基于SOA架構(gòu)的LNG接收站智慧槽車控制系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TE976 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)14-0133-05

1，2，3，（1.， 241000；2.， 3.， ）

Abstract:Inorder tosolvetheproblemofalmostall stagesoftheLNGreceivingstation tank truckfllngprocess being manuallymanaged，resultinginalargenumberofoperators，highworkintensitynoinformationexchangeinachstage，andlow flingeffiency.Acustomizedintellgenttankercontrolsystemhasbeendesigned，includingsystemschemedevelopment， equipmentprocurementanddebuging，onlineoperation，andafter-salesservice.Basedonthescientificprinciplesandmethods finteligenttechologyandbyombiningthecurentstatusofuipment，productionprocessharacterists，andselfotol data，theintellgenttankerplatformestablishedcannotonlyrunthroughtheentireloadingandunloadingstationbusines process，integrateinformationfromvariouslinksofloadingandunloadingbusinessbutalsoorganicallycombinetemanagement processwiththecontrolprocess，realizingthefullprocessmanagementof tankerloadingandunloadingandtankcontainerfillng on the same platform，effectively improving loading efficiency.

Keywords:LNGreceivingstationmanagementsystem;tank truckcontrol; SOAarchitecture;intelligenttechnology;busine process

LNG接收站作為LNG供應(yīng)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其管理與運營直接關(guān)系到能源安全和供應(yīng)穩(wěn)定。現(xiàn)有接收站由于缺乏數(shù)據(jù)交換機制，不同專業(yè)領(lǐng)域的信息平臺之間不能及時有效地共享合傳遞信息數(shù)據(jù)，進而形成信息孤島。當需要查詢多平臺信息時，往往需要多臺電腦來回切換，不但造成信息設(shè)備資源的浪費，且大量數(shù)據(jù)信息需要員工手動錄入平臺，勞動強度大且效率低。此外目前LNG接收站仍無法實現(xiàn)無人過磅，費事費力；系統(tǒng)未實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類，存在數(shù)據(jù)混雜的現(xiàn)象；車輛在場內(nèi)依靠人工調(diào)控，效率低下；日常裝車業(yè)務(wù)多紙質(zhì)，容易造成數(shù)據(jù)丟失和混淆，缺少一個可視化的工具能夠?qū)⒏黝悢?shù)據(jù)分類管理、直觀呈現(xiàn)2]。

為此，設(shè)計了一套基于SOA架構(gòu)的LNG接收站智慧槽車控制系統(tǒng)，包括開展系統(tǒng)的方案編制、設(shè)備采買及配套連接調(diào)試、上線運行及售后服務(wù)。通過集成各類生產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)，保證各系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息同步。將LNG接收站的管理工作由線下轉(zhuǎn)移到線上，提高LNG槽車控制的自動化、數(shù)字化、智能化管理水平3]。

1LNG智慧槽車控制系統(tǒng)概述

1.1LNG智慧槽車控制系統(tǒng)組成

LNG智慧槽車控制系統(tǒng)為了解決傳統(tǒng)槽車接收站軟件功能單一、站內(nèi)各環(huán)節(jié)仍然需要人工操作、通過紙質(zhì)記錄各類信息并保存、站內(nèi)管理人員無法便捷地了解站內(nèi)運作情況等一系列問題而開發(fā)的軟件平臺。在同一平臺上實現(xiàn)槽車裝卸及罐箱充裝的全流程管理，建成的智慧槽車系統(tǒng)包括管理端、手持端、手機客戶端、排隊叫號、PDA巡檢、PDA安檢、PDA槽檢、無人值守稱重、車輛調(diào)度、自助制卡和自助打印磅單等。

智慧槽車控制系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示，其中槽車智能化管理控制系統(tǒng)通過整合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、裝車信息管理系統(tǒng)、網(wǎng)站系統(tǒng)（操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫）車輛管理系統(tǒng)、查車系統(tǒng)和操作員狀態(tài)識別系統(tǒng)等，實現(xiàn)從槽車進場、充裝到離場的全過程管理，降本增效，確保槽車充裝全過程的安全運行。

1.2 SOA體系架構(gòu)

智慧槽車系統(tǒng)選用SOA架構(gòu)，是一種軟件架構(gòu)，而不是局限于某個技術(shù)的組合。其定義為“服務(wù)提供者完成一組工作，為服務(wù)使用者交付所需的最終結(jié)果。最終結(jié)果通常是使用者的狀態(tài)發(fā)生變化，但也可能是提供者的狀態(tài)改變，或者雙方都產(chǎn)生變化\"。SOA體系架構(gòu)模型如圖2所示。

應(yīng)用服務(wù)層L 服務(wù)管理平臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)一 業(yè)務(wù)系統(tǒng)二 業(yè)務(wù)系統(tǒng)三（開票制卡） （排隊叫號） （其他系統(tǒng)）業(yè)務(wù)組件服務(wù) 基 服務(wù)集成

組織機構(gòu)服務(wù)、可復(fù)用業(yè)務(wù)功能服務(wù)、其他服務(wù) 礎(chǔ)服務(wù)層 服務(wù)注冊 服務(wù)管理公共組件服務(wù) 服務(wù)發(fā)布

用戶與授權(quán)、身份認證與SSO、日志服務(wù)、數(shù)據(jù)

服務(wù)、數(shù)據(jù)交換服務(wù)、工作流服務(wù)、報表服務(wù)、表單服務(wù)、消息服務(wù)、查詢統(tǒng)計服務(wù)數(shù)據(jù)中心庫 數(shù)據(jù)交數(shù)據(jù)層換中心元數(shù)據(jù)庫ESB、BPM、SOA(SCASDO)、XML、WebserVice、WSDL、SOAP、UDDI、JMS基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件-UNIX/LINUX、WINDOWS、LDAP、Portal Server 設(shè)施網(wǎng)絡(luò)硬件

槽車智能化管理控制系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)如下：

1)基礎(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)采集層?，F(xiàn)場的物理設(shè)備層包括地磅、各種傳感器、批量控制器和讀卡器等基礎(chǔ)設(shè)施。設(shè)備的信號通過PLC、串口服務(wù)器、交換機等網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，采用串口通信、OPC服務(wù)等方式把數(shù)據(jù)采集到上位機系統(tǒng)。

2)數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層保存整個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。存儲方式包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、XML數(shù)據(jù)以及二進制數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)層最主要的存儲方式，數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的SqlServer數(shù)據(jù)庫中。

3)基礎(chǔ)服務(wù)層。整個信息化系統(tǒng)包括桌面應(yīng)用程序、手持終端的程序等多個展現(xiàn)平臺?；A(chǔ)服務(wù)包括日志管理、用戶和權(quán)限管理、數(shù)據(jù)服務(wù)管理、消息管理等基礎(chǔ)服務(wù)，以及可復(fù)用的業(yè)務(wù)模塊、針對特定業(yè)務(wù)模型的服務(wù)。

4)服務(wù)管理平臺。傳統(tǒng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)服務(wù)由應(yīng)用程序直接調(diào)取，但是當遇到需要多個應(yīng)用服務(wù)調(diào)取多個基礎(chǔ)服務(wù)時，該方式將導(dǎo)致大量的重復(fù)工作，因此本系統(tǒng)設(shè)有基礎(chǔ)服務(wù)層統(tǒng)一管理基礎(chǔ)服務(wù)，實現(xiàn)服務(wù)的集成、注冊、管理和發(fā)布等工作。

5)應(yīng)用服務(wù)層。應(yīng)用服務(wù)層包括信息管理系統(tǒng)提供的功能模塊。包括桌面應(yīng)用的裝車管理系統(tǒng)、手持終端系統(tǒng)等。通過服務(wù)的統(tǒng)一管理實現(xiàn)了不同系統(tǒng)的整合。

2LNG智慧槽車控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

本智慧槽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)主要分為外部槽車裝卸車業(yè)務(wù)和內(nèi)部罐式集裝箱裝卸車業(yè)務(wù)。

2.1外部槽車裝卸車業(yè)務(wù)流程

1)在車輛到達之前，系統(tǒng)接收信息化平臺推送的裝車計劃并存儲至數(shù)據(jù)庫。車輛按計劃時間抵達后，門崗安保人員使用PDA，逐項檢查人員及車輛信息，若無問題則放行進場至待檢區(qū)]

2)對于未預(yù)約車輛，提交紙質(zhì)單據(jù)，操作員在PDA上手動生成裝車單，詳細信息在營業(yè)廳錄入。超壓車輛去BOG泄壓區(qū)，完成后由工作人員在PDA確認。未培訓(xùn)或培訓(xùn)不合格的司押人員需到制卡辦公室培訓(xùn)并通過考試，合格后方可繼續(xù)后續(xù)流程。

3)檢車人員收到推送信息后，持PAD掃描車牌調(diào)出車輛信息和裝車計劃，按檢查單逐項核對，檢查合格后在PDA上確認放行，車輛進入裝卸車排隊隊列，司押人員通過屏幕了解隊列信息，及時稱重。

4)押運員聽到語言叫號后將車駛?cè)氲匕酰到y(tǒng)自動獲取車牌信息，抬桿允許車輛上磅，紅外對射檢測停放位置，廣播引導(dǎo)司機停車并下車過磅。押運員刷身份證后，界面顯示皮重、裝車計劃及可裝量范圍，超出安全值不能設(shè)定。設(shè)定完成后計劃保存至數(shù)據(jù)庫并推送至工程師站。

5)制卡結(jié)束后，系統(tǒng)通過智能措施保證車輛在裝卸區(qū)域內(nèi)不相遇，避免會車。司機根據(jù)語音和LED屏引導(dǎo)駛?cè)胝_鶴位，在撬島刷身份證/IC卡，系統(tǒng)匹配信息后下發(fā)至批控器，操作員按批控器提示準備并啟動作業(yè)，撬位人員全程指導(dǎo)并檢查作業(yè)過程留痕。

6)裝車完畢，車輛再次過磅，押運員在一體機上刷身份證確認毛重并簽字，若重量誤差在允許范圍內(nèi)，押運員可自助打印裝車單，否則需操作員檢查原因，排除異常后車輛方可離開裝卸站。

2.2內(nèi)部罐式集裝箱裝卸車業(yè)務(wù)流程

1)操作前，操作站人員通過系統(tǒng)將裝車單批量發(fā)送到智慧槽車控制系統(tǒng)，也可通過手持PDA自助預(yù)約罐箱充裝，提前將裝卸計劃提交到系統(tǒng)內(nèi)。

2)成品門崗道閘識別內(nèi)部車輛，自動抬桿放行。如罐箱超壓，車輛自行BOG泄壓，然后車輛根據(jù)隊列信息引導(dǎo)上磅。

3)過磅完成，系統(tǒng)根據(jù)罐箱容量、空箱重量、車輛毛重等信息自動計算裝車量，道閘自動放行。

4刷卡裝車流程與外部槽車裝卸車流程相同。裝車結(jié)束后，系統(tǒng)自動將數(shù)據(jù)推送到公司信息化平臺，無需現(xiàn)場打印裝車單，相關(guān)單據(jù)可在作業(yè)結(jié)束后匯總打印。

2.3數(shù)據(jù)接口的預(yù)留

圖3為本系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖，包括公司信息化平臺、罐箱管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)和移動式壓力容器監(jiān)管平臺等。系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，接口層連接系統(tǒng)的內(nèi)部和外部，保證內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全性也便于擴展，獨立的接口層可有效保證數(shù)據(jù)交互準確性、接口安全性、穩(wěn)定性、訪問效率和易擴展性。

3LNG智慧槽車控制系統(tǒng)功能介紹

根據(jù)本系統(tǒng)每個功能的核心任務(wù)和應(yīng)用場景，將智慧槽車控制系統(tǒng)功能分為作業(yè)流程管理、系統(tǒng)與安全管理以及數(shù)據(jù)與信息管理3類。

3.1LNG智慧槽車作業(yè)流程管理

為了確保實際作業(yè)順利進行以及提高裝卸效率，智慧槽車控制系統(tǒng)實現(xiàn)了多場景作業(yè)管理、車輛調(diào)度、車輛安檢及作業(yè)檢查、無人值守稱重、一鍵裝卸車、罐箱充裝和自助打印磅單等功能。

3.1.1 多場景作業(yè)管理功能介紹

智慧槽車控制系統(tǒng)著重解決接收站的無待作業(yè)停車場、重車停車場、槽車待裝區(qū)面積略小且與BOG回收區(qū)作業(yè)路線存在交叉、車輛不宜調(diào)整的難題，并且實現(xiàn)全流程自動控制，減少人工干預(yù)。其中：

1)智慧槽車控制系統(tǒng)通過與接收站信息化平臺相對接，實現(xiàn)遠程預(yù)約，精準調(diào)節(jié)固定時間段內(nèi)允許的預(yù)約數(shù)量。同時，可通過調(diào)取預(yù)約設(shè)備的狀態(tài)信息，自動計算車輛到站時間，及時發(fā)出調(diào)度指令。

2)智慧槽車控制系統(tǒng)在司機休息室設(shè)置信息推送大屏和IP廣播系統(tǒng)，在裝車結(jié)束后，及時提醒押運員打印出庫單，實現(xiàn)即裝即走。

3)系統(tǒng)接收接收站信息化平臺推送的裝車單，并及時向信息化平臺推送站內(nèi)裝車鶴位情況，為信息化平臺動態(tài)調(diào)整車輛提供技術(shù)保障。通過調(diào)整車輛到達時間，實現(xiàn)低待作業(yè)車輛甚至無待作業(yè)車輛的調(diào)度目標。同時，待裝區(qū)的空余可為需要進行BOG回收作業(yè)的槽車提供空間，降低交叉作業(yè)風(fēng)險。

3.1.2無人值守稱重功能介紹

LNG智慧槽車控制系統(tǒng)集成地磅無人值守功能，稱重管理軟件能夠采集有效的重量數(shù)據(jù)并上傳至平臺。

3.1.3一鍵裝卸車功能介紹

裝卸車業(yè)務(wù)主要由2部分組成，裝卸鶴位處的控制主要由批量控制器完成，其余業(yè)務(wù)由智慧槽車控制系統(tǒng)完成。

1)一鍵裝車。批控儀將裝車信息顯示在LCD屏上，并提供操作步驟提示，完成后啟動裝車流程。首先執(zhí)行吹掃放空程序，控制氮氣吹掃電磁閥間歇打開3次。根據(jù)液相鶴管入口溫度，智能判斷是否需要預(yù)冷。預(yù)冷階段，裝車調(diào)節(jié)閥自動打開，維持液相鶴管入口溫度下降，達到預(yù)冷溫度后結(jié)束預(yù)冷。

進入裝車程序，提示司機打開槽車上進液閥，撬內(nèi)廣播同步發(fā)出指令，裝車調(diào)節(jié)閥低開度運行進行噴淋。達到預(yù)定噴淋量后，提示司機打開槽車下進液閥，廣播同步提示，調(diào)節(jié)閥高開度運行，以額定流量裝車。期間根據(jù)流量計數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)閥門開度，維持流量平穩(wěn)，如圖4所示。裝車量達到預(yù)定低速充裝量后，調(diào)節(jié)閥低開度運行，通過PID調(diào)節(jié)，達到預(yù)裝量后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥和氣動切斷閥。充裝完成后，提示操作員進行吹掃放空、拆卸鶴管和靜電接地夾，完成裝車流程。

2)一鍵卸車。裝卸撬主要采用BOG卸車方式，氣化器卸車僅在投產(chǎn)期間使用。一鍵卸車流程針對BOG卸車。批控儀獲取相關(guān)信息，并提供操作步驟提示。操作員完成規(guī)定動作后，批控儀進入就緒狀態(tài)，啟動卸車流程。

卸車開始后，批控儀控制撬內(nèi)返回氣氣動開關(guān)閥、液相氣動開關(guān)閥同步打開，液相氣動調(diào)節(jié)閥全開度打開，槽車開始卸車，質(zhì)量流量計計量反向流量。為防止BOG將槽車內(nèi)的LNG卸盡導(dǎo)致熱車，批控儀通過監(jiān)測液相鶴管入口溫度、液相質(zhì)量流量計測量的密度和質(zhì)量流量計計量卸車量，及時關(guān)閉卸車控制閥。

卸車完成后，批控儀提示操作員進行吹掃放空、拆卸鶴管和靜電接地夾等步驟，完成卸車流程。同時，批控儀支持控制邏輯屏蔽功能，增強控制靈活性。

3.2LNG智慧槽車系統(tǒng)安全管理

為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和信息安全，LNG智慧

槽車控制系統(tǒng)實現(xiàn)了檔案管理、黑白名單、培訓(xùn)考核、自助制卡、設(shè)備監(jiān)控報警、信息管理和權(quán)限管理等功能。

3.2.1 檔案管理功能介紹

該智慧槽車控制系統(tǒng)具備對車輛、人員、公司信息等分類管理功能，且對所有進入系統(tǒng)、退出系統(tǒng)、修改信息的時間、人員、電腦名稱都有詳細的記錄，而且只有系統(tǒng)管理員可以查看，保證了數(shù)據(jù)的安全。

3.2.2 自助制卡功能介紹

該智慧槽車控制系統(tǒng)提供自助一體機，提供操作簡單的開單發(fā)卡和重車結(jié)算功能，支持觸摸操作，機內(nèi)集成人臉識別攝像頭、IC卡/身份證讀卡器、自動收發(fā)卡機和票據(jù)打印機等設(shè)備，可實現(xiàn)身份證識別、訂單確認、IC制卡和電子簽名等功能。

3.3LNG智慧槽車信息管理

為了確保數(shù)據(jù)的有效利用和信息的有效傳遞，所設(shè)計的LNG智慧槽車控制系統(tǒng)實現(xiàn)了生產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)分析存儲、權(quán)限管理和信息協(xié)同等功能。

3.3.1生產(chǎn)管理功能介紹

智慧槽車控制系統(tǒng)集成完善的生產(chǎn)管理模塊，包括工作計劃管理、檢維修管理、生產(chǎn)記錄管理、作業(yè)記錄查詢和操作卡/記錄卡模板修改等功能。

3.3.2 數(shù)據(jù)分析存儲與管理功能介紹

智慧槽車控制系統(tǒng)配置了安全可靠的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存儲內(nèi)容包括裝車計劃、裝車記錄、司機信息、車輛信息、證件信息、設(shè)備健康信息和過程管理信息等，支持分類匯總查詢、模糊搜索、圖形化展示等功能。

3.3.3 權(quán)限管理功能介紹

智慧槽車控制系統(tǒng)設(shè)置不同等級的操作權(quán)限，分操作員級、班長級、系統(tǒng)管理員級的操作權(quán)限，所有重要的操作均需要通過對應(yīng)的賬號和口令確認后才能進行。系統(tǒng)提供自定義的權(quán)限設(shè)置?？梢跃S護用戶組和每個用戶組可以操作的功能菜單和功能。

系統(tǒng)內(nèi)各角色的初步職能范圍見表1。

4結(jié)束語

對于LNG槽車裝車的智能化識別與應(yīng)用，現(xiàn)有槽車裝車管理系統(tǒng)升級改造后，應(yīng)具備先進性、穩(wěn)定性、開放性和可擴展性。通過建立一個覆蓋整個槽車裝車站業(yè)務(wù)流程的管理系統(tǒng)，并搭建具備強大數(shù)據(jù)兼容和處理能力的信息平臺，將管理過程與控制過程有機結(jié)合，整合裝車業(yè)務(wù)各個環(huán)節(jié)的信息，以實現(xiàn)全面的數(shù)字化管理。

1將信息化生產(chǎn)、自動化控制和智能化管理應(yīng)用到槽車充裝的全過程中，有效增強統(tǒng)計、調(diào)度和綜合管控能力，提高運行效率與安全性，實現(xiàn)從傳統(tǒng)管理模式向智能化管理模式的轉(zhuǎn)變。

2)通過降低裝車流程中的人工工作量，減少重復(fù)操作，省去排隊制卡、人工安檢、人員檢查、手動過磅打單、無序進場和紙質(zhì)單據(jù)確認等環(huán)節(jié)，降低人為操作錯誤，提升操作的便捷性與效率。

3)提升裝車場運行效率：從槽車進場到出廠各環(huán)節(jié)耗時約 5min （不考慮司機駕駛速度和停車技術(shù)），而常規(guī)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)耗時超過 20min ，每輛車可節(jié)約15min 以上，顯著提高槽車充裝效率。

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