油罐车防盗油实时监控管理系统技术方案1305.docx
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油罐车防盗油实时监控管理系统技术方案1305
油罐车防盗油实时监控管理系统
技术方案书
2013年5月
目录
一、建设背景3
二、建设目标3
三、需求分析4
3.1装载环节4
3.2在途环节4
3.3卸载环节4
四、方案设计5
4.1设计思想5
4.2系统结构5
4.3管理策略6
4.4车载设备6
4.4.1车载液位仪6
4.4.2阀门开关传感器7
4.4.3综合无线监控仪7
4.5电子铅封8
4.5.1电子铅封8
4.5.2手持终端8
4.5.3使用流程8
五、系统功能8
5.1实时监控8
5.2电子地图9
5.3事件管理9
5.4统计分析10
5.5车辆管理11
5.6系统管理11
六、系统特点12
一、建设背景
近年来，国内频频爆出原油内外勾结偷盗贩卖的案件，如大庆“油耗子”与当地人员勾结偷盗、志丹县延长油田采区内外勾结疯狂盗卖原油等等，据统计目前大部分油田企业在整个原油的开采、存储、转运过程中，因为偷盗而造成原油损失平均约占生产量的3%以上，全国每年因此造成的经济损失约十几亿。
因此各企业也对整个开采、存储、转运过程制定了很多相应的管理制度和措施，虽然部分企业已经实现了如采油场地的不定时巡检、专业的保卫部门、现场的实时视频监控、运输过程的行车记录管理（包含行车路径、车载视频等方式）、原油装卸的铅封管理等等措施，虽然这些措施能实现部分环节的管理，但是这些系统大多依旧停留在手工记录、人工管理、各自为战的状态，无法做到各部门数据的实时调用和共享，这也是目前各企业无法做到全面、有效、精细管理的问题所在。
针对油田企业原油的全部流程做细致分析，我们会发现几个容易造成原油损失的关键环节：
采油场区的原油生产和存储环节、油罐车的转运环节，而转运环节是动态的，也是要实现实时监控管理最难的部分，如果能解决转运部分的实时监控和精细管理，进而在该管理系统的上下游延伸至静态的井口、储油罐的管理，那么就能实现对整个开采、存储、转运环节的全流程统一管理。
二、建设目标
为油田企业建设油罐车防盗油的实时监控管理系统，主要监控油罐车在装载、运输、卸载等环节的所有关键环节和变化，包括：
装载前后管理、运输在途管理、卸载前后管理等，在尽力保护原有投资和用户使用习惯、管理方式的基础上，实现对油罐车的全面集中监控和高效管理，油罐车实时监控管理系统要能实现几个目标：
Ø以数据、图片两种方式为管理中心提供油罐车油罐的实时状态；
Ø直观记录油罐车的运行轨迹，对油罐车在途进行监控管理；
Ø油罐车发生异常情况的告警主动上报，便于管理中心及时处理；
Ø能对油罐车的运行时长、运行里程等进行统计分析，合理调度车辆及人员；
Ø融合油罐开启和关闭过程中的电子铅封，做到完整的闭环处理方式；
Ø需考虑用户已有其他系统之间的数据共享；
Ø对于未来用户可能会出现的功能需求变化，能做到平滑升级。
三、需求分析
通过了解油罐车运输实际工作情况，可将油罐车的装运全流程进行细致分析，并针对每个环节，结合用户的管理体制，提出完善的解决方案。
3.1装载环节
油罐车在采油场地进行灌装原油，需要记录和管理流程如下：
1）油罐车登记（记录车号、起始时间以及原始液位）
2）打开油罐车装油口，并装入原油（实时监控液位上升，记录最终液位，并以图片或视频形式记录）
3）密封油罐，并打上铅封（记录铅封标签、关闭时间，并以图片或视频形式记录）
3.2在途环节
油罐车开始从采油场地出发，按照既定线路到卸油点的过程中需实时监控以下关注点：
1）是否按照既定线路行驶；
2）是否有停车、超速、碰撞等意外；
3）实时监测装油口和卸油口阀门开关变化；
4）实时监测油罐车液位变化（可设定一定浮动范围属于正常）；
以上实时监控参数一旦发生，需及时将时间、地点、发生情况以及现场实时图片上报管理中心平台，由管理中心采取相应措施。
3.3卸载环节
油罐车到了卸油点进行卸油，需记录和管理流程如下：
1）检查并读取铅封（读取铅封以判断是否属于正常）
2）读取油罐车实时液位（以判断是否属于正常范围）
3）打开卸油阀门，并卸载原油（实时监控液位变化，并以图片或视频进行记录）
4）途中所有记录的历史数据及视频等，需要导入管理中心作为历史存档
通过以上装、运、卸三个关键环节分析，可以看出要实现全流程监控，需要做到油罐车、进出油口阀门、油罐液位、铅封的实时记录，并以事件、时间和图片或视频形式进行实时监控并上报至管理中心平台。
四、方案设计
4.1设计思想
根据以上对油罐车监控的需求分析，我们根据需求，把管理系统分为车载设备、管理平台和手持终端三部分，其中车载设备由车载液位仪、阀门开关传感器、综合无线监控仪等几个部分组成。
在系统整体框架设计方面，采用国际市场上较为完善和成熟的射频技术、GPS卫星定位技术、GIS地理信息技术、高精度的车载液位计量技术、Wifi无线传输技术、现代通信技术和数据分析技术。
采用C/S和B/S结合的综合应用体系架构，应用了TCP/IP、HTTP、WEB、ASP、网络路由等网络技术，从而确保该系统的成功实施，并保证该系统具有更大的扩展能力、灵活性和开放性。
4.2系统结构
本系统采取由管理平台、底层设备（车载设备、手持终端）和传输网络三部分组成，是基于IP网络体系架构的设计。
系统结构如下图所示：
管理中心由服务器、交换机、路由器、防火墙等设备组成；车载设备由综合无线监控仪及其配套传感器来完成。
油罐车通过GPRS/Wifi等无线方式同中心通讯，通过车载综合监控仪将GPS定位信息及相关液位、阀门开关状态信息通过无线通信网传送至调度中心，并将数据格式转换后放入后台数据库中，供管理中心综合管理平台调用并实时显示；中心可通过无线通信平台向车辆发送管理命令。
本系统可使车辆的在途管理和跟踪不受地域限制，与内网无缝融和，可实现全程的企业级内部管理。
此外，对于管理人员如果需要查询车辆情况，则可以通过油罐车运输给予的用户名、密码登陆油罐车运输车辆信息网站即可便捷地查询可用车辆情况。
4.3管理策略
本系统采用动态实时管理和统计分析管理两种相结合的方式来管理。
动态实时管理方式：
是通过数据实时跟踪动态车辆情况，可以实时监控在途车辆状态，并对车辆实时可远程操作及信息发布调度等工作，同时综合无线监控仪把车辆运行数据、油品液位实时数据等以文件形式发送，在调度中心数据库中接收并保存相关的数据信息并且建立数据关联。
统计管理方式是把车辆及人员的基础信息数据与车辆运营过程中产生的状态数据文件、事件发生数据文件、电子铅封数据文件等进行统计分析，并生成相关报表供管理人员查询及管理。
各个权限管理人员可以根据自身权限进行数据的查询下载等操作。
4.4车载设备
4.4.1车载液位仪
车载液位仪使用的是磁致伸缩液位计，磁致伸缩液位计适合于高精度要求的清洁液位的液位测量，精度达到1mm，最新产品精度已经可以达到0.1mm。
磁致伸缩液位计还可应用于两种不同液体之间的界位测量量。
防爆型设计，适合石油化工行业的油气罐、油库等危险场合；唯一可动部件为浮子，维护量极低。
车载液位仪可根据油罐车的深度和用户实际需求进行选择不同量程的液位仪。
4.4.2阀门开关传感器
阀门开关传感器根据油罐车的实际阀门型号进行选择，主要监测阀门的开关状态，通过磁力吸合状态来判断，便于管理中心及时得知开关状态。
4.4.3综合无线监控仪
车载综合无线监控仪是油罐车监控的核心设备，融合现场参数、现场图像、GPS定位数据等采集处理、自动分析等功能，同时通过GPRS/WIFI等多种方式进行数据上送。
设备内部功能模块如下：
主要功能：
1）可外接1个液位传感器、2个阀门开关传感器，同时预留其他传感器接入通道；
2）可外接两路车载防爆红外摄像头；
3）支持GPS定位功能；
4）支持GPRS/WIFI以及蓝牙等多种无线传输方式；
5）支持语音双向通信功能；
6）内置电池，保证断电情况下的实时监控；
7）最大支持32G扩展存储卡，保证现场数据的大量存储；
4.5电子铅封
4.5.1电子铅封
电子铅封采用RFID技术与二维码相结合，相比较传统的老式铅封，产品具有数码编码，产品和编码一一对应，绝无重复，防伪性能更高；电子铅封采用的是一次性封锁不破坏不能启封，有效地防止了以往老式铅封可以被撬动后依然复原的致命弱点。
通过手持终端对电子铅封进行读取，可以判断铅封是否遭到破坏或已经使用，从而在源头上监控油罐车进出油口的开启和关闭，确保没有偷油的可能。
4.5.2手持终端
手持终端是对电子铅封读取的有效工具，通过无线传输将数据与管理平台进行数据交互，取得铅封的相应信息。
4.5.3使用流程
施封：
使用钢丝（或封印线）抽紧，且只可能抽紧不能拉出。
验封：
RFID阅读器，无接触一键式验封，简单快捷，验封的同时可以将电子封印的数据采集到手持终端中，然后回传到主机数据库系统中进行检验、分析数据是否合法，同时手持终端取得车号、液位、运输过程是否正常等相关参数，以判断是否可以启封。
启封：
需用专用工具剪断，一次性使用。
封签内部封装有具有唯一ID号的非接触识别芯片，可以保证封签数码的唯一性和不可复制性，封印外部印有企业自主定义的唯一明码，安全性高。
五、系统功能
5.1实时监控
实时监控功能建立起了车辆与管理中心之间迅速、准确、有效的信息传递通道。
用户可以随时掌握车辆及油罐状态，迅速下达指挥命令。
实时监控内容包括：
1）车辆的位置信息，并在电子地图中动态跟踪；
2）车辆的其他相关信息，如停车、超速等异常状况；
3）车辆的实时液位及阀门开关状态信息；
4）车辆的实时监控图像；
5.2电子地图
本系统提供电子地图包括图片地图和矢量地图两种方式，用户可根据自身情况进行选择。
矢量地图：
系统应用Mapinfo支持的Tap格式对电子地图中的各种地物进行了矢量化处理，便于升级修改；提供了全国及各地市地图，地图精确，信息量丰富；可调比例尺缩放，漫游全图；用户可以调整地图到最佳显示状态，可将主窗口任意定位到所需的地图上；可查询公路、铁路、城市等特定位置和信息；自动制定优选路线；快速在电子地图上显示车辆信息，查看附近的车辆并进行调度；里程，停车时间、地点，车辆所在地图资料打印，方便制作领导或车辆管理单位要求的报表。
在电子地图上可直接查看某车辆的设备实时状态和图像。
5.3事件管理
系统提供丰富的事件管理功能，主要包括对各种操作和告警的管理。
对新产生的告警以及发生变化的告警，能够在告警窗口立即显示，并发出告警声音通知用户，提供统计的方式查看当前各局站中各类设备的告警情况。
本功能包括以下几个部分：
a）告警主动提示
当监控系统检测到有新告警发生时，自动弹出告警显示悬浮窗，显示当前存在告警的详细信息，如车辆、地点、时间、设备、告警值等信息。
可以设定告警窗口自动弹出的告警等级，只有发生了设定的告警等级的告警产生时，才弹出告警显示窗口，如：
可以设定只有紧急告警才弹出告警窗口。
b）统计与浏览
同时提供事件统计窗口，分栏显示当前已结束告警和未结束告警，告警信息包括告警发生的局站、设备、信号、告警信息、告警开始时间、结束时间等。
对已经确认或已经处理的告警，有明显的标志显示。
实时告警显示窗口需要能够支持用户通过点击表头栏目的方式对现有实时告警进行排序（升序或降序），排序后产生的新告警不排序。
排序标准包括车辆（加设备、信号依次排序）、告警开始时间、告警结束时间（区分已结束告警和未结束告警）、已处理或已确认标志。
提供根据用户习惯设置告警排列顺序的功能，可以定义新产生的告警是由上至下排列还是由下至上排列。
实时告警显示窗口背景色和文字色可以设置并保存，其中文字色可针对不同的告警等级分别设置。
具有处理告警权限的用户可以通过在告警显示窗口中选中一条告警并双击跳转到该告警信号所属设备的组态图中，查看该信号的实时值。
c）告警过滤和定制
用户可以选择对告警的筛选条件，包括车辆、设备、时间段、告警等级，在告警窗口中只显示符合条件的告警记录。
支持事件过滤和告警过滤模板、支持预警设置和预警模板定制。
d）告警发声
当有新告警以及告警发生变化时，能够根据告警等级发出不同的告警提示声音，提醒管理中心值班人员对告警进行处理；可以手动关闭告警声音。
e）告警扩展输出
提供告警输出的统一的、可扩展的接口，可以根据需要将告警信息输出到各类告警输出设备，通知用户对告警进行处理。
可以对告警输出方式、告警输出的告警等级条件进行设置。
支持的告警通知模式包括：
手机短信息（短消息中心模式）、电子邮件方式以及其他通知方式。
f）告警处理
针对已经发生的告警，可以对其进行告警处理，包括告警确认、告警强制结束、告警处理等等。
5.4统计分析
统计分析主要以图表形式进行输出，该管理功能是系统提供能进行查询的各种类别报表的总和，还包含了可以让用户自己能够定义一些报表。
因此，按照报表的性质，可以分为系统报表、自定义报表、实时报表这三种报表；其中，系统报表是指系统本身所固有的报表；自定义报表是指用户根据系统提供的工具进行定义的新生成的报表；实时值报表原本也属于自定义报表，这里将它从自定义报表中分离出来，主要是因为它所查询的数据是被监控设备的当前实时数据，而非历史数据。
报表台中报表若按照时间来分，有日报表、月报表、年报表、实时值报表、与时间无关的报表；与时间无关的报表，是指一些与时间无关的数据查询，比如：
车辆信息报表等。
按照报表中数据的表现方式，可以将报表台中的报表分为表格报表、图形报表（包括曲线报表、柱状图报表、饼图报表）。
为了便于用户对报表软件的使用，报表软件提供了一些辅助功能，这些功能有屏幕打印、帮助等。
5.5车辆管理
车辆管理可实现对用户所有油罐车的相关信息进行管理，主要包括几个方面：
1）车辆基础信息管理：
如车号、车辆采购时间、车辆维修、保险、年审、违章及事故等管理信息的相关管理；
2）车辆相关信息管理：
如车号及配置相关驾驶员个人信息等；
3）车辆历史信息管理：
如车辆行驶轨迹、在途时长、里程等信息；
4）车辆实时状态管理：
车辆的位置、在途还是入库状态等信息管理；
5.6系统管理
系统管理是对于系统自身的配置和管理，主要包括几个方面：
1、数据配置
数据配置主要包括管理人员权限管理、基础数据配置和修改、对于历史数据手工或自动导入。
2、数据查询
系统可以提供的强大数据检索功能来实现方便高效的数据查询功能，包括单项参数检索、多项参数的组合/跨表检索、全文检索等。
用户可随意挑选任何一组字段进行检索。
对于常用的查询，用户还可动态地生成数据视图来获取和查看日常工作中经常要使用的数据。
具体来讲，本系统的查询功能包括以下几部分内容：
关键字查询、组合查询、模糊查询功能、数据视图查询以及用户自定制组合查询。
3、系统自诊断
系统自诊断是对监控系统自身的运行情况进行监测，以组态方式显示监控系统的拓扑图及其各组成单元的运行状态，当出现异常情况时输出必要的告警信息。
自诊断功能，对由软硬件故障而引起的通信超时能及时发出告警；诊断对象有管理平台网络、各车载无线综合监控仪及传输网络的使用，自诊断信息包括管理平台是否正常，各车载无线综合监控仪是否能正常工作，并保持通信顺畅。
系统自诊断是系统正常运行的有效保障机制。
4、数据备份
系统提供了两个层次的数据备份机制。
第一，基于SQLSERVER数据库的物理／逻辑备份机制，这一备份机制能备份和恢复整个数据管理系统的物理数据库；
第二，车载设备进入车库或卸油点等建设WIFI无线网络的地点时，管理中心平台能从车载无线综合监控仪中自动读取历史数据，作为车辆转运的完整记录。
六、系统特点
系统具有以下几个特点：
1）融合数据、图像、电子地图等多种数据于统一平台，避免以往多个平台平行管理的方式，数据难以共享；
2）使用事件作为管理概念，对事件过程中发生的各种数据、视频按时间线索进行管理，保证用户对事件的直观浏览；
3）使用中间数据库，查询速度快捷；
4）报表所见即所得，所见即所得的报表界面，给管理带来更大便利；
5）采用C/S、B/S融合的架构，支持多种形式终端的访问，如手机、手持终端、平板等；
6）系统采用模块化设计，可按照用户实际需求进行相应功能扩展；
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