信息技术在石油管道运输管理中的应用分析

2013-04-12刘岩辽河油田油气集输公司

化工管理 2013年10期

刘岩(辽河油田油气集输公司)

石油管道具有分布范围广、传输线路长、沿线环境复杂，地理条件恶劣等特点，是维系原油产地与石油使用企业的一个重要传输渠道，对整个国民经济的发展具有重要意义。完整的输油作业系统不仅包含石油管道本身，还包括相关的配套设备如罐区、泵房等。随着信息技术的发展，石油输油系统中逐渐将通信技术、计算机安全管理技术、控制技术等信息技术手段应用到管道的运输管理中，将整个作业系统建立成为一个复杂的、功能完善的现代化输油管理体系，特别是人工智能监控技术的应用使得对石油管道运输进行远程在线管理成为了可能，可以不间断对原油在管道运输过程中的每一个环节进行数据采集和状态检测，能够第一时间发现和处理石油在管道运输过程中出现的问题或异常，提升对管道管理的水平，节约运营和维护成本。

一、基于信息技术的输油管道管理与监控系统硬件结构分析

1.1、系统硬件构成与实现功能分析

GIS技术的应用特点与石油管道对信息技术的要求相匹配，可以对管道位置和其他信息等进行定位、分配和数据采集，进而结合其他硬件或系统构成一个完整的输油管道管理与监控系统。系统主要有中心处理器、数据采集模块、I/O接口模块、GIS通信模块以及远程监控中心部分构成。

系统在被监控端由传感器、摄像头等硬件设备构成数据采集端，所采集的数据经由处理芯片进行数据处理，处理后的数据信息通过GIS系统中的GSM无线传输模块与远程监控端进行数据通信。被监控端也可以接收远程控制中心发送的操作指令，执行相应的操作。

整个系统的核心为处理芯片，该芯片可以选用能耗较低，执行速率较快、接口功能较为完善的ARM9系列芯片。其中ISA总线接口用于与数据采集设备进行数据通信；RS232C接口用于与GSM等无线通信模块进行通信和数据交换；内部中断控制系统可以用于执行预设指令或响应远程监控中心发送的操作指令。

整个系统可实现以下功能：（1）对石油管道运输过程中的数据进行采集，如流量、压力等；（2）将传感器、摄像头等采集到的信号转化为可被识别和处理的数据信息；（3）在本地进行基本信息处理，监控输油管道运行状态；（4）定时与远程监控中心进行数据通信，响应控制请求等。

1.2、硬件模块分析

分析图1可知，整个系统分为多个模块，每个模块由若干硬件组成。其中在中心处理器部分可以采用基于ARM9的数字信息处理芯片S3C2440。该芯片功耗低、性能高，具有多种数据交换接口，可与传感器模块进行并行通信，与I/O接口模块进行串/并通信，与GIS系统模块进行串行通信，还可以外接存储设备，便于对采集信息进行备份和管理。

GIS模块主要由GSM数据收发模块构成，包含GSM基带处理器、射频、供电、闪存、天线等多个部分，可以在不使用额外硬件电路的条件下完成信息的无线收发。选用该模块的意义在于其稳定性好，通信要求环境较低，可控性好。

数据采集模块则是由分布于各节点的传感器器件构成，可以实时获得多种石油管道输油信息，如管道压力、输油流量、管道状态等，便于实现智能化、自动化管道管理。

二、基于信息技术的输油管道管理与监控系统软件功能分析

对于该系统的软件功能分析可以从数据采集和系统监控与管理两部分进行。

2.1、数据采集功能

应用数据采集模块中的额摄像头、传感器等器件可以对输油管道现场的温度、压力、环境信息、流量等进行采集。采集后的数据被传输到处理器中进行处理和分析。需要说明的是，由于需要管理的器件较多，需要对每个器件设备分配唯一的地址和名称，在进行数据采集和传输时，设备对数据进行标注，而处理器则根据接收数据的地址、时间等信息确定数据的位置、环境等。

2.2、输油管道的管理与监控

整个系统的功能流程为：当系统商店运行后，首先进行自检，自检无误后进行初始化，开始对输油管道进行状态监控和状态管理。当检测到某一状态或接收到远程控制指令时，进行数据采集并通过数据转换变为可被识别和处理的数据信息，中央处理器对该信息进行分析和判断，若结果正常，则定时重复进行数据采集，若结果异常则分析异常原因，并将异常信息通过GSM无线通信系统按照一定的传输格式传送到远程监控端供远程监控中心分析和判断，信息发送完毕后重新进入数据采样过程，同时等待远程监控中心的控制指令。当接收到控制指令时，系统进入中断过程，优先执行控制指令。

通过上述流程即可实现对石油输送管道的自动化、智能化管理。