孫延吉，潘艷秋，唐珊慧，吳海東

（1.大連理工大學化工與環(huán)境生命學部，大連 116023；2.石化盈科信息技術有限責任公司，北京 100081）

1 GIS的作用和意義

地理信息系統(tǒng)（GIS），一種具有信息系統(tǒng)空間專業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、應用的技術系統(tǒng)。地理數(shù)據(jù)主要包括空間位置數(shù)據(jù)、屬性特征數(shù)據(jù)及時域特征數(shù)據(jù)三個部分，也是地理空間分析的三大基本要素。

從技術和應用的角度，GIS是解決空間問題的工具、方法和技術；從學科的角度，GIS是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發(fā)展起來的一門綜合學科；從功能上，GIS具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能；從系統(tǒng)學的角度，GIS具有一定結構和功能，是一個完整的系統(tǒng)。

近兩年GIS技術基于網(wǎng)絡和移動終端等廣泛應用于各行業(yè)，通過地理數(shù)據(jù)與業(yè)務數(shù)據(jù)的有效集成，運用地理相關析分析方法和手段可實現(xiàn)對業(yè)務的輔助管理、決策，提高計算機感知能力，增強信息關聯(lián)。

2 煉化企業(yè)現(xiàn)狀

隨著世界范圍內(nèi)石油化工生產(chǎn)技術不斷進步，全球煉化企業(yè)朝著一體化、集群化、規(guī)?；l(fā)展，煉化一體化就是集上游煉化到下游產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售于一體，其核心是實現(xiàn)工廠流程和總體布局的整體化與最優(yōu)化。煉化作為典型的資本、技術密集型行業(yè)，具有相對弱市場競爭、高危、大規(guī)模流程加工特點，整體的自動化和信息化處于相對較高的水平。

由于信息化管理的需要，GIS技術廣泛應用于煉化的工廠應急、環(huán)保監(jiān)控、車輛定位、安全生產(chǎn)、預案可視化培訓等各個方面。煉化企業(yè)多應用的是大型企業(yè)級GIS系統(tǒng)，它集成了多種可互操作的組件，可以在一個通用的框架下部署GIS應用，作為基礎組件應用于各業(yè)務模塊。

3 企業(yè)級GIS的關鍵技術

（1）數(shù)據(jù)集中管理。數(shù)據(jù)集中管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中和整合，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)深層次的挖掘，對企業(yè)的客戶數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析和評價。

（2）支持離線計算。煉化企業(yè)級GIS應用中包含有基于移動設備的應用，這就要求GIS軟件具有離線計算及數(shù)據(jù)更新能力。通過將數(shù)據(jù)庫中的一部分數(shù)據(jù)拷貝到移動設備上，拿到野外進行空間數(shù)據(jù)更新，獲取最新的設備巡查數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)等。

（3）支持空間數(shù)據(jù)庫負載均衡。為了實現(xiàn)基于空間數(shù)據(jù)編輯和訪問的負載均衡，建立兩套空間數(shù)據(jù)庫，一個提供只讀數(shù)據(jù)，用于數(shù)據(jù)發(fā)布和瀏覽；另外一個提供可編輯的數(shù)據(jù)，用于數(shù)據(jù)更新。定期作同步更新和發(fā)布，達到負載均衡、提高效率的目的。

（4）支持空間數(shù)據(jù)庫災難恢復。應用空間數(shù)據(jù)復制功能可支持建立遠程異地備份數(shù)據(jù)庫。當主數(shù)據(jù)庫更新時，異地備份數(shù)據(jù)庫同時行更新和同步。

（5）歷史空間數(shù)據(jù)的管理。企業(yè)級數(shù)據(jù)中心不僅要保存當前資源設施的狀態(tài)，還需要保存其歷史信息，即某個設備在過去某一時刻的狀態(tài)，或隨著時間的狀態(tài)是如何改變的，以及某個空間區(qū)域隨著時間的變化。

（6）空間ETL工具。ETL作為BI的核心和靈魂實現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取、轉換、清洗、裝載的過程，傳統(tǒng)的ETL只能完成非空間數(shù)據(jù)的工作。應用空間ETL工具可以支持多類型空間數(shù)據(jù)格式的抽取和轉換，還可以進一步提取出需要的信息，控制數(shù)據(jù)的質(zhì)量和行為，結合商業(yè)智能進行更多的展示，并利用GIS軟件進行空間分析和決策。

（7）SOA框架和WebServices。應用WebServices為不同的平臺之間共享數(shù)據(jù)和服務提供了途徑，不同地域、不同平臺、使用不同格式空間數(shù)據(jù)的服務可以分別實現(xiàn)并對外提供服務。通過基于互聯(lián)網(wǎng)服務協(xié)議標準（比如XML和SOAP）來實施GIS服務，與企業(yè)資源計劃（ERP）、客戶關系管理（CRM）和供應鏈管理系統(tǒng)實現(xiàn)有效整合。

4 GIS在煉化企業(yè)的應用

（1）安全環(huán)保質(zhì)量管理。對能耗、危險源、重點區(qū)域視頻、環(huán)境監(jiān)測、質(zhì)量信息進行整合集成，結合物聯(lián)網(wǎng)、移動終端和網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)、人員、環(huán)境三位一體的閉環(huán)監(jiān)控模式。在危險作業(yè)區(qū)，通過在流水線、機械設施和員工衣服上配置傳感器和電子標簽，管理中心能夠實現(xiàn)在在線監(jiān)控，集中管理。

（2）工廠應急管理。針對石化園區(qū)重大危險源，基于GIS實現(xiàn)應急救援輔助決策支持，建立煉化廠區(qū)的電子平面地圖、衛(wèi)星地圖、重點區(qū)域的三維模型，通過火場火情實時監(jiān)測數(shù)據(jù)交互，為緊急情況下實施應急指揮調(diào)度，迅速處理突發(fā)事件，提供數(shù)據(jù)支持；應用FLASH、VR等技術以多種方式展現(xiàn)應急預案，輔助員工培訓。

（3）環(huán)保智能監(jiān)控。基于物聯(lián)網(wǎng)和GIS、視頻監(jiān)控技術24小時監(jiān)測煉化工廠的重點區(qū)域環(huán)境污染情況。通過企業(yè)污染源前端的流量監(jiān)測設備實時采集信息，輔助監(jiān)督人員實時查看污染源排放情況及事故具體位置。

（4）智能化視頻監(jiān)控?；谖锫?lián)網(wǎng)的可視化視頻，接入智能分析報警，接入多個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關協(xié)議，接入直播攝像機或手機直播，在企業(yè)大屏監(jiān)控中心可以顯示多類型數(shù)據(jù)，應用電子地圖服務于視頻監(jiān)控業(yè)務管理、信息共享和決策支持，充分發(fā)揮GIS系統(tǒng)“一張圖”可視化集成展示和空間決策分析方面的優(yōu)勢。

（5）企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的核心理念在于感、傳、知、控，進而實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的有機聯(lián)系，地理信息是其重要的聯(lián)系的基礎。物聯(lián)網(wǎng)是智慧企業(yè)的物理基礎，其發(fā)揮作用，必須擺脫單點應用的格局。復雜的數(shù)據(jù)集成共享是物聯(lián)網(wǎng)應用難題，應用GIS的多源數(shù)據(jù)集成融合技術實現(xiàn)了物聯(lián)數(shù)據(jù)綜合利用，把海量的物理數(shù)據(jù)實時匯集起來，形成一個智能聯(lián)網(wǎng)。

（6）進出廠物流管理。基于衛(wèi)星、基站、定位技術的綜合位置信息服務，借助覆蓋全廠的移動通信網(wǎng)絡，通過手持或車載終端，滿足企業(yè)對進出廠車輛、人員監(jiān)控和調(diào)度的需求。將GIS集成應用于進出廠物流管理，應用電子地圖增強了物流管理能力；可以實時顯示出車輛的實際位置，對車輛和貨物進行跟蹤運輸，掌握車輛和貨物基本信息，同時用戶也能實時了解貨物在運輸過程及敏感區(qū)域的車輛情況。

（7）通信應用。通過地理信息系統(tǒng)的空間分析能力實現(xiàn)對通信資源管理和服務感知：資源管理、網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化、故障定位、移動位置服務、應急保障等，應用GIS的空間分析可以快速定位通信故障，為通信搶修提供幫助。