CN111612649B - 一种储运油品移动大数据管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种储运油品移动大数据管理系统。该系统包括：依次连接的储运油品移动上游系统、储运油品移动本地系统和储运油品移动下游系统；储运油品移动本地系统包括储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块、码头油船装卸油品移动管理模块和储运油品移动污水罐顶连通监控模块，储运油品移动上游系统分别与上述各模块连接，储运油品移动污水罐顶连通监控模块分别与各模块连接；储运油品移动下游系统分别各模块连接，储运油品移动下游系统用于将储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和码头油船装卸油品移动管理模块中的油品输送到用户。本发明能够实现油品资源的合理分配和调度，减少油品对环境带来的污染。

Description

一种储运油品移动大数据管理系统
技术领域
本发明涉及储运油品领域，特别是涉及一种储运油品移动大数据管理系统。
背景技术
目前石化炼油领域内的油品由上游的原料(包括原油)的采购开始，这些原料(包括原油)通过产油地区(包括油田)的港口油轮，或者运油火车的油罐车与汽车油槽车，长输管道，将这些原料油(包括原油)源源不断送到原料油加工工厂的油品储藏罐区，这些罐区再将原料油分配到生产装置进行原料油的馏份切割送各生产装置进行成品的炼制，再进一步将这些成品裂解制成各类的化工产品，这些生产装置制成的化工产品与油品再输入到油品储存的成品油罐区进行储存，这些成品油根据工厂的销售部门的销售合同清单输到各类用户的指定储藏地，这些成品的输送均通过工厂的本地的罐区、码头、油轮、装车站、油槽车、长输管道进行油品的移动实现的。
这个油品移动过程就是：上游系统(原料油进入)--本地系统(罐区储存)--下游系统(油品输出到用户)，这个油品的移动途径与储存过程就是油品的储运过程。在这个过程中油品会发生变化气相与液相的平衡的”多相维”变化使挥发(VOCs废气发生)造成油品的损失与对环境的污染，三废油品(污水、污油、污染气体)的处理油品的分配等等。
为了保证储运过程的顺利进行以最大的经济效益最快(周转率)最好的环保要求进行生产运行，必须采集所有的储运过程中油品移动而产生的大量数据即大数据的采集、处理、统计、分析。由于一个石化炼油工厂的原料产品都经过储运此“关口”，对油品的大数据管理显得越来越重要，它与目前现有的“普通数据库”不同，它包括：工艺、设备、计算机、自动化控制、数学数字处理、统计分析、安全等级各专业领域的配合才能实现。
石化企业在现有良好精细化管理水平上为深度解决经济效益和生产安全环保要求，决策层需要以最接近真实的数据预测未来以做出正确的生产经营决策，生产层需要根据市场经营的需要进行运行与安全预测预警，特别是储运领域，其油品的流动(移动)关系到原料的进与产品的出，其在石化企业的储运，主要是油品的移动整个过程中会产生大的信息与数据，利用这些大数据挖掘出大量储运领域内包括上游市场与下游市场信息，结合本地的运转信息，应用大数据的统计分析算法可以挖掘传统经验之外的潜在因素，最终通过油品数字化实现挖潜增效。
目前石化储运油品移动过程的“常规数据库”是通过现有的普通的DCS(集中分散控制系统)、PLC(可编程控制器)或SCADA系统所对应的控制参数、操作参数以模拟信或总线形式(OPC\RS-485接口)，将数据传到“常规数据库”，其存许多无法克服的缺点：
1.数据是简单的，包括：压力、温度、液位、流量、电流、电压和频率，粉尘、可燃气体相应工业过程控制参数是单调的、局部的，数量少，无法满足大数据巨量运算统计分析的需要。
2.数据是不连贯的，甚至是断链的、离散的、错误的。
3.这些数据只是代表其本地的操作控制系统参数，没有上游系统油品的信息，包括国际、国内市场、社会信息、气候信息、政治局势等等。这些数据也没有下游系统油品的信息，包括：产品销售、用户、市场的需求及油品移动过程工艺、设备、安全、环保、运输途中油品的质量等信息。
4.油品在储运及移动中会发生大量的油气“多相维”的变化，也叫可挥发性有机气体，即VOCs(油气)。
由于储运过程中油品属于化学品，在不同温度、压力之下，其油品会在液体状态变为气体状态，同时气体也会凝结为液体，液体也会冷凝为晶体、固体类稠油，在这类“多相维”变化下其产生的油气(也是油品的一种)如果管理不好会造成大气污染的环保问题，同时也是一种比较大的经济损失，根据统计其在储运过程中造成0.2％(移动总量)的损失。一个常规的1000万吨/年石化工厂其损耗可达2万吨/年。其经济损失达8000万元/年，而这类数据在目前数据采集及常规数据库中都有缺失的。而大数据处理往往需要此类大量的数据，进行统计分析，拿出优化优良方案，产生经济效益。
5.油品移动过程中会发生工艺上的不安全事故，例如空气进入油罐顶部与油气相混，当油气中氧气比例在12％左右时，碰到静电会爆炸。为了防止发生爆炸必须采取相应的措施。同时根据不同组分与比例的计算与爆炸极限关系，就要进行大量的数据分析得出结论与实际油品参数相符的不会爆炸的控制方案，这些数据的采集靠目前的常规数据库是无法办到的。
6.目前的常规数据库是这些控制参数的简单储存以防发生“问题与事件”。由于其数据的有限，无法满足大规模的数据统计与分析，都是靠事后人为估计，如果要达到当前IT技术那样进行“过程与市场数学模型”，“油品移动过程优化模型”，“数学与途径仿真”的功能是无法完成的，还需要挖掘大量相关的信息与数据。
以上6点决定了目前储运控制系统DCS\PLC\SCADA系统及相应的常规数据库不能满足储运油品移动大数据的管理要求，但是他们能够满足常规的控制要求。它们可以将其所拥有的数据通过OPC、RS-485接口与大数据系统进行通讯，作为大数据系统部分数据的来源，同时根据储运油品大数据系统OBMS反馈的优化方案的要求进行优化控制与操作指导，使之更加主动、更加完美、更加智能、更加有效的控制。
我国是世界上第二经济大国，也是世界上第一制造工业大国，其能源消耗在世界上数一数二，能源的主要来源之一原油70％以上靠进口，这种以原油作为石化产品源头的油品储运的过程称为“油品移动”，石化行业油品移动大数据的管理若采用数据采集、数据处理、统计分析和数学模型的计算，才可以大大提高精细化管理深度来解决经济效益和安全生产。
由于油品资源本身所具有的特殊点形成了一定的技术风险和困难因素，这些因素主要可以分为以下两种：首先，由于油品本身的化学特性，作为易燃、易爆、易中毒、易聚集静电等特性在油品移动过程中非常容易引发火灾和爆炸的安全事故。同时在蒸发或泄放过程中会造成“油品”的损失和造成环境污染问题，还要不断满足环保部门对油品移动的环保要求。其次，对油品移动时有其特定的技术要求，必须在特定的条件和环境下进行，并且采取相应的安全措施和设备装置，防止油品移动过程中发生火灾和爆炸的安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种储运油品移动大数据管理系统，能够实现油品资源的合理分配和调度，减少油品对环境带来的污染，以及防止油品移动过程中发生火灾和爆炸的安全事故。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种储运油品移动大数据管理系统，包括：依次连接的储运油品移动上游系统、储运油品移动本地系统和储运油品移动下游系统；
所述储运油品移动上游系统用于获取所有原料油品的采购信息、所述原料油品通过不同交通工具的输送信息和所述原料油品输送至工厂油品罐区信息；
所述储运油品移动本地系统包括储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块、码头油船装卸油品移动管理模块和储运油品移动污水罐顶连通监控模块，所述储运油品移动上游系统分别与所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块连接，所述储运油品移动上游系统用于将原料油品输送至储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区，所述储运油品移动污水罐顶连通监控模块分别与所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块连接，所述储运油品移动污水罐顶连通监控模块用于对储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区的油罐油品进行监控；
所述储运油品移动下游系统分别与所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块连接，所述储运油品移动下游系统用于将所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块中的油品输送到用户。
可选的，所述储运油品移动上游系统通过主动形式进行数据搜集，所述主动形式包括以OPC\RS-485的通讯接口与各专业单位进行通讯收集并进行分类处理方式，利用互联网、物流网的信息获取方式以及人工输入各类信息方式。
可选的，所述储运罐区管理模块包括储罐管理单元、灌顶连通监控单元、储罐界面安全撬装单元、储运罐区油气回收撬装单元和储罐信息单元，所述储罐管理单元用于对油品进行进油、出油、循环和倒灌的移动操作，所述灌顶连通监控单元与所述储罐管理单元连接，所述灌顶连通监控单元用于监控油品移动操作过程中的灌顶油气相关信息，所述储罐界面安全撬装单元和所述储运罐区油气回收撬装连接，所述储罐界面安全撬装单元用于对灌顶油气进行抽取并在所述灌顶油气在氧含量超标的情况下进行油气放空操作和报警操作，所述储运罐区油气回收撬装用于将油气回收至储罐管理单元的成品油罐，所述储罐信息单元分别与所述储罐管理单元、所述灌顶连通监控单元、所述储罐界面安全撬装单元和所述储运罐区油气回收撬装单元连接。
可选的，所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块包括依次连接的汽车/火车装卸管理单元、装车界面安全撬装单元和汽车/火车油气回收撬装单元。
可选的，所述码头油船装卸油品移动管理模块包括依次连接的码头油船装卸管理单元、船岸界面安全撬装单元、抽气机安全撬装单元和码头油船油气回收撬装单元。
可选的，所述储运油品移动污水罐顶连通监控模块包括储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元、污水池界面安全撬装单元、蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元和火炬监控单元，所述储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元用于监控污水池的废气并在废气超标时发出报警，所述污水池界面安全撬装单元与所述储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元连接，所述污水池界面安全撬装单元用于将所述废气抽至蓄热氧化炉或离子焚烧炉，所述蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元和所述污水池界面安全撬装单元连接，所述火炬监控单元用于在油品移动发生意外情况而通过火炬进行紧急泄放或者油品移动时产生油气无法收集需要泄放的安全联馈控制以及相关数据采集。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种储运油品移动大数据管理系统包括：依次连接的储运油品移动上游系统、储运油品移动本地系统和储运油品移动下游系统；储运油品移动上游系统用于获取所有原料油品的采购信息、原料油品通过不同交通工具的输送信息和原料油品输送至工厂油品罐区信息；储运油品移动本地系统包括储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块、码头油船装卸油品移动管理模块和储运油品移动污水罐顶连通监控模块，储运油品移动上游系统分别与储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和码头油船装卸油品移动管理模块连接，储运油品移动上游系统用于将原料油品输送至储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区，储运油品移动污水罐顶连通监控模块分别与储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和码头油船装卸油品移动管理模块连接，储运油品移动污水罐顶连通监控模块用于对储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区的油罐油品进行监控；储运油品移动下游系统分别与储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和码头油船装卸油品移动管理模块连接，储运油品移动下游系统用于将储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和码头油船装卸油品移动管理模块中的油品输送到用户。通过上述系统能够实现油品资源的合理分配和调度，减少油品对环境带来的污染，以及防止油品移动过程中发生火灾和爆炸的安全事故。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明储运油品移动大数据管理系统组成结构图一；
图2为本发明储运油品移动大数据管理系统组成结构图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种储运油品移动大数据管理系统，能够实现油品资源的合理分配和调度，减少油品对环境带来的污染，以及防止油品移动过程中发生火灾和爆炸的安全事故。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
这些年来，由于信息爆发式的飞速增长，让我们进入了真正的大数据时代，而大数据无疑是目前IT行业中炙手可热的先进技术与智能化的词汇与项目。它是指需要处理的数据规模巨大，产生速度快，具有一定的实时性，数据格式具有多样性，例如油品移动与储运的大数据涉及商业的市场化、社会化以及储运工艺、设备、计算机自动化控制、电气、安全、环保等专业。这些大数据中具有重要的工艺、商业、社会或科学等方面的价值。它与目前石化储运领域拥有的DCS与PLC控制系统及相应的SCADA控制系统，这些相应的“常规数据库”不同。储运油品移动大数据系统是一个范围大(整个数据链)包括油品的移动的上游、下游和本地的所有数据，必须借助于一种前所未有的方式，通过对海量数据进行处理、分析，以获得巨大价值的产品和服务，或深刻的洞察力，以及全新的储运油品移动过程的商业模式与社会模式。大数据的思维也许会给石化储运领域带来新的思考，以大数据为支撑，提升企业黑犀牛竞争力或会产生深远的影响以及巨大的经济效益。
储运油品移动大数据管理系统OBMS在此大背景下发展起来，它针对目前存在的问题提出了专门的技术，利用大数据的先进工具达到不断提高，不断优化。
1.数据的搜索挖掘是大数据的第一步，没有大数据搜集就没有接下来的存储、传输、处理和应用。OBMS(油品移动大数据管理系统)，在原有的DCS、PLC、自动控制系统的数据采集的基础上，利用IT技术、物流网、企业内部信息网，例如，企业的油品质量检验系统LIMS网，甚至采用人工输入方式，开发数据激活数据，让沉睡的数据创造价值。
2.油品移动大数据管理OBMS采用分布式架构，将整个油品移动过程分为三个系统，即上游系统、本地系统、下游系统，每个系统根据油品移动的需要(生产运行需要)设置多个功能模块(包括安全界面)，这种分布式大数据采集与控制架构可以搜集到海量的数据，再从这些海量的数据中挖掘出有价值的信息。通过数据统计分析数学模型等手段寻找油品移动的规律，提高管理水平，产生很大的经济效益。
3.针对目前的传统管理方式效率低的情况，通过人的专业知识去发现问题极易受到人为的主观因素影响，且很难界定油品移动的安全与危险状态及可靠性。由于缺少有效的数据与分析工具，对问题的规律的认识导致我们对于安全等问题的管理为“事后管理”方式，不能达到从源头上防治和管理的目的，而油品移动大数据管理系统OBMS通过全过程的大数据统计分析而达到很好的管理，例如油品移动组分、含氧量和静电聚集等数据分析与监控就能解决此类问题。
4.对数据源的管理，OBMS采用所有数据实行标准化要求，建立一个统一的标准化数据链，对一个分布架构的大系统，大数据库来说是必不可少的，在OBMS的三个子系统中均有专门的数据源DS表，并通过物联网传感器等多种手段获取巨量数据集，这些数据集非常庞大，海量的数据中蕴含了丰富的行业知识，从中发现新知识创造新价值。例如在OBMS的上游子系统SOUS中经数据分析，可以得出原料采购优化(包括原油)、原料油移动的管理、风险评估和风险预防信息，这些信息对企业生产的前馈作用意义很大，其经济效益很高。
5.储运油品移动大数据管理系统其分布架构为A\B\C\D四个等级其数据可以反馈与循环。
A级：为工厂、事业部门大数据平台，是一个基础单元。
B级：为地区分公司大数据平台，来自A级的组合集。
C级：为总部总公司大数据平台，来自B级的组合集。
D级为国家级大系统大数据平台(国家主管部门)，来自C级的组合集。
这种大数据技术能够有效解决行业结构性矛盾，增强行业创新能力，而目前我国石化大企业(中石化、中石油、中化、中海油、地区民营石化企业)的企业组织架构均符合这种分布式架构的操作。
6.储运油品移动大数据管理系统OBMS与IT智能运维平台(设备、仪表、电气运行、维护)进行通讯连接，将运维数字化的优势与功能引入，将大力助力油品移动数字化转型，操作，运营，决策三个维度应用。
图1为本发明储运油品移动大数据管理系统组成结构图一。如图1所示，一种储运油品移动大数据管理系统包括：依次连接的储运油品移动上游系统1、储运油品移动本地系统2和储运油品移动下游系统3。其中，储运油品移动上游系统SOUS(Store-transport OilUpriver System)、储运油品移动本地系统SOLS(Store-transport Oil Local System)和储运油品移动下游系统SODS(Store-transport Oil Downriver System)。而三个系统内按不同的管理方式与控制与操作的要求采用各种功能模块与装置单元，这样这个油品移动的复杂系统采用分布式架构以各种子系统与功能模块装置单元进行数据搜集并通过数据处理能力与储存量巨大Hadoop大数据平台进行管理，充分应用目前成熟的大数据技术。
储运油品移动上游系统SOUS用于获取所有原料油品的采购信息、原料油品通过不同交通工具的输送信息和原料油品输送至工厂油品罐区信息。
储运油品移动上游系统SOUS是一个原料油品的采购部门的系统，它负责工厂(事业部门)所有原料油品(包括原料)采购合同及相应将采购的油品通过海运、长输管道、火车、汽车等交通工具送进工厂(实业部门)的油品罐区的所有对外工作，这些油品的对外工作包括：
a)原料油品移动的途径的详细轨迹。
b)油品移动(运输工具及运输时间)。
c)油品的数量、质量(包括所有组分、密度、含水量、含硫、含氯等等参数)。
d)油品源头信息(工油品地区、公司、交油品的时间费用价格)。
e)地区气候对油品移动的影响。
f)地区政治因素对油品的移动影响。
储运油品移动上游系统SOUS通过主动形式进行数据搜集，主动形式包括以OPC\RS-485的通讯借口与各专业单位进行通讯收集并进行分类处理方式，利用互联网、物流网的信息获取方式以及人工输入各类信息方式。
这些数据往往数量巨大，大数据平台Hadoop按各服务名称、类别存储到HDFS(数据存储系统)并按要求进行统计、分析、数学模型计算，模拟仿真等供各类用户服务，大数据平台又将处理分析数据及结果反馈到油品移动子系统SOUS与SOLS进行数据循环，反馈起到一个正反馈作用，以取代最好的管理与市场效益SOUS收集数据信息，包括所有上游油品市场供求信息与详细的真是数据。
OBMS大数据又与工厂(事业部门)的质量检验中心LIMS自动通讯(RS-485)，获取输入原料(包括原油)所有质量数据(组分、含硫、含氯、含水、粘度等等)。
储运油品移动上游系统1进行数据标准化。
储运油品移动本地系统2包括储运罐区管理模块21、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块22、码头油船装卸油品移动管理模块23和储运油品移动污水罐顶连通监控模块，储运油品移动上游系统分别与储运罐区管理模块21、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块22和码头油船装卸油品移动管理模块23连接，储运油品移动上游系统用于将原料油品输送至储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区，储运油品移动污水罐顶连通监控模块分别与储运罐区管理模块21、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块22和码头油船装卸油品移动管理模块23连接，储运油品移动污水罐顶连通监控模块用于对储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区的油罐油品进行监控。
储运罐区管理模块21包括储罐管理单元、罐顶连通监控单元、储罐界面安全撬装单元、储运罐区油气回收撬装单元和储罐信息单元，储罐管理单元用于对油品进行进油、出油、循环和倒罐的移动操作，罐顶连通监控单元与储罐管理单元连接，罐顶连通监控单元用于监控油品移动操作过程中的罐顶油气相关信息，储罐界面安全撬装单元和储运罐区油气回收撬装连接，储罐界面安全撬装单元用于对罐顶油气进行抽取并在罐顶油气在氧含量超标的情况下进行油气放空操作和报警操作，储运罐区油气回收撬装用于将油气回收至储罐管理单元的成品油罐，储罐信息单元分别与储罐管理单元、灌顶连通监控单元、储罐界面安全撬装单元和储运罐区油气回收撬装单元连接。
储罐管理单元TMS：
a)储罐管理单元TMS，将罐区分为原料油品罐区(包括原油)、中间油品罐区和成品油罐区，在中间油品罐区与成品油罐区由100多种油品以上，所以一个工厂的油品罐区有几百台油罐。
b)每个油品的油罐按其操作与管理要求归纳为：进油、出油、循环、倒罐四个功能油品的移动过程。
c)油品在这些油罐存储与移动中会产生“多相维”作用，即油气挥发，例如油罐进油时，灌顶呼吸阀会将挥发的气相的油品(油气VOCs)向大气排放，造成油品的损失，同时又对大气产生污染造成雾霾与温室效应，此时必须对油罐罐顶连通监控单元TCC。
罐顶油气连通后挥发，由进罐油品移动量多少及温度与压力(气候)相关联，同时又要防止空气进入，一旦空气进入其氧含量达到比例(由油品组分决定)，碰到静电会发生爆炸，同时又要全部回收挥发油气，其功能由灌顶连通监控单元TCC实现。
储罐界面安全撬装单元TSU：
a)将罐顶挥发油品用抽气泵进行抽取，使罐顶油品移动到油气回收装置。由于气体油品含有氧气会造成闪爆，同时抽取泵产生负压又会造成油罐抽瘪的事故，由在线氧分析仪、压力传感器、切断阀、缓冲罐、抽风泵、阻火器等设备，由计算机DCS控制系统与安全联锁软件组成了一个界面安全装置单元，保证油品移动到油气回收装置单元安全地回收。TSU装置DCS系统将大量地油品移动数据通过OPC通讯接口输入到OBMS大数据平台。
b)如果安全装置TSU发生闪爆，TSU阻火器会将油品闪爆地火焰阻断，并会将装置的上、下游隔断。
c)如果油品移动过程中氧含量超标，TSU自动将油气放空，防止闪爆并进行报警。
储运罐区油气回收撬装单元VRU:
a)油品经储罐界面安全撬装单元TSU移动到油气回收装置单元，通过深冷至-75℃以下，将80％以上气态油品冷凝为液体，同时20％的气态油品经变压吸附装置进行吸附回收，经冷凝，吸附油品经回收泵送到相应的成品油罐，完成气相油品回收利用的功能。在此油品移动过程中温度、压力、流量、物位等等数据都由DCS控制系统完成，其所有数据DCS和PLC会自动通过OPC或RS-485接口自动输入OBMS大数据平台，操作工采用人工输入数据表将操作参数作为数据集形式输入OBMS的Hadoop平台。
b)油气回收撬装VRU由冷冻机、抽风机与各种传感器、阻火器与自动控制系统DCS和PLC组成，这些设备的所有数据与逆行数据自动进入OBMS大数据系统。
储罐信息单元:
a)油品移动到储罐储存会产生大量数据，它有氮气密封控制数据、呼吸阀数据、储罐液位、温度、压力、紧急泄放阀相关数据，油气与油品的气/液比和流量等，这种数据通过各类传感器或者计算机数学模型计算(罐表)自动输入OBMS大数据平台。
b)油品在移动过程中会发生移动轨迹，通过DCS或PLC控制系统将管道与泵、油罐、控制阀流程做成拓扑图，并进行数字化处理，这些数据可以通过OPC接口输入到OBMS大数据平台。
c)油品移动，通过在传感器与在线分析仪、控制阀、静态混合器的配合下经计算机专门软件的控制做到原油调合与油品调合功能。将各类油品根据装置处理的能力调合为适合调合装置运行的优化原料供生产装置处理(例如常、减压装置)，同时根据下游市场(用户的需求)需要调合为各类成品油油品。通过各类运输工具根据市场销售部门指令送到用户(例如92#、93#、95#汽油)。
d)工厂或事业部都有油品质量检验部门，将油品移动过程中的所有产品进行采样化验，油品质量检验部门的所有油品质量参数会通过质量检验中心的LIMS系统的RS-485接口自动输入OBMS的大数据平台Hadoop系统的数据库，进行处理、分类、统计、分析。
汽车/火车油品装卸油品移动管理模块22包括依次连接的汽车/火车装卸管理单元、装车界面安全撬装单元和汽车/火车油气回收撬装单元。
汽车/火车装卸管理单元:
a)汽车、火车装卸工作根据下游的销售部门电子工作单(通过大数据平台)经核实进行油品销售移动指令对装油槽车进行发油与卸油，同时采用“视频”数字化将油槽车的“牌照”“外貌”“人员信息”传入大数据平台。
b)火车、汽车在装卸过程中先经过装卸油品“自动排队程序”使油品移动专门规程(包括安全规程)与流程进行这些油品移动规程全部实现数字化，进入OBMS的大数据平台。
c)每次向用户发油、收油的油品数据，包括油品名称、数量(计量)、用户名称、质量信息、时间、油气挥发的回收、氮封状态和发油人信息，同时将发油设备运转参数按标准要求输入大数据库。
装车界面安全撬装单元:
在装卸过程中，油品的移动会发生多相维情况(油品会挥发成油气，也有可能空气的进入，使氧含量升高)，而装车界面安全装置撬装LSU就是将装车与油气回收装置之间设置一个界面安全的隔离。
a)通过LSU界面安全装置的抽风机对装车过程中产生的气相油品抽取并移动到油气回收、深冷/吸附模块化集成油气回收到撬装VRU装置。
b)通过DCS或PLC对油槽车空间挥发气体进行压力控制，保证油气的移动顺利进入油气回收撬装VRU装置。
c)对进入油气中的氧气进行在线监控与安全联锁，保证所有参数数据符合安全要求，整个过程数字化，数据进入大数据平台。
d)整个LSU撬装单元功能与上面储罐界面安全装置TSU相同，在此不重复。
汽车/火车油气回收撬装单元:
此部分功能与操作过程与储运罐区油气回收撬装单元VRU的功能与操作过程完全相同，在此不重复叙述。
码头油船装卸油品移动管理模块23包括依次连接的码头油船装卸管理单元、船岸界面安全撬装单元、抽气机安全撬装单元和码头油船油气回收撬装单元。
码头油船装卸管理单元：
a)码头油船停靠由码头油轮界面安全控制系统实现，并通界面安全系统的RS-485接口将所有靠岸过程参数进行数字化处理进入OBMS大数据平台。
b)装卸油品过程中，油品名称、质量参数、油气组分、含水量、油轮油泵的运转、油品的计量、油品发油目的地油罐、油品输入的源头地，油轮名称、编号、海关信息、及相应合同编号、航程信息、按标准化数据源DS要求输入大数据平台。
船岸界面安全撬装单元DSU：
a)油轮在装卸过程的油品移动中会产生多相维作用挥发大量油气(即VOCs)，同时在卸油过程中需要氮气补充，防止空气进入造成氧含量增加，所以要有一个船岸界面安全装置。
b)船岸界面安全装置DSU没有抽气泵，由于其油气量大，由专门大型压缩机实现，其大型压缩机在DSU下游。
c)DSU安装有阻火器，当船岸两地发生爆燃事故时自动阻止火焰、防止双方火焰互窜。
d)整个DSU撬装单元功能与上面储罐界面安全装置TSU相同，在此不重复。
抽气机安全撬装单元：
a)由于油轮卸放油气量大，故油气移动必须由功率大的压缩机来实现，并将油气移动(输送)到油气回收VRU装置进行回收。
b)ASU撬装在运行中根据上游DSU及管道分析仪要求及压缩机本身安全联锁要求设定油气高空放空的安全联锁。一旦压缩机紧急停车启动，油气自动放空到大气(高空)，保证油船正常装卸油的工作。
c)阻火器的安全隔离与阻火焰的作用。
d)压缩机进口的油气进行气液分离(抽风机即是压缩机)。
e)ASU装置运行所有参数和数据由：
i)DCS或PLC通过OPC接口或RS-485自动输入大数据平台。
ii)按数据源DS标准化要求将所有操作过程人工输入大数据平台。
f)ASU的运行过程：
1)油气通过切断阀进入油气分离，进入抽风机(压缩机)压缩后送VRU油气回收。
2)如果压缩机紧急停机、自动连锁、打开放空阀进行高空放空，抽风机自动停止。
3)缓冲罐既是气液两相分离作用，又是油气缓冲作用，保证油品移动稳定性。
4)氮气的作用是2个方面，第一通过氮气进行吹扫隔离，使空气中氧气稀释到安全含量；第二方面，将缓冲罐分离出液相油品输送到凝油罐。
5)阻火器(包括压缩机进出口与放空管道)阻断在油品移动过程中遇到氧气超限引起闪爆的火焰；同时阻断高空放油气时由于静电而发生的火焰。
码头油船油气回收撬装单元：
此部分功能与操作过程与储运罐区油气回收撬装单元VRU的功能与操作过程完全相同，在此不重复叙述。
储运油品移动污水罐顶连通监控模块包括储运油品移动污水罐顶连通监控管理单元、污水池界面安全撬装单元、蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元和火炬监控单元，储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元用于监控污水池的废气并在废气超标时发出报警，污水池界面安全撬装单元与储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元连接，污水池界面安全撬装单元用于将废气抽至蓄热氧化炉或离子焚烧炉，蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元和污水池界面安全撬装单元连接，火炬监控单元用于监控火炬排放系统中的相关信息。
储运油品移动污水罐顶连通监控管理单元：
a)储运油品移动过程中，由于多相维的作用，油品不仅会挥发为气相而且会溶解在水里，含水的油品会随着储存油品的油罐排水进入储运的污水池。污水池中油品随着温度与压力变化会产生气相油品。此气相油品如果挥发到大气会造成大气的污染，此气相叫VOCs，是不允许直接向大气排放，必须进行治理。由于污水池内油气含有空气(氧气)，硫化氢等有毒气体。一般处理方法是经废气焚烧炉进行热氧化反应向大气排放。
b)污水池顶的废气VOCs必须将含有的氧分子稀释到安全数值方能进入焚烧炉燃烧，否则容易发生闪爆。
污水池界面安全撬装单元SSU：
a)污水池界面安全撬装单元SSU能很好地将污水池顶废气等油品引至焚烧炉，并通过抽风机来控制污水池顶部压力。
b)污水池界面安全撬装单元SSU通过缓冲罐将废气中的液相介质分离，送入污油油罐，并且保证抽风机不含液进行安全运转，废气焚烧炉不带液焚烧。
c)废气氧含量超限，DCS控制系统会自动报警，还会进行安全联锁排放到大气，保证前后装置不发生由于氧含量超限引起回火或者爆炸。
d)阻火器作用是将焚烧炉的火焰引起回火、闪爆的事故进行隔离与阻断。
e)污水池界面安全撬装单元的计算机控制系统通过OPC与RS-485接口将所有数据输入大数据平台。
f)整个污水池界面安全撬装单元功能及流程与前述储罐界面安全撬装单元TSU相同。
蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元：
a)RTO为蓄热式焚烧炉，RCO为催化焚烧炉，离子焚烧炉温度可达1000℃以上。这些焚烧炉设备均将油品移动过程带有有毒气相的VOCs进行焚烧处理，并将燃烧过程中产生的热量通过废热锅炉产生蒸汽进行利用。整套焚烧炉均由DCS或PLC计算机进行控制，各种传感器收集的数据由计算机的OPC与RS-485接口输入到OBMS的大数据平台。
b)RTO、RCO、热氧化焚烧炉及离子焚烧炉的设备运行参数，例如鼓风机燃烧器、离子发生器等运行数据及排放废气组分等数据自动输入大数据平台或者人工输入到大数据平台。
c)废热炉的数据是涉及到VOCs排放的环保考核数据，也是国家环保部门对石油化工行业的越来越严格的环保治理与管理的重要依据。工厂环保部门通过IT或者物联网的大数据系统进行挖掘，更加完整、更加创新的技术信息进行数据分析，将优良方案反馈到管理部门。
d)工厂主管部门或环保管理部门可以通过大数据平台的服务站了解工厂环保治理的数据及工厂对周围环境污染影响的程度。
火炬监控单元FCS：
火炬排放系统是储运油品移动大数据管理的一个部分，也是油品多相维的一个部分。
在正常情况下，石化工厂会产生气相的油气，不能长时蓄存，必须通过燃烧进行排放，这个燃烧排放口即是储运的火炬装置。燃烧排放会污染大气，这些排放量占工厂VOCs排放总量的61％(美国EPA统计数据)，所以必须治理。目前采用的治理方法就是建立气柜作为中间缓冲罐，并且用火炬气压缩机将储存缓冲火炬气利用“多相维”原理进行压缩、脱硫处理后送入全厂燃料气总管，供加热炉作为燃料气进行利用。
在此过程中会发生气相、液相的平衡与转换，工艺技术采用气液分离装置进行分离处理、利用。
OBMS系统大数据管理主要数据采集。
a)将工厂每一个装置向火炬装置排放油品的信息采集，通过生产过程的DCS控制系统将排放的气液混合相的组分、压力、温度、密度、流量、控制阀开放数据、以及排放单位的排放时工艺数据及原因通过OPC与RS-485接口自动输入OBMS大数据系统。
b)火炬头燃烧排放装置的过程数据采集
当火炬气流量超过火炬气柜储在量或者火炬气气柜已达到上限时，火炬监控系统FCS会自动点燃所有长明灯，将各装置排放的火炬气按其预定规格引到高压火炬及低压火炬、酸性气(有毒H2S)火炬燃烧排放。
火炬气的排放考虑无烟燃烧的环保要求，通过传感器得出的火炬气分子量、热值、流量与消烟蒸汽流量进行三参数优化控制，利用DCS的优良控制特点实现前馈，多参数优化数字模型实现清洁排放。同时利用计算机对燃烧效率EC和火炬气VOCs的破解率DRE进行运算与闭环控制，在这些控制过程中大量数据均通过DCS、OPC和RS-485接口输入大数据平台，为火炬装置的使用效率和对环境大气的污染提供重要的数据。
c)火炬系统同时负责工厂在停电、停水、安全事故状态时进行安全联锁排放，保证生产装置的安全进行，此时的ESD(紧急停车)的流程：火炬气经过水封罐进入火炬头，水封罐是保证空气从火炬头进入火炬气管网，同时防止火炬头燃烧排放时发生回火引爆管网内气相油气的闪爆，这一过程的数据均会输入OBMS的大数据平台。
d)火炬气作为一种气相油品的移动过程实现数字化处理。
＜i＞将移动流程做成拓扑图，将每段管道的相关数据、阀门(控制网)的相关数据、泵的相关数据、传感器的相关数据、水封罐的编码信息进行可视化显示，传输到仿真模拟功能模块，这种数字化的模型以各类数据的模式与模型输入到OBMS大数据平台，进行传统分析和仿真分析，那么会达到很大的研究效率，可以进行优化控制，达到最大经济效益和环保效果，通过大数据分析模型，可以得到可视化的工厂排放污染源空气动态扩散的数据图形和仿真图。
＜ii＞在火炬移动进入气柜、压缩、脱硫过程中，将相关设备参数与操作参数通过DCS或PLC控制系统的OPC接口输入大数据平台，同时通过人工输入方式将整个油品移动数据输入大数据平台，提供油气回收数据分析，得到油品气相回收效率、利用效率和设备进行状态，据此制定合理、优化的管理方案，会产生很大经济效益。
储运油品移动下游系统SODS分别与储运罐区管理模块21、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块22和码头油船装卸油品移动管理模块23连接，储运油品移动下游系统用于将储运罐区管理模块21、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块22和码头油船装卸油品移动管理模块23中的油品输送到用户。
储运油品移动下游系统SODS是一个作为工厂生产的油品最终产品，推向市场销售的销售部门的系统，它负责工厂或事业部门(或者公司专门的销售部门)所有产品移动(输送)到用户过程，相应产品订单与用户联系信息的数据。
a)根据用户合同要求通过专门油品销售输送目的地的计划书，输入OBMS大数据平台，经过大数据平台统计、分析、制定产品输送途径进入操作系统，通知SOLS(本地系统)的码头，长输管道、火车、汽车装车单元建立供油品作业单。
b)销售部门(下游)信息采集
＜i＞将成品油海输送信息，通过物流网或人工输入方式输入大数据平台。
＜ii＞成品油火车、汽车输送信息通过物流网或人工输入方式输入大数据平台。
＜iii＞成品油输出、长输管道信息通过物流网或人工输入方式输入大数据平台。
＜iv＞成品油输出途径地区气候信息通过物流网或人工输入方式输入大数据平台。
＜v＞销售部门成品油信息人工输入。
＜vi＞本地系统成品油储存信息输入(通过SOLS成品油储存信息)。
c)油品移动信息数据的标准化
以上信息数据为了达到统一识别及不丢失并且互容性必须达到标准化。这些数据应该是主动型数据，其数量较大，其局限在应用性，与时间性要求，采用日志形式，提取或者可以检索、索引，大数据平台Hadoop按各服务名称、类别储存到数据储存库，并按要求进行统计、分析、数字模型计算、模拟仿真等供各类用户服务，并根据需求与时间不断更新反馈，并将数据及计算结果向本地系统SOLS反馈并进行数据循环。
d)用户信息反馈
＜i＞SODS设立用户对油品的使用和质量要求(包括油品移动交接)进行信息反馈数据的采集，可以通过物联网及人工输入手段输入大数据的平台。
＜ii＞采集油轮码头数据、汽车火车装车数据、长输管道数据、油品移动数据和交接信息数据，并建立数模与仿真模拟方式进行信息、数据分析。
＜iii＞将用户的第三方信息数据挖掘出来(包括加油站、国家成品油信息平台、加油站、国际成品油信息平台)。
本发明的储运油品移动大数据管理系统OBMS架构采用分布式，它适合目前石油化工行业组织结构，例如中石化、中石油、中国化工、中海油以及地区大型民企的组织结构，其适应性达90％以上，由于采用分布式架构，可以进行分级、分布、分批进行组建逐步完成。OBMS与目前石化行业的计算机控制系级DCS、PLC和SIS都能相容与达到通讯协议要求，并与DCS、PLC相互独立，不影响储运系统现有控制系统的运行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种储运油品移动大数据管理系统，其特征在于，包括：依次连接的储运油品移动上游系统、储运油品移动本地系统和储运油品移动下游系统；
所述储运油品移动上游系统用于获取所有原料油品的采购信息、所述原料油品通过不同交通工具的输送信息和所述原料油品输送至工厂油品罐区信息；
所述储运油品移动本地系统包括储运罐区管理模块、汽车/火车油品装卸油品移动管理模块、码头油船装卸油品移动管理模块和储运油品移动污水罐顶连通监控模块，所述储运油品移动上游系统分别与所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块连接，所述储运油品移动上游系统用于将原料油品输送至储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区，所述储运油品移动污水罐顶连通监控模块分别与所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块连接，所述储运油品移动污水罐顶连通监控模块用于对储运罐区、汽车/火车油品装卸区和码头油船装卸区的油罐油品进行监控；
所述储运油品移动下游系统分别与所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块连接，所述储运油品移动下游系统用于将所述储运罐区管理模块、所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块和所述码头油船装卸油品移动管理模块中的油品输送到用户；
所述储运罐区管理模块包括储罐管理单元、灌顶连通监控单元、储罐界面安全撬装单元、储运罐区油气回收撬装单元和储罐信息单元，所述储罐管理单元用于对油品进行进油、出油、循环和倒灌的移动操作，所述灌顶连通监控单元与所述储罐管理单元连接，所述灌顶连通监控单元用于监控油品移动操作过程中的灌顶油气相关信息，所述储罐界面安全撬装单元和所述储运罐区油气回收撬装连接，所述储罐界面安全撬装单元用于对罐顶油气进行抽取并在所述罐顶油气在氧含量超标的情况下进行油气放空操作和报警操作，所述储运罐区油气回收撬装用于将油气回收至储罐管理单元的成品油罐，所述储罐信息单元分别与所述储罐管理单元、所述灌顶连通监控单元、所述储罐界面安全撬装单元和所述储运罐区油气回收撬装单元连接；
所述汽车/火车油品装卸油品移动管理模块包括依次连接的汽车/火车装卸管理单元、装车界面安全撬装单元和汽车/火车油气回收撬装单元；
所述码头油船装卸油品移动管理模块包括依次连接的码头油船装卸管理单元、船岸界面安全撬装单元、抽气机安全撬装单元和码头油船油气回收撬装单元；
所述储运油品移动污水罐顶连通监控模块包括储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元、污水池界面安全撬装单元、蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元和火炬监控单元，所述储运油品移动污水罐顶连通监控管理单元用于监控污水池的废气并在废气超标时发出报警，所述污水池界面安全撬装单元与所述储运油品移动污水灌顶连通监控管理单元连接，所述污水池界面安全撬装单元用于将所述废气抽至蓄热氧化炉或离子焚烧炉，所述蓄热氧化炉/离子焚烧炉监控管理单元和所述污水池界面安全撬装单元连接，所述火炬监控单元用于在油品移动发生意外情况而通过火炬进行紧急泄放或者油品移动时产生油气无法收集需要泄放的安全联馈控制以及相关数据采集。
2.根据权利要求1所述的储运油品移动大数据管理系统，其特征在于，所述储运油品移动上游系统通过主动形式进行数据搜集，所述主动形式包括以OPC\RS-485的通讯借口与各专业单位进行通讯收集并进行分类处理方式，利用互联网、物流网的信息获取方式以及人工输入各类信息方式。
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