王偉峰 吳 昊 李復(fù)智 劉 飛

〔1軍需能源質(zhì)量監(jiān)督總站西安質(zhì)量監(jiān)督站；2軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院軍事新能源技術(shù)研究所；3聯(lián)勤保障部隊(duì)蘭州儲(chǔ)供基地戰(zhàn)勤部〕

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在加油站信息化建設(shè)中的應(yīng)用不斷深入，加油站信息系統(tǒng)不再只是單一的電子記賬軟件，而是將業(yè)務(wù)管理、保障作業(yè)、感知控制和安防監(jiān)控有機(jī)融合，初步實(shí)現(xiàn)物-物互聯(lián)，解決加油站油料庫(kù)存、收發(fā)和消耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)掌控與安全監(jiān)管問(wèn)題，達(dá)到了供應(yīng)票證電子化、手續(xù)辦理規(guī)范化、庫(kù)存資源可視化、統(tǒng)計(jì)核算自動(dòng)化、安全管控智能化的建設(shè)目標(biāo)。隨著加油站多種自控設(shè)備的接入，網(wǎng)絡(luò)安全、信息保密、數(shù)據(jù)融合和軟硬件兼容的問(wèn)題也接踵而至，甚至成為阻礙“物聯(lián)網(wǎng)工程”在加油站推廣的瓶頸。為此，研發(fā)人員結(jié)合多年來(lái)致力于加油站信息化建設(shè)的研究與實(shí)踐取得的豐富經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際需求和加油站業(yè)務(wù)管理的需要，開(kāi)發(fā)了一款用于加油站自控網(wǎng)絡(luò)安全管理和數(shù)據(jù)集成融合傳輸?shù)摹⒛芘c“物聯(lián)網(wǎng)工程”系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接的綜合集成控制網(wǎng)關(guān)，較好地解決了“物聯(lián)網(wǎng)工程”落地“最后一公里”的問(wèn)題，取得了很好的實(shí)效。

1 綜合集成控制網(wǎng)關(guān)的構(gòu)成

綜合集成控制網(wǎng)關(guān)作為加油站信息化建設(shè)的中樞設(shè)備，連接加油機(jī)、油罐液位測(cè)量系統(tǒng)、ETC車卡識(shí)別系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、周界入侵報(bào)警系統(tǒng)和上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)等，并能通過(guò)數(shù)據(jù)集成中間件與“物聯(lián)網(wǎng)工程”加油站業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，進(jìn)而與“物聯(lián)網(wǎng)工程”其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。綜合集成控制網(wǎng)關(guān)的構(gòu)成主要分為硬件和軟件兩部分。

硬件包括綜合集成控制網(wǎng)關(guān)主機(jī)和顯示器、票據(jù)打印機(jī)等外圍設(shè)備。

軟件包括“物聯(lián)網(wǎng)工程”系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成中間件、綜合集成控制系統(tǒng)、通訊接口等。

綜合集成控制網(wǎng)關(guān)之所以是加油站信息化建設(shè)的中樞設(shè)備，主要是其通訊接口處于信息核心地位。這包括網(wǎng)關(guān)與加油機(jī)主板、液位測(cè)量系統(tǒng)、ETC設(shè)備、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、周界入侵報(bào)警系統(tǒng)等加油站各自控設(shè)備之間的接口和與上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)之間的接口。接口采用WebService技術(shù)，符合行業(yè)《加油站IC卡加油系統(tǒng)接口要求》，實(shí)時(shí)將“物聯(lián)網(wǎng)工程”需要的加油記錄等關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)集成中間件上傳至“物聯(lián)網(wǎng)工程”加油站業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，并將加油記錄、視頻監(jiān)控、液位測(cè)量、車輛進(jìn)出場(chǎng)、周界入侵等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)。

2 綜合集成控制網(wǎng)關(guān)的功能特點(diǎn)

綜合集成控制網(wǎng)關(guān)內(nèi)嵌綜合集成控制軟件系統(tǒng)，包括加油監(jiān)控、液位監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、車輛管理、周界入侵、數(shù)據(jù)接口等六個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備集中管理控制加油站自控設(shè)備的功能。網(wǎng)關(guān)軟件重點(diǎn)解決了將供應(yīng)數(shù)據(jù)上傳至加油站業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及加油站保障作業(yè)中的安全管控問(wèn)題，改變了以往加油站各自控系統(tǒng)孤支一攤、獨(dú)立運(yùn)行，老舊加油機(jī)改造難、維護(hù)成本高、IC卡接口不規(guī)范不配套的問(wèn)題。

綜合集成控制網(wǎng)關(guān)支持TCP/IP通信協(xié)議，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用Oracle 11g數(shù)據(jù)庫(kù)，加油流程符合“物聯(lián)網(wǎng)工程”建設(shè)要求，嚴(yán)格按照相關(guān)接口要求進(jìn)行研發(fā)，與多家主流品牌加油機(jī)實(shí)現(xiàn)即插即聯(lián)。其功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 綜合集成控制網(wǎng)關(guān)的功能結(jié)構(gòu)圖

3 綜合集成控制網(wǎng)關(guān)各功能的實(shí)現(xiàn)

綜合集成控制網(wǎng)關(guān)包含六個(gè)功能模塊，各模塊功能是通過(guò)實(shí)施分步控制的方法實(shí)現(xiàn)的。

3.1 加油監(jiān)控

IC卡加油系統(tǒng)由符合“物聯(lián)網(wǎng)工程”標(biāo)準(zhǔn)的加油機(jī)、“物聯(lián)網(wǎng)工程”加油卡和加油監(jiān)控軟件組成，主要實(shí)現(xiàn)卡機(jī)聯(lián)動(dòng)、受控加油、聯(lián)機(jī)加油、脫機(jī)加油、非卡加油、車卡對(duì)應(yīng)加油、非車卡對(duì)應(yīng)加油等功能。加油監(jiān)控功能包括控制軟件數(shù)據(jù)通信、加油卡信息讀取顯示、車輛加油實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、車卡對(duì)應(yīng)控制、黑名單控制、受控加油、預(yù)置加油量控制、加油槍參數(shù)設(shè)定、加油流水采集和查詢、加油憑據(jù)打印和查詢等。加油控制原理見(jiàn)圖2。

圖2 加油控制原理圖

加油站現(xiàn)存的不符合“物聯(lián)網(wǎng)工程”標(biāo)準(zhǔn)的IC卡加油機(jī)，可通過(guò)更換加油機(jī)主板并加裝IC卡加油控制盒的方式進(jìn)行改造，改造方案通過(guò)防爆認(rèn)證確保安全，從而降低新購(gòu)IC卡加油機(jī)的成本。

3.2 液位監(jiān)測(cè)

油罐液位監(jiān)測(cè)原理見(jiàn)圖3。

圖3 油罐液位監(jiān)測(cè)原理圖

油罐液位監(jiān)測(cè)是采用磁致伸縮液位儀和儲(chǔ)罐監(jiān)控儀替代人工測(cè)量油罐內(nèi)油高、水高、溫度、密度等參數(shù)的監(jiān)測(cè)方法，與傳統(tǒng)手工測(cè)量相比，具有精準(zhǔn)、快捷的特點(diǎn)，可同時(shí)密閉檢測(cè)多個(gè)油罐液位參數(shù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本地或遠(yuǎn)程查看，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境污染，提高工作效率。以MET-I-J型號(hào)為代表的磁致伸縮液位儀和以SKGK-300型號(hào)為代表的儲(chǔ)罐監(jiān)控儀，經(jīng)受住了高原、寒區(qū)、戈壁、沙漠等惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，表現(xiàn)出了良好的性能。

3.3 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由硬盤錄像機(jī)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、云臺(tái)控制設(shè)備等組成。通過(guò)集成建設(shè)的視頻監(jiān)控軟硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻信息網(wǎng)上傳輸并與上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)連接，形成多級(jí)綜合管理的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)加油站點(diǎn)主要由前端攝像機(jī)、報(bào)警器、嵌入式硬盤錄像機(jī)和顯示器等部分組成。在加油站監(jiān)控值班室配置一臺(tái)嵌入式硬盤錄像機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)查看任意一臺(tái)攝像機(jī)的圖像信號(hào)和檢索以往的錄像資料，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)前端攝像機(jī)的云臺(tái)鏡頭控制和信息的存儲(chǔ)傳輸，達(dá)到監(jiān)控圖像集中管理的目的。視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理見(jiàn)圖4。

圖4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

3.4 車輛管理

車輛管理由ETC天線、門禁系統(tǒng)和加油站車輛管理系統(tǒng)組成。在加油站進(jìn)口安裝ETC天線、地感線圈、道閘等設(shè)備，ETC天線與綜合集成控制網(wǎng)關(guān)和門禁系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，ETC天線將采集的車輛信息傳至綜合集成控制網(wǎng)關(guān)和門禁系統(tǒng)，綜合集成控制網(wǎng)關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、分析、存儲(chǔ)，并上傳至上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)。該系統(tǒng)與加油監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車卡對(duì)應(yīng)加油。門禁系統(tǒng)控制道閘實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)出控制。

加油站ETC車輛管理系統(tǒng)原理圖詳見(jiàn)圖5所示。

圖5 ETC車輛管理系統(tǒng)原理圖

3.5 周界報(bào)警系統(tǒng)

周界報(bào)警系統(tǒng)原理見(jiàn)圖6。

圖6 周界報(bào)警系統(tǒng)原理圖

采用靜電感應(yīng)電子圍欄報(bào)警系統(tǒng)，由探測(cè)線、現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器和報(bào)警主機(jī)組成，可24 h不間斷防范周界。一旦有人試圖翻墻出入，鋪設(shè)在介質(zhì)上的探測(cè)單元能夠立即感應(yīng)到入侵信號(hào)，并及時(shí)將入侵信號(hào)傳輸?shù)綑C(jī)房的報(bào)警主機(jī)，經(jīng)過(guò)報(bào)警主機(jī)的分析處理轉(zhuǎn)為報(bào)警信號(hào)，并聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警器對(duì)入侵人員起到震懾制止作用，報(bào)警主機(jī)輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)能抗擊電磁及無(wú)線電干擾，有極高的探測(cè)靈敏度和非常低的誤報(bào)率，并具有能在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作、使用壽命長(zhǎng)、易于安裝維護(hù)、故障率低等優(yōu)勢(shì)。

3.6 上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)

綜合集成控制網(wǎng)關(guān)就如同一座橋梁，打通了上級(jí)機(jī)關(guān)業(yè)務(wù)部門與加油站一線業(yè)務(wù)場(chǎng)景的聯(lián)系，是加油站“物聯(lián)網(wǎng)工程”建設(shè)的核心設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)加油站物-物互聯(lián)的樞紐。上級(jí)機(jī)關(guān)只需訪問(wèn)監(jiān)控管理平臺(tái)就能達(dá)到管控目的。上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)同步各類保障數(shù)據(jù)(包括加油站單位信息、油料存儲(chǔ)和消耗量、視頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、液位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、加油記錄數(shù)據(jù)、車輛出入數(shù)據(jù)等)，實(shí)現(xiàn)各類油料保障數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、匯總，并生成相關(guān)圖表供機(jī)關(guān)管理人員輔助決策。平臺(tái)采用先進(jìn)成熟的軟件開(kāi)發(fā)工具Visual Studio 2017和.net+MVC框架JavaScript作為輔助語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并配套使用了Oracle 11g數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 結(jié)語(yǔ)

研發(fā)人員基于加油站加油監(jiān)控，液位檢測(cè)、視頻監(jiān)控、車輛管理、周界報(bào)警以及上級(jí)機(jī)關(guān)監(jiān)控管理平臺(tái)等六個(gè)模塊開(kāi)發(fā)的加油站綜合集成控制網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用，有效地解決了制約加油站深化開(kāi)展“物聯(lián)網(wǎng)工程”建設(shè)的瓶頸問(wèn)題，是“物聯(lián)網(wǎng)工程”落地生根于加油站的必然產(chǎn)物，為“物聯(lián)網(wǎng)工程”在加油站的全面普及奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，也為油料安全管理和科學(xué)決策提供了有力支撐。