文/胡代忠

航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度是復(fù)雜系統(tǒng)工程，點(diǎn)多面廣，涉及到油料儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收、發(fā)出等多個(gè)環(huán)節(jié)。任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤和漏洞，均會(huì)造成油料資源浪費(fèi)和流失[1]。當(dāng)某一保障區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件，需從周邊地區(qū)對(duì)油料儲(chǔ)備進(jìn)行調(diào)度時(shí)，若無(wú)法獲取準(zhǔn)確的油料儲(chǔ)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，僅依據(jù)儲(chǔ)備單位原上報(bào)未更新數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行調(diào)度，難于從全局上把握，將可能造成某一區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件而影響其它區(qū)域正常油料保障的狀況，甚至嚴(yán)重影響油料供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行安全，致使突發(fā)事件失控[2]。

當(dāng)自然災(zāi)害、公共突發(fā)事件、大型群體事件、恐怖襲擊發(fā)生時(shí)，傳統(tǒng)航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度模式已難于滿足油料應(yīng)急調(diào)度需要求，快速響應(yīng)油料保障能力亟待提高。應(yīng)用現(xiàn)代管理與決策理念和先進(jìn)技術(shù)，對(duì)航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備管理與調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行研究勢(shì)在必行。

該系統(tǒng)的研究，應(yīng)整體籌劃，嚴(yán)密論證，確定系統(tǒng)建設(shè)方向和目標(biāo)，找準(zhǔn)切入點(diǎn)，構(gòu)建完整、層次清晰的系統(tǒng)總體架構(gòu)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)油料運(yùn)輸量、儲(chǔ)備量、收發(fā)量等遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，對(duì)油料調(diào)度實(shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效且實(shí)時(shí)地掌握航空油料儲(chǔ)備精確數(shù)據(jù)，優(yōu)化配置油料資源，調(diào)整應(yīng)急儲(chǔ)備規(guī)模和結(jié)構(gòu)，提高應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度效率。

1.系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)由業(yè)務(wù)應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、數(shù)據(jù)支撐層和技術(shù)支撐層構(gòu)成，如圖1所示。業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要包括油料應(yīng)急儲(chǔ)備管理子系統(tǒng)和航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度子系統(tǒng)。應(yīng)用支撐層包括數(shù)據(jù)采集、查詢、統(tǒng)計(jì)、挖掘、集成及數(shù)據(jù)安全等數(shù)據(jù)處理模塊，還包括用戶認(rèn)證、權(quán)限管理、運(yùn)行日志模塊、系統(tǒng)維護(hù)等模塊。數(shù)據(jù)支撐層包括應(yīng)急儲(chǔ)備數(shù)據(jù)（如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)）和用于支持調(diào)度方案生成方法（如模型庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、案例庫(kù)和預(yù)案庫(kù)）[3~4]。技術(shù)支撐層包括各種用于支撐應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度方案生成的技術(shù)，如數(shù)據(jù)融合、模糊理論、證據(jù)理論等，還包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、微粒群等人工智能方法[5~6]。

系統(tǒng)整體物理結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)控制中心、數(shù)據(jù)采集、應(yīng)急儲(chǔ)備管理、應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度等子系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)控制中心是數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，為強(qiáng)化系統(tǒng)高效運(yùn)算、海量存儲(chǔ)穩(wěn)定性，除提供應(yīng)用服務(wù)器外，還應(yīng)提供備份服務(wù)器等安全穩(wěn)定的存儲(chǔ)設(shè)備。配置核心交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)的路由和信息轉(zhuǎn)發(fā)功能；設(shè)置接入交換機(jī)，為各終端安全接入提供硬件接口。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)油料應(yīng)急儲(chǔ)備單位的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和標(biāo)準(zhǔn)化，按一定時(shí)間間隔自動(dòng)收集數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)至中心數(shù)據(jù)庫(kù)。

應(yīng)急儲(chǔ)備管理子系統(tǒng)用于對(duì)各儲(chǔ)備油庫(kù)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的交互，完成數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)和儲(chǔ)備量預(yù)測(cè)等功能。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)置儲(chǔ)備量預(yù)測(cè)模型，當(dāng)現(xiàn)有儲(chǔ)備量低于預(yù)測(cè)值達(dá)到某一程度時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)?；趯?duì)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)預(yù)測(cè)模型，計(jì)算下一年度的儲(chǔ)備量預(yù)測(cè)值，為應(yīng)急儲(chǔ)備方案制定提供數(shù)據(jù)支持。

應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度子系統(tǒng)基于地理信息系統(tǒng)，通過(guò)與其綜合數(shù)據(jù)庫(kù)交互訪問(wèn)，對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)備量、位置、應(yīng)急保障點(diǎn)、需求量等信息實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。使用應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度模型，根據(jù)突發(fā)事件應(yīng)急保障需求，生成應(yīng)急儲(chǔ)備調(diào)度初步方案。從應(yīng)急調(diào)度預(yù)案庫(kù)中查找出與之相匹配的預(yù)備方案。將初步方案與預(yù)備方案作比較，進(jìn)行二次修訂，生成最終調(diào)度方案，并下發(fā)相關(guān)單位。在系統(tǒng)上對(duì)油料應(yīng)急調(diào)度態(tài)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，動(dòng)態(tài)監(jiān)控應(yīng)急調(diào)度執(zhí)行狀況。該子系統(tǒng)主要功能包括應(yīng)急調(diào)度態(tài)勢(shì)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、調(diào)度方案生成、儲(chǔ)備油庫(kù)監(jiān)控、應(yīng)急點(diǎn)監(jiān)控以及運(yùn)油車(chē)監(jiān)控等。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

2 數(shù)據(jù)控制中心

數(shù)據(jù)控制中心是系統(tǒng)中樞，主要由數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)和輔助平臺(tái)等組成。網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)包括交換機(jī)、防火墻及用于規(guī)劃整體傳輸模式的硬件等。數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)包括各應(yīng)用子系統(tǒng)服務(wù)器及存儲(chǔ)部件；輔助平臺(tái)包括操作員所使用的終端電腦及外設(shè)設(shè)備等。數(shù)據(jù)控制中心具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性、安全性和可靠性等性能。數(shù)據(jù)控制中心所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可為制定調(diào)度等方案提供決策依據(jù)[7]。

按瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)置數(shù)據(jù)控制中心。操作系統(tǒng)采用Windows，局域網(wǎng)采用1000Mbps高速以太網(wǎng)。冗余配置服務(wù)器、局域網(wǎng)，操作員工作站、部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)工作站等以節(jié)點(diǎn)接入局域網(wǎng)，共享服務(wù)器資源。采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能將服務(wù)器分開(kāi)設(shè)置，降低單個(gè)服務(wù)器負(fù)荷。設(shè)置核心交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急儲(chǔ)備骨干網(wǎng)的路由和信息轉(zhuǎn)發(fā)功能。配置接入交換機(jī)，確保各終端安全接入。數(shù)據(jù)控制中心硬件主要有應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和通信服務(wù)器等。

（1）應(yīng)用服務(wù)器

應(yīng)用服務(wù)器是數(shù)據(jù)控制中心的核心部件，它包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器等。采用雙機(jī)及雙網(wǎng)卡熱互備的分布式結(jié)構(gòu)配置服務(wù)器，運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件（ORACLE或SQL），提供開(kāi)放軟件接口和標(biāo)準(zhǔn)物理接口。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器用于處理、存儲(chǔ)、管理由儲(chǔ)油單位所采集上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。自動(dòng)恢復(fù)通信中斷期間的趨勢(shì)數(shù)據(jù)，以確保2臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器任何時(shí)候數(shù)據(jù)的一致性、完整性。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要用于油料應(yīng)急儲(chǔ)備歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供數(shù)據(jù)服務(wù)。為確保數(shù)據(jù)控制中心運(yùn)行穩(wěn)定性，設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器和備份服務(wù)器，為數(shù)據(jù)管理提供安全穩(wěn)定的存儲(chǔ)設(shè)備。備份服務(wù)器采用異地備份模式，對(duì)油料應(yīng)急儲(chǔ)備實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份，提高數(shù)據(jù)庫(kù)容錯(cuò)性和可靠性，實(shí)現(xiàn)較高災(zāi)難恢復(fù)保護(hù)級(jí)別。當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)發(fā)生丟失或損壞時(shí)，以便迅速?gòu)膫浞莘?wù)器還原恢復(fù)數(shù)據(jù)。

（2）WEB服務(wù)器

Web服務(wù)器是各個(gè)子系統(tǒng)與辦公網(wǎng)之間的銜接服務(wù)器。GPS系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)將油料應(yīng)急儲(chǔ)備有關(guān)信息寫(xiě)入Web服務(wù)器，并對(duì)其實(shí)時(shí)更新。Web服務(wù)器在辦公網(wǎng)絡(luò)中以網(wǎng)站形式出現(xiàn)，它既為辦公網(wǎng)上各職能部門(mén)提供油料應(yīng)急儲(chǔ)備信息，又避免與數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)或GPS系統(tǒng)以及其他無(wú)直接關(guān)系的計(jì)算機(jī)直接訪問(wèn)系統(tǒng)服務(wù)器。

（3）通信服務(wù)器

通訊服務(wù)器中運(yùn)行通信管理軟件，完成與業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)各儲(chǔ)單位的PLC/RTU的通信鏈接、協(xié)議轉(zhuǎn)換、通信系統(tǒng)的監(jiān)視及管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及管理、通信通道故障時(shí)主備信道的自動(dòng)切換等任務(wù)。

3.數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)通信等功能。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要用于從各儲(chǔ)油單位中心數(shù)據(jù)庫(kù)或從底層傳感器獲取系統(tǒng)所需的各類數(shù)據(jù)。以油庫(kù)為例，主要包括油庫(kù)名稱、油罐編號(hào)、品名、油高、油溫、密度等數(shù)據(jù)項(xiàng)。數(shù)據(jù)通信鏈路負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制調(diào)度中心之間的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

根據(jù)不同的數(shù)據(jù)通信鏈路和數(shù)據(jù)采集源，采用兩種讀取方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，一是專線接入和底層傳感器數(shù)據(jù)讀取方式；二是虛擬專網(wǎng)傳輸和數(shù)據(jù)文件讀取方式。

針對(duì)油料應(yīng)急儲(chǔ)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、安全性要求高，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)多的應(yīng)用環(huán)境，使用數(shù)據(jù)采集方式I（專線接入和底層傳感器數(shù)據(jù)讀取）。專線接入方式數(shù)據(jù)安全性高，實(shí)時(shí)性好。底層傳感器數(shù)據(jù)讀取方式能滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求，有效保證數(shù)據(jù)真實(shí)性和完整性。

中心采用APN專線，所有點(diǎn)采用內(nèi)網(wǎng)固定IP客戶中心，通過(guò)2MAPN專線接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器間采用私有固定IP地址實(shí)現(xiàn)廣域連接。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進(jìn)入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶進(jìn)入。在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器，為通過(guò)認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中泄漏。采用防火墻進(jìn)行隔離，進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。采用底層傳感器讀取方式采集數(shù)據(jù)。在采集數(shù)據(jù)點(diǎn)安裝相應(yīng)傳感器，使用傳感器網(wǎng)絡(luò)，對(duì)油庫(kù)/加油站進(jìn)行儲(chǔ)油業(yè)務(wù)底層的數(shù)據(jù)采集和處理。

數(shù)據(jù)采集方式II（虛擬專網(wǎng)傳輸和數(shù)據(jù)文件讀?。樘摂M專網(wǎng)接入方式。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取方式可滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求。采用虛擬專網(wǎng)接入方式VPN。中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接。客戶機(jī)通過(guò)VPN方式接入，采用動(dòng)態(tài)VPN解決方案，成本低，且滿足系統(tǒng)安全性要求?？刂茦I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)權(quán)限，保證數(shù)據(jù)真實(shí)性和完整性。

為了確保用戶在VPN網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的安全性，采用動(dòng)態(tài)口令牌和USBKey兩種身份認(rèn)證技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶合法身份驗(yàn)證。對(duì)各儲(chǔ)備油庫(kù)或規(guī)模較大的油庫(kù)建設(shè)罐區(qū)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)不同業(yè)務(wù)處理流程，這些傳感檢測(cè)數(shù)據(jù)保存在各油庫(kù)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，并按上級(jí)要求，部分上傳存儲(chǔ)至總部的中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。例如，油庫(kù)數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目主要包括油罐編號(hào)、油品名、油高、油溫、油品密度等。根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求，以一定頻率（如每天、每周或每月等）對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，從而滿足上級(jí)管理部門(mén)對(duì)應(yīng)急儲(chǔ)備點(diǎn)儲(chǔ)量變化的監(jiān)控要求。

采用數(shù)據(jù)庫(kù)直接讀取方式和文件傳遞兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取儲(chǔ)備數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)直接讀取方式涉及到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中表、視圖等處理操作，為了保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完整性和一致性，不對(duì)外部訪問(wèn)用戶提供直接讀取權(quán)限。

使用文件傳遞方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，即是由相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單位，根據(jù)相應(yīng)規(guī)范生成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)在各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的本地文件系統(tǒng)中，由系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊讀取該數(shù)據(jù)文件后，將所需數(shù)據(jù)按照規(guī)范通信協(xié)議封裝后，發(fā)送至系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。解析所接收到的數(shù)據(jù)后，導(dǎo)入中心數(shù)據(jù)庫(kù)，完成對(duì)系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)庫(kù)的更新。該數(shù)據(jù)采集方式因數(shù)據(jù)源是各下級(jí)單位的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)所生成的數(shù)據(jù)文件，操作模式易于被其接受，具有較好靈活性、安全性及數(shù)據(jù)完整性，一致性也可保證。例如，不具備上網(wǎng)環(huán)境的小型油庫(kù)或加油站，由其業(yè)務(wù)人員人工填報(bào)系統(tǒng)所需各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按規(guī)定頻率提交電子表格文件至系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心即可。

4.結(jié)束語(yǔ)

航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備管理與調(diào)度系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)，應(yīng)從航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源頭消除因“信息不對(duì)稱”所造成的應(yīng)急條件下航空油料資源配置與調(diào)度缺少科學(xué)依據(jù)的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)突發(fā)事件和油料儲(chǔ)備狀況，動(dòng)態(tài)進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度，加強(qiáng)航空油料應(yīng)急儲(chǔ)備快速響應(yīng)和保障能力。

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