物聯網技術在油庫安全管理中的應用

摘要：油庫是石油儲備和供應基地，主要儲存原油、汽油、柴油等。受到石油產品易燃易爆特性的影響，油庫的安全管理工作乃重中之重。物聯網技術是在互聯網基礎上發展起來的新技術，其利用多種技術實現物與物的連接和數據分析。為提高油庫的安全管理水平，許多國家開始引入物聯網技術，并形成了多種基于物聯網的安全管理系統等，并取得一定成果?；谖覈蛶彀踩芾憩F狀，探究目前物聯網技術在油庫安全管理中的應用。

關鍵詞：物聯網；油庫；安全管理；管理系統；傳感器

石油作為重要的能源，是世界上眾多國家發展建設的重要基石，作為現代工業以及交通中的主要能源來源，在經濟發展中發揮著巨大作用［1］。石油的開采、加工、運輸等環節中會產生大量就業機會，推動著社會經濟的發展。另外石油是多種工業生產中的原料，如涂料、塑料、化肥等的生產中石油是必不可少的原材料，因此石油在經濟發展中占據著不可替代的作用。油庫是石油儲備和供應的基地，其接收、儲存、發放原油或原油產品，如儲存汽油、柴油等輕油料，也有儲存潤滑油、燃料油等重質油料。油庫儲存容量越大，輕油料越多，則其危險性也越大，一旦發生爆炸火災等事故，將會造成嚴重的生命財產損失。因此加強對油庫的安全管理尤為重要［2］。隨著現代化信息技術的發展，油庫安全管理在逐漸實現自動化、智能化和數字化。

物聯網技術（IoT）是信息科技產業的第三次革命，是互聯網的延伸擴展，能實現物體與網絡的連接，物體能直接借助傳播媒介實現信息的傳輸互通。物聯網中涉及的技術眾多，其中RFID、傳感器技術、納米技術、嵌入式技術等都是關鍵技術。而隨著這些技術的發展創新，物聯網也逐漸從概念到應用于多個行業中。在油庫的管理中，物聯網技術的應用能將油庫的各個單元互聯起來，實現對庫區的全面動態化監管，及時發現庫區的不安全因素，進而及時采取有效對策處理，保障油庫的安全性［3］。另外，物聯網技術的應用還有助于提高油庫各單元的工作效率和質量，保證工藝的靈敏化、信息的精準化等?；诖耍疚闹攸c探討物聯網技術在油庫安全管理中的應用。

1油庫安全管理現狀分析

油庫因其儲存產品的特點，導致其運行管理中存在較大的危險性，易出現火災、爆炸等事故。因此各個油庫都將安全管理作為重中之重。目前，國內外的研究者就油庫的安全管理進行了一系列的研究，并取得了一定成果。如美國、日本、西歐等發達國家在油庫的安全管理中已基本完成了數字化管理，在油庫安全管理方面已形成相對完整、系統的理論知識體系，油庫安全管理體系相對成熟。而在我國，油庫安全管理的成果主要集中在安全管理等方面，如在油庫風險事件建模、油庫安全事故的防控、油庫安全信息化管理系統等方面取得了一定成果。在油庫的數字化建設方面，我國起步較晚，導致目前我國油庫的安全管理尚未完全實現數字化管理，其距離智能化、數字化管理還有很長的路要走。

2物聯網的關鍵應用技術

2.1射頻識別技術

射頻識別技術（RFID）目前已在多個行業中得到廣泛應用，且其功能也有了明顯的擴展。RFID標簽也屬于傳感器技術，其融合了無線射頻技術和嵌入式技術，在自動識別、物流管理等方面應用前景廣闊。

2.2傳感器技術

傳感器技術是物聯網架構的重要組成部分，其采集信息的能力則直接影響到其余各個環節的正常運行，同時也關系著物聯網能否發揮其功能。近些年來，傳感器技術也得到顯著發展，越來越多不同類型的傳感器被研發出來，在我們日常生活中得到廣泛應用。在油庫安全管理中，不同類型的傳感器采集傳輸數據，能在多個傳感單元中交換信息，使得事物的互聯更加精準、靈活、自由。傳感器技術的發展朝著更加智能化、精確化方向發展，朝著更快、更小、更安全、更標準的方向發展。

2.3嵌入式技術

這是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術于一體的技術。隨著該技術的快速發展，以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見，小到人們日常生活中的手機，大到衛星系統等。在物聯網中，嵌入式系統將傳感器采集到的數據進行分類處理，是物聯網中重要的一環。

2.4數據傳輸技術

在物聯網中，UWB技術、藍牙技術等數據傳輸技術存在無法長距離傳輸的問題，而且用戶接入數量有限。近些年來，NB-IoT技術和LoRa技術開始在物聯網中得到應用，這兩種技術屬于大容量、覆蓋廣、功耗低、穩定性高的傳輸技術，非常有利于廣域物聯網系統的建設。

3物聯網技術在油庫安全管理中的應用

物聯網技術被譽為第三次信息技術革命，自提出以后就備受國內外各行各業人員的關注，其分為三層：感知層、網絡層和應用層。隨著物聯網技術的發展，將實現人類社會與物理社會的整合，在這個網絡系統中，數據處理中心能對網絡系統中的人、機器、設備等實現管理和控制，從而實現相關生活、管理活動的智能化，提高社會生產力水平。目前，我國的物聯網技術尚未形成產業鏈，未來有廣闊的發展空間。下面就我國油庫安全管理中物聯網技術的應用情況進行簡單探索。

3.1基于物聯網技術的安全管理系統

基于物聯網的油庫安全管理系統的架構包括操作控制層、業務管理層和管理決策層：（1） 操作控制層包括了部署在油庫的各種非常規作業場所的RFID標簽、各巡檢點的RFID標簽以及人員作業時所攜帶的防爆PDA等，RFID標簽和PDA標識了油庫的各種作業場所和巡檢設備的“物”。該層的主要作用就是采集各種物的數據信息，能自動記錄數據并上傳數據，能為其他兩層的相關管理工作、制定決策提供可靠的數據依據。（2） 業務管理層也即數據處理中心，其連通了油庫的各個作業場所、巡檢點與系統用戶，現場采集的數據能通過業務管理層傳輸給管理決策層。而且該層能對采集到的數據進行針對性的加工處理，然后將處理好的數據發送給相關管理部門和人員。當進行數據處理時，發現安全隱患，系統會立即準確定位安全隱患部位等準確信息，自動報警并聯動啟動相關設備，不僅為相關決策人員的決策提供可靠的信息，也能第一時間處理安全隱患，避免重大安全事故發生。（3） 管理決策層對油庫日常運行中的各種數據進行針對性處理后，得到各種不同主題的圖表、圖像等文件，然后再發送給相關管理部門和人員。總之，物聯網技術的應用改變了油庫的傳統管理模式，使得油庫的管理更加科學化、規范化，提高了油庫管理的安全性，而且還能滿足油庫建設以及日常運行的需求。

3.2油罐與管輸區的物聯網技術應用

目前，在油罐、管輸區中物聯網技術的應用主要依靠各種傳感器，一般是在油罐、管輸區的相關重要設備上安裝不同類型的傳感器，通過操作控制層將獲取的油罐位置、油罐特性、油罐內液體高度、油罐周圍的環境變化、油罐內油品的密度及壓力等原始數據傳輸給業務管理層，由數據處理中心對采集到的大數據進行針對性處理，使得管理決策層及時了解油罐、管輸區的各種實時狀態信息，以實現對油罐、管輸區的精準化、自動化、智能化管理。

由于新技術還在發展創新過程中，實際應用中難免會出現各種問題，如較為常見的有系統穩定性不高、相關設備安全性差、設備保護性措施少等。因此今后還需進一步深入發展，以發揮出物聯網在油罐、管輸區的監管效果。筆者認為，相關研究人員可從如下幾個角度進行研究：（1） 針對各種油罐、管輸區設備的專用傳感器的研發以及智能化傳感軟硬件的研發、升級和維護。（2） 優化對油罐、管輸區運行狀態的監測方式，并研發出更多的狀態監測工作模式，完善監控管理系統。

3.3車輛及工作人員安全的物聯網技術應用

在罐區車輛以及工作人員的安全管理中，物聯網技術的應用主要為：在各種運油車上安裝RFID標簽、M2M終端等，監控車輛的位置、車輛上各種油品的信息（如油品類型、油品溫度、油壓波動等）、車輛行駛周圍環境信息等。而采集到的這些數據會傳輸到數據處理中心，然后對車輛及工作人員的安全進行綜合評估。管理人員能動態地檢索駕駛人員身份信息、行為信息、車輛信息、車輛上油品信息，對人、車、物進行遠程的規劃和監控管理，一旦運輸過程中出現突發情況，便于管理人員及時作出決策，避免意外事故發生，保障車輛及人員的安全。

魏坤［4］等人曾在油罐車罐體結構對整車側翻研究的基礎上提出了“縱板式罐體”的概念，在罐體上安裝傳感器、報警裝置等，并能將采集的數據信息實時傳送到物聯網，便于監控人員實時查看監控信息，且車輛駕駛者也能收到反饋信息，這有利于保障油料運輸過程中的安全性。秦偉等人發明出一種基于物聯網的油罐車智能監控模塊及系統，能在油罐車的運輸過程中，實時采集各項環境數據并傳送給汽車中控臺和手柄終端，方便運輸人員實時監控，并能通過定位設備、無線傳輸裝置等將多種監控數據上傳到遠端服務器，再結合導航軟件，實時監測車輛的行駛情況，規避不良道路和惡劣的天氣，保障運輸的安全。

4物聯網技術在油庫安全管理中應用的實例

4.1火災自動報警系統

該系統主要由觸發件、報警裝置、聯動控制系統組成。該系統借助感煙探測器、感溫探測器等對周圍環境的燃燒、熱解等形成的煙霧、熱量數據進行分析，當超過火災安全的閾值后，會立即觸發報警裝置，同時啟動多個系統，如自動啟動滅火裝置、關閉管道閥門、切斷電源等，向消防部門報警，通知管理人員采取進一步措施等。例如在庫區的爆炸危險區域安裝火災探測器，一旦檢測到火警發生，將會立即報警并啟動相關系統。在基于物聯網技術的火災自動報警系統中，能更快更準確地發現火情，及時報警和處理，從而及早撲滅火災，減輕火災造成的損失。

4.2管道泄漏檢測評估系統

將不同類型的傳感器安裝在油氣管道外和管道內，如安裝壓力傳感器、油氣泄漏傳感器，這些傳感器實時采集管道的相關信息，如采集油氣管道的實時溫度、溫升溫降速率、溫升溫降趨勢等，可隨時顯示出整條管道上任意位置的溫度狀態。一旦發生油氣泄漏，會立即報警并準確定位，便于及時地處理。該系統能實現油氣管道的實時監測，及時發現管道外環境變化、管道內壁腐蝕狀況等，便于及早發現管道泄漏問題，便于相關工作人員及早干預，預防意外發生，保障油氣管道設備的安全運行。

有專家發明了一種基于物聯網的油氣管道泄漏在線檢測系統，該系統由傳感器本體和安裝管組成。由于傳感器在與油氣管道連接時，是通過內螺紋與外螺紋連接，而螺紋連接的內外螺紋之間存在間隙，導致油氣管道內部的氣體從間隙排出，降低了傳感器監測數據的準確性。而該發明中的檢測系統則能解決上述問題，通過螺紋桿在螺紋孔上轉動，在力的作用下帶動安裝塊上的錐形銷靠向圓桿上的錐形槽運動，錐形銷上有多個條形槽，錐形銷與錐形槽相抵后的脹套原理能使安裝腔受力擠壓縮小，使得安裝管與安裝腔之間無間隙，故而油氣管道內的氣體不會溢出，從而提高傳感器監測數據的準確性。

4.3地質災害監控評估系統

基于物聯網的地質災害監控評估系統通過在地質災害頻發的地段埋設不同類型的傳感器，借助這些傳感器獲取地質環境信息，并實時傳輸數據，確保管理人員能實時掌握災害動態，進而做出科學的決策。而且該系統還具有強大的數據處理能力，能快速地處理海量數據，保證監測數據的準確性和可靠性。該系統能實現設備之間的聯動，能提高系統的整體效能。系統將采集到的地質數據自動記錄并傳輸，以便于相關工作人員及時了解管道周圍的地質變化、管道變形數據等。一旦監測的數據超過了事先設定的安全閾值，將會自動報警，以便于相關管理人員及時處理，保證管道運行的安全性。

5結論

油庫作為國家發展建設中的重要基礎設施，其在人們日常生活以及相關產業發展中發揮著重要作用。受到原油產品特性的影響，其易出現多種危險事故，可能引發嚴重的爆炸、火災事件等，因此加強對油庫的安全管理就顯得尤為重要。物聯網技術在油庫安全管理中的應用則有助于使得油庫安全管理走向智能化、自動化、數字化，讓油庫各層管理人員實時掌握油庫各個環節、設備等的運行狀況，及時發現油庫運行中存在的問題，及早發現油庫運行中的安全隱患，便于相關人員及時制定有效對策，保障油庫的安全性。

目前，我國油庫安全管理中物聯網技術已有一定程度的應用，但其應用中依然存在諸多問題，相關研究者還需加大研究力度，構建出完整的基于物聯網的油庫安全管理體系，提高油庫安全管理的工作效率，減少事故發生。

參考文獻：

［1］何亦凡，杜俊霖，馮大鵬.油氣儲存企業智能視頻監控及分析數據的應用實踐［J］.中國石油和化工標準與質量，2023，43（7）：8284.

［2］馬駿.基于DCS技術的機場油庫可視化作業仿真系統設計［J］.無線互聯科技，2023，19（2）：7173.

［3］李清峰.石油庫與加油站安全檢查中存在的形式主義及整改措施［J］.石油庫與加油站，2022，31（6）：2930.

［4］謝巍，李玉恒，杜建波.民航油庫碎石地坪儲罐區防泄漏安全管理技術探討［J］.石化技術，2022，29（1）：152153.

作者簡介：張正澔，男，天津市人，工程師，碩士研究生，從事油庫管理工作。