冀中地区集中拉油计量管理系统的设计与应用

王天宇，赵立宁，李 琦，王进修，孙 炀，刘庆江

1.华北油田公司工程技术研究院，河北任丘 062550

2.华北油田公司天成实业集团有限公司，河北任丘 062550

3.华北油田公司技术监督检验处，河北任丘 062550

冀中地区油田区块密集，集中拉油点多达50余座，在集中拉油点日常工作中，原油和轻烃等油气交接计量管理工作占据了主要工作量。在集中拉油点，目前主要通过地磅、含水率分析仪等设备计算出油气的重量（油量）、原油含水率，从而计算出纯油量。然而，这些设备还处于独自工作的阶段，数据大都需要人工读屏填写，拉油车辆的车辆信息（包含车牌信息和司机信息等） 需要管理人员对照信息表手工输入，费时费力，出错率偏高；而且数据存储及传输方式落后，数据仍储存在本地计算机上，一旦计算机被木马入侵或者系统崩溃，计量数据信息将会丢失。

随着数字化油田的发展，油田生产管理方式已由传统管理模式向数字化管理模式转变，应用信息化技术、“互联网+”技术、大数据技术已成为油田现代化发展的趋势。为了提高冀中地区集中拉油点拉油交接时的管理效率，提升数据的精确度，使管理科学化、数字化，设计一种集成了车牌自动识别技术、原油含水率自动录入技术和原油基础信息自动采集技术等功能为一体的管理系统，实现数据自动采集、多级存储、实时上传，极大完善了数据采集工作，不仅减少了集中拉油点油气交接过程中的计量管理工作，还可以提高经济效益，达到了减员增效的效果。

1 系统概述

1.1 系统硬件

冀中地区集中拉油计量管理系统组成如图1所示，分为计量设备、终端设备、通信网络与监控中心（服务器端） 四部分。

图1 系统组成

（1） 计量设备主要用于拉油计量基础数据的采集，数据采集部分包括原油（或者轻烃） 重量数据采集、原油含水率数据采集、车牌识别数据采集，其中重量信息包含车辆的皮重、毛重，地磅装置通过RS485端口把数据上传至终端设备；含水率数据为实时在线采集原油含水率，通过增加OPC接口，使用RS232端口进行数据上传；车牌识别系统自动识别采集车牌信息、车辆以及驾驶员信息，它通过车牌一体化摄像机进行采集，使用TCP/IP协议进行通讯。

（2）终端设备主要包括本地计算机、本地数据库和打印机，其中在本地计算机上部署“集中拉油计量管理系统”软件客户端进行数据处理，主要包含数据解析、数据矫正以及本地存储与数据打印等功能。

（3） 考虑到集中拉油点地处偏僻，无网线覆盖，通信网络采用GPRS设备，通过移动网络传输至云服务器，实现广域网跨网段跳转局域网，最后进入数据中心服务器端。

（4） 监控中心主要工作为部署服务器、安装数据库软件，使“集中拉油计量管理系统”网页端上线，部署到公司局域网中，实现上级领导和其他各个机关处室能够监测和管理集中拉油计量管理数据信息。

1.2 系统软件

冀中地区集中拉油计量管理系统的软件部分主要由客户端和网页端两部分组成，用于数据的展示及处理。系统采用C/S和B/S混合模式的软件架构，构建客户端Windows Form应用程序和基于ASP.NET的Web应用程序，通过Web服务提供数据的双向传送，其中C/S模式是客户端与服务端之间的通讯，B/S模式是Web服务器端和IE之间的通讯。应用层使用VC编程，表示层使用C#编程，数据层则采用Microsoft SQL Sever 2012作为数据库，使用Microsoft IIS6.0作为Web服务器。该系统部署在局域网中，采用客户端/中间服务器/数据库服务器的模式，该模式能够较为灵活地处理数据信息，支持对所有的用户信息统一进行存储和管理，多用户可以同时向服务器提交访问请求，系统结构清晰，具有良好的可操作性。

客户端与服务器端的交互过程如图2所示，首先服务器端启动，建立监听端口，与客户端建立连接，下一步客户端发送HTTP请求头，服务器端响应生成结果回发，服务器端关闭连接，客户端解析回发响应头，恢复页面。

图2 客户端与服务器端交互方式

客户端的系统结构如图3所示，在WinForms和ASP.NET平台下，系统中需要定制AES加解密IP，键盘输入并添加EDK中自带的网络控制器IP。客户端作为整个系统的控制中心，当需要采集信息时，客户端经MD5算法形成自己的唯一授权ID，指令信息和ID信息经过AES加密后发送至服务器端，当服务器端响应其请求后，视其身份权限做出相应处理。

图3 客户端的系统结构

服务器端采用Microsoft SQL Sever 2012作为数据库，Microsoft IIS6.0作为Web服务器。服务器端的系统结构如图4所示，当服务器端收到经过AES加密的请求IP数据包时，信息在服务器端需要经过AES解密处理，根据解密后信息分析并提取请求方的ID信息和IP信息，客户端的ID信息是唯一的授权证号，根据客户端的ID信息，作出相应的处理。

图4 服务器端的系统结构

2 系统功能实现

冀中地区集中拉油计量管理系统的功能通过软件客户端与网页端两大部分实现， 客户端软件用于集中拉油现场的数据采集、数据分析、数据传输；网页端用于拉油计量数据的后台分析、查询、管理与打印。

2.1 系统客户端功能设计与实现

冀中地区集中拉油计量管理系统客户端软件主要包括录入模块、查询模块、统计模块、提交模块和维护模块。

录入模块：如图5所示，该模块主要功能是现场工作人员直接将装油、卸油数据进行录入，增加、删除及翻找拉油记录；人工录入拉油基础数据及自动采集称重数据；动画显示汽车拉油状态；自动计算拉油量及纯油量；打印输出拉油小票。

图5 装油数据录入界面

查询模块：如图6所示，该模块主要功能是现场工作人员、厂内工作人员根据装卸油地点、拉油车号、拉油小票及拉油日期等信息查询拉油记录，并且打印输出拉油查询报表。

图6 装油数据查询界面

统计模块：如图7所示，该模块主要有两种统计模式，一种是根据装卸油地点来统计全部或单个地点的拉油数据；另一种是根据拉油车号来统计全部或单个车号的拉油数据。同时打印输出拉油统计报表。

图7 装油数据统计界面

提交模块：如图8所示，该模块主要是显示尚未提交的新增拉油数据、上次提交情况及网络服务器地址；启动数据提交程序，将新增数据传输到网络数据库中。

图8 装油数据提交界面

维护模块：如图9所示，该模块主要是实现装卸油数据库的备份、恢复、批量删除等维护功能；实现装卸油地点选择库及车号、车型、容积选择库的增、删等维护功能。

2.2 系统网页端功能设计与实现

冀中地区集中拉油计量管理系统网页端采用Dreamweaver编辑HTML，使用ASP脚本作为一个Web服务器端的开发环境，ASP采用脚本语言VBScript作为自己的开发语言。主要用于管理者查询集中拉油计量数据及打印各级管理部门报表。

图9 装油数据维护界面

3 现场应用

目前，该管理系统在华北油田冀中地区12座集中拉油点现场安装应用，主要分布在廊坊、霸州、任丘与河间等工区，历时一个月调试后系统正式上线，具体安装情况展示如下：

图10为车牌识别一体化摄像头安装情况，摄像头采用严格标准的防爆摄像头，应用红外采集技术，穿线钢管采用镀锌钢管，摄像机软管部分采用防爆软管，摄像头与防爆箱均接地。

图10 车牌一体化摄像头安装

图11为车牌一体化摄像头调试界面，采用高清影像识别技术，图中红色线圈为摄像头识别区域，绿色线为摄像头水平识别检测线，黄色线圈为车牌识别区域。

图11 车牌一体化摄像头调试界面

图12为通讯传输设备GPRS蓝迪模块，蓝迪模块采用485数据输入，GPRS无线输出，实现拉油计量数据的传输与通讯。

图12 通讯传输设备GPRS模块

从现场运行情况来看，系统数据传输迅速，响应及时，真正实现了原油交接数据从原油交接站点开始的全过程网络化管理，使上级主管部门能够通过网络及时、准确地获取有关原油交接的最新数据。例如一辆拉油车辆的数据采集、录入、传输、存储，由以前的5～10 min操作时间，缩减到1 min，工作效率提高了近60%。

网络查询系统中原油交接数据自动对比功能的实现，对于及时发现原油交接过程中收、发油量的误差情况，避免原油运输中途丢失起到了非常明显的作用，同时还大大提高了原油交接工作的现代化管理水平。

4 结束语

集中拉油计量管理系统操作简单，利用该系统实现了各油气运销单位数据的集中监控、统计、分析、管理，各级管理人员能够及时、直观地掌握最新的油气库存及运销动态，实现了油气运销业务合理调配和集中调控，极大地减轻了人员工作量，提高了运销业务管理水平。集中拉油计量管理系统是拉油点数字化建设所迈出的重要一步，具有非常广阔的应用前景。