shè)方案，確定智慧綜合供能站建設(shè)方案的5大業(yè)務(wù)框架和兩端兩核的技術(shù)框架，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合供能站運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的管控評(píng)價(jià)，指導(dǎo)綜合供能站智慧性經(jīng)營(yíng)發(fā)展。

基于顆粒度的綜合供能站規(guī)劃業(yè)務(wù)架構(gòu)，如圖3 所示。從顆粒度的角度，將智慧綜合供能站孿生體應(yīng)用場(chǎng)景分為員工級(jí)、站長(zhǎng)級(jí)和總部級(jí)3 個(gè)級(jí)別。

員工級(jí)實(shí)體端是綜合供能站運(yùn)營(yíng)的最小單元，員工直接服務(wù)于客戶，員工級(jí)實(shí)體端的數(shù)字孿生主要包括信息維護(hù)和勞效管理。站長(zhǎng)級(jí)實(shí)體端是綜合供能站運(yùn)營(yíng)的主體單元，由于涉及到點(diǎn)多面廣則需要把安全、基建、營(yíng)銷、服務(wù)和管理統(tǒng)籌考慮進(jìn)去?？偛考?jí)實(shí)體端是綜合供能站運(yùn)營(yíng)的主控單元，對(duì)多個(gè)綜合供能站的運(yùn)營(yíng)和管理進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。

基于模塊功能的智慧綜合供能站規(guī)劃技術(shù)架構(gòu)，如圖4 所示。根據(jù)建設(shè)目標(biāo)和業(yè)務(wù)流程，分為本質(zhì)安全、綠色基建、數(shù)智營(yíng)銷、溫馨服務(wù)和智慧管理5 個(gè)場(chǎng)景。

智慧綜合供能站技術(shù)架構(gòu)主要從實(shí)體采集端、數(shù)據(jù)核心層、指標(biāo)核心層與功能應(yīng)用層之間進(jìn)行配合，圍繞綜合供能服務(wù)站運(yùn)營(yíng)管理業(yè)務(wù)與出行服務(wù)業(yè)務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，增加安全性，優(yōu)化體驗(yàn)。技術(shù)架構(gòu)具體包括，第一層，實(shí)體采集層，通過將深層次數(shù)據(jù)采集感知器場(chǎng)景化布建于綜合供能站，獲取物理設(shè)備對(duì)象的實(shí)時(shí)、全方位數(shù)據(jù)；第二層，數(shù)據(jù)核心層，將實(shí)體采集端采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)抽取以及數(shù)據(jù)維護(hù)，為指標(biāo)核心層服務(wù)；第三層，指標(biāo)核心層，在實(shí)體采集層和數(shù)據(jù)核心層的基礎(chǔ)上，通過設(shè)置的指標(biāo)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)提取，得出量化的指標(biāo)率，從而供管理員更好地分析與處理；第四層，功能應(yīng)用層，孿生對(duì)象與物理對(duì)象能夠在全生命周期實(shí)時(shí)映射，通過數(shù)據(jù)、信息、模型的綜合集成，構(gòu)建起智能分析的決策能力。

1.4 智慧綜合供能站業(yè)務(wù)功能

本質(zhì)安全是底線，綠色基建是節(jié)流，數(shù)智營(yíng)銷是引擎，溫馨服務(wù)是開源，智慧管理是賦能。

本質(zhì)安全模塊，用于通過智慧安全實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)的安全管控、應(yīng)急管控和測(cè)評(píng)考核。安全管控主要是對(duì)包括站場(chǎng)內(nèi)危險(xiǎn)氣體泄漏檢測(cè)設(shè)備、重大危險(xiǎn)源監(jiān)測(cè)設(shè)備以及視頻監(jiān)控設(shè)備的安全設(shè)備設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控。應(yīng)急管理在設(shè)備診斷的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)故障的發(fā)生、顯示故障影響范圍、分析故障類型以及提出維護(hù)建議，并快速執(zhí)行站區(qū)精準(zhǔn)治理及時(shí)開展應(yīng)急處置。測(cè)評(píng)是客觀的評(píng)價(jià)，是對(duì)油站的管理能力進(jìn)行考核，通過測(cè)評(píng)考核從而提高站點(diǎn)安全。

綠色基建模塊，用于實(shí)現(xiàn)建造運(yùn)行過程中的智能化和綠色化。三維站場(chǎng)在建造過程中使用建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM技術(shù)，一種在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多維建筑模型信息集成管理技術(shù)）、裝配式施工以及成品模塊化應(yīng)用的建設(shè)工藝。運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建加油站3D 模型，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備設(shè)施的安裝位置、運(yùn)行參數(shù)三維可視化呈現(xiàn)。功能管理實(shí)現(xiàn)智慧設(shè)備選型制定能源一體化方案，施工項(xiàng)目管理包括進(jìn)站教育流程管理、在線監(jiān)管及實(shí)施考核、過程質(zhì)量監(jiān)管、施工資料歸檔以及施工與設(shè)計(jì)校對(duì)。

數(shù)智營(yíng)銷模塊，用于更高效地客戶拉新，更準(zhǔn)確地識(shí)別用戶需求、更精準(zhǔn)地滿足用戶需求。會(huì)員管理、異業(yè)合作、私域流量用于客戶拉新和客戶維護(hù)，精準(zhǔn)營(yíng)銷則用于挖掘客戶需求。精準(zhǔn)營(yíng)銷以消費(fèi)者為中心，能夠?qū)W習(xí)歷史顧客行為與采取的應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)行不同程度的價(jià)格測(cè)試。通過建立顧客忠誠(chéng)度計(jì)劃，有針對(duì)性地進(jìn)行營(yíng)銷活動(dòng)。

溫馨服務(wù)模塊，用于圍繞以顧客全流程體驗(yàn)為中心，通過設(shè)計(jì)狀態(tài)識(shí)別、溫馨服務(wù)、智慧支付及服務(wù)評(píng)價(jià)4 大業(yè)務(wù)服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)全流程的閉環(huán)管理。狀態(tài)識(shí)別旨在識(shí)別定位顧客，溫馨服務(wù)旨在提供規(guī)范化、個(gè)性化的服務(wù)，智慧支付提供便捷的支付方式和票據(jù)簽收。

智慧管理模塊，用于實(shí)現(xiàn)員工管理、物資管理、流程管理和財(cái)務(wù)管理。員工管理包括智能考勤和人員管理智能化。油品管理實(shí)現(xiàn)油品流通過程損益的監(jiān)測(cè)，油品質(zhì)量抽查檢驗(yàn)。流程管理進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的監(jiān)管、各種作業(yè)的分配和報(bào)表的記錄，財(cái)務(wù)管理包括資金安全數(shù)字化管理、智能報(bào)表。

2 智慧綜合供能站技術(shù)應(yīng)用

為了提高智慧綜合供能站站場(chǎng)火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的可靠性，使用了YOLOv5 目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行火焰檢測(cè)研究。首先，收集了5 488 張官方數(shù)據(jù)集及網(wǎng)絡(luò)的火焰圖像；然后，在Linux 平臺(tái)下對(duì)YOLOv5 網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了訓(xùn)練，通過調(diào)整加權(quán)系數(shù)以最小化模型損失函數(shù)值；最后，成功將訓(xùn)練好的模型應(yīng)用于實(shí)際綜合供能站站場(chǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了對(duì)火焰的識(shí)別檢測(cè)。這有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣站場(chǎng)危險(xiǎn)因素的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高站場(chǎng)安全水平。

YOLOv5 是一種高效的實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)算法，它在YOLOv4 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，特別在小目標(biāo)檢測(cè)方面表現(xiàn)更準(zhǔn)確。算法先對(duì)輸入的火焰圖像進(jìn)行自適應(yīng)縮放，然后將圖像劃分成S × S 小網(wǎng)格。整體結(jié)構(gòu)包括輸入端、主干網(wǎng)絡(luò)、特征融合和目標(biāo)預(yù)測(cè)4 個(gè)模塊，協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)高效而精準(zhǔn)的目標(biāo)檢測(cè)。

模型訓(xùn)練完成后，將測(cè)試數(shù)據(jù)集輸入至模型中，測(cè)試結(jié)果如圖5 所示，目標(biāo)框上的數(shù)值代表火焰類別標(biāo)簽的置信度。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了YOLOv5 算法在復(fù)雜環(huán)境下的有效性。

該算法在站場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境中表現(xiàn)出色，不僅能夠應(yīng)對(duì)火焰顏色與場(chǎng)景色差較大的情況，而且在面對(duì)顏色差異較小的情況時(shí)同樣能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出目標(biāo)。這表明YOLOv5 在處理火焰檢測(cè)任務(wù)時(shí)具有較強(qiáng)的魯棒性，能夠適應(yīng)不同環(huán)境條件，可為實(shí)際應(yīng)用提供可靠的支持。值得注意的是，在600 張測(cè)試圖像中，該算法極少出現(xiàn)漏檢情況，說明其能對(duì)目標(biāo)全面感知和準(zhǔn)確判斷。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該算法的準(zhǔn)確率達(dá)到了89.2%，顯示出其在火焰檢測(cè)任務(wù)中的卓越性能。這一高準(zhǔn)確率不僅為應(yīng)急處理提供了可靠的技術(shù)支持，同時(shí)也為降低誤報(bào)率、提高火警檢測(cè)的精準(zhǔn)性起到了積極的作用。

綜上所述，基于YOLOv5 的火焰檢測(cè)算法在復(fù)雜環(huán)境下表現(xiàn)出色，準(zhǔn)確率高且實(shí)時(shí)性強(qiáng)，能夠滿足智慧綜合供能站的火災(zāi)監(jiān)測(cè)需求，為火災(zāi)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供了一種高效可行的解決方案，其可靠性和實(shí)用性將為安全管理和緊急處理等方面帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的提升。

3 結(jié)論

1）在推進(jìn)傳統(tǒng)加油站向智慧綜合供能站轉(zhuǎn)型的過程中，基于供能站的運(yùn)營(yíng)服務(wù)特點(diǎn)，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備先進(jìn)性、穩(wěn)定性、集成性和可拓展性。圍繞安全、綠色、數(shù)智、溫馨及智慧的建設(shè)目標(biāo)，堅(jiān)持用戶為中心，多維指標(biāo)驅(qū)動(dòng)，全生命周期管理的3 大總體理念。

2）本方案提出了5 大業(yè)務(wù)框架和兩端兩核的技術(shù)框架，旨在通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)供能站的全面數(shù)字化映射和實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過本質(zhì)安全、綠色基建、數(shù)智營(yíng)銷、溫馨服務(wù)及智慧管理五大業(yè)務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)供能站的安全監(jiān)控、綠色運(yùn)營(yíng)、智能營(yíng)銷、人性化服務(wù)和智慧管理功能。

3）本方案采用先進(jìn)且廣泛應(yīng)用的YOLOv5 目標(biāo)檢測(cè)算法，通過制作煙霧火焰數(shù)據(jù)集訓(xùn)練算法檢測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)站場(chǎng)火焰危險(xiǎn)因素的識(shí)別和預(yù)警。這一技術(shù)應(yīng)用不僅提升了供能站的安全性，也展示了數(shù)字孿生技術(shù)在智慧綜合供能站建設(shè)中的強(qiáng)大潛力。

4）面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的迅速發(fā)展以及新能源的加速替代，傳統(tǒng)加油站必須與時(shí)俱進(jìn)、轉(zhuǎn)型發(fā)展。通過打造數(shù)字孿生體智慧綜合供能站，提高綜合供能站的數(shù)字化與智慧化運(yùn)營(yíng)管理水平，實(shí)現(xiàn)降本增效與可持續(xù)綠色低碳發(fā)展。這不僅符合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。