孙延吉，潘艳秋，唐珊慧，吴海东

（1.大连理工大学化工与环境生命学部，大连 116023；2.石化盈科信息技术有限责任公司，北京 100081）

1 GIS的作用和意义

地理信息系统（GIS），一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、应用的技术系统。地理数据主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据三个部分，也是地理空间分析的三大基本要素。

从技术和应用的角度，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门综合学科；从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统。

近两年GIS技术基于网络和移动终端等广泛应用于各行业，通过地理数据与业务数据的有效集成，运用地理相关析分析方法和手段可实现对业务的辅助管理、决策，提高计算机感知能力，增强信息关联。

2 炼化企业现状

随着世界范围内石油化工生产技术不断进步，全球炼化企业朝着一体化、集群化、规模化发展，炼化一体化就是集上游炼化到下游产品生产、销售于一体，其核心是实现工厂流程和总体布局的整体化与最优化。炼化作为典型的资本、技术密集型行业，具有相对弱市场竞争、高危、大规模流程加工特点，整体的自动化和信息化处于相对较高的水平。

由于信息化管理的需要，GIS技术广泛应用于炼化的工厂应急、环保监控、车辆定位、安全生产、预案可视化培训等各个方面。炼化企业多应用的是大型企业级GIS系统，它集成了多种可互操作的组件，可以在一个通用的框架下部署GIS应用，作为基础组件应用于各业务模块。

3 企业级GIS的关键技术

（1）数据集中管理。数据集中管理实现数据的集中和整合，实现对数据深层次的挖掘，对企业的客户数据、业务数据进行系统分析和评价。

（2）支持离线计算。炼化企业级GIS应用中包含有基于移动设备的应用，这就要求GIS软件具有离线计算及数据更新能力。通过将数据库中的一部分数据拷贝到移动设备上，拿到野外进行空间数据更新，获取最新的设备巡查数据、业务数据等。

（3）支持空间数据库负载均衡。为了实现基于空间数据编辑和访问的负载均衡，建立两套空间数据库，一个提供只读数据，用于数据发布和浏览；另外一个提供可编辑的数据，用于数据更新。定期作同步更新和发布，达到负载均衡、提高效率的目的。

（4）支持空间数据库灾难恢复。应用空间数据复制功能可支持建立远程异地备份数据库。当主数据库更新时，异地备份数据库同时行更新和同步。

（5）历史空间数据的管理。企业级数据中心不仅要保存当前资源设施的状态，还需要保存其历史信息，即某个设备在过去某一时刻的状态，或随着时间的状态是如何改变的，以及某个空间区域随着时间的变化。

（6）空间ETL工具。ETL作为BI的核心和灵魂实现数据的抽取、转换、清洗、装载的过程，传统的ETL只能完成非空间数据的工作。应用空间ETL工具可以支持多类型空间数据格式的抽取和转换，还可以进一步提取出需要的信息，控制数据的质量和行为，结合商业智能进行更多的展示，并利用GIS软件进行空间分析和决策。

（7）SOA框架和WebServices。应用WebServices为不同的平台之间共享数据和服务提供了途径，不同地域、不同平台、使用不同格式空间数据的服务可以分别实现并对外提供服务。通过基于互联网服务协议标准（比如XML和SOAP）来实施GIS服务，与企业资源计划（ERP）、客户关系管理（CRM）和供应链管理系统实现有效整合。

4 GIS在炼化企业的应用

（1）安全环保质量管理。对能耗、危险源、重点区域视频、环境监测、质量信息进行整合集成，结合物联网、移动终端和网络技术，实现现场作业、人员、环境三位一体的闭环监控模式。在危险作业区，通过在流水线、机械设施和员工衣服上配置传感器和电子标签，管理中心能够实现在在线监控，集中管理。

（2）工厂应急管理。针对石化园区重大危险源，基于GIS实现应急救援辅助决策支持，建立炼化厂区的电子平面地图、卫星地图、重点区域的三维模型，通过火场火情实时监测数据交互，为紧急情况下实施应急指挥调度，迅速处理突发事件，提供数据支持；应用FLASH、VR等技术以多种方式展现应急预案，辅助员工培训。

（3）环保智能监控。基于物联网和GIS、视频监控技术24小时监测炼化工厂的重点区域环境污染情况。通过企业污染源前端的流量监测设备实时采集信息，辅助监督人员实时查看污染源排放情况及事故具体位置。

（4）智能化视频监控。基于物联网的可视化视频，接入智能分析报警，接入多个物联网网关协议，接入直播摄像机或手机直播，在企业大屏监控中心可以显示多类型数据，应用电子地图服务于视频监控业务管理、信息共享和决策支持，充分发挥GIS系统“一张图”可视化集成展示和空间决策分析方面的优势。

（5）企业物联网。物联网的核心理念在于感、传、知、控，进而实现人与人、人与物、物与物之间的有机联系，地理信息是其重要的联系的基础。物联网是智慧企业的物理基础，其发挥作用，必须摆脱单点应用的格局。复杂的数据集成共享是物联网应用难题，应用GIS的多源数据集成融合技术实现了物联数据综合利用，把海量的物理数据实时汇集起来，形成一个智能联网。

（6）进出厂物流管理。基于卫星、基站、定位技术的综合位置信息服务，借助覆盖全厂的移动通信网络，通过手持或车载终端，满足企业对进出厂车辆、人员监控和调度的需求。将GIS集成应用于进出厂物流管理，应用电子地图增强了物流管理能力；可以实时显示出车辆的实际位置，对车辆和货物进行跟踪运输，掌握车辆和货物基本信息，同时用户也能实时了解货物在运输过程及敏感区域的车辆情况。

（7）通信应用。通过地理信息系统的空间分析能力实现对通信资源管理和服务感知：资源管理、网络规划与优化、故障定位、移动位置服务、应急保障等，应用GIS的空间分析可以快速定位通信故障，为通信抢修提供帮助。