电子化在计量交接业务中的应用探索.docx

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1、计量交接电子化在天然气管道生产中的应用探索摘要：天然气作为清洁能源越来越被重视，中国石油天然气长输管道里程达40000公里，年输送天然气过千亿方，管道交接业务量较大。传统的计量交接业务模式采用线下抄表，手工记录交接量，供需双方现场签字盖章完成交接，双方需要每日往返现场。对于部分距离场站较远的天然气客户非常不便。以纸质单据作为结算依据的方式，由于纸质单据数量大，存在着传递耗时、单据保存成本高、统计难度大、核查困难等诸多问题。管输企业急需利用信息手段改进业务模式，简化流程，优化管理，提升效率。本文以中国石油长输管道计量交接管理为例，阐述了传统计量交接业务现状，结合中国石油信息化特点，对计量交接电子

2、化应用方案进行探索，给管理决策和信息化建设决策提供参考意见。关键词：天然气 长输管道 计量交接SCADAPKI管道生产1,背景概述以中石油管道销售为例，2014年全年销售达1200亿方，日均交接量达3.28亿方，交接量巨大。长输管道计量交接不同于个人用户，不只是交接量巨大，管理也更严格，有一套既定的流程模式。按照传统的计量交接模式，场站计量员每日早8:00抄录流量计前日累计流量和气质组分数据，形成计量交接凭证和气质分析报告单据。长输管道的天然气用户（以下简称客户）方计量员在门站抄录好流量数据后，携带计量章和流量数据单启程前往长输管道场站现场交接。一般要求门站计量员在8:05左右赶到场站，现场确

3、认计量交接凭证和气质分析报告，双方签字盖章，一式三份。除场站、客户各留一份外，还有一份需要场站按月打包邮寄给公司销售部门留底备查，一般需要存档五年。按照中石油管道业务规模测算，每年仅存档纸质计量单据就有约300万张。而每年因赶往现场确认交接所消耗的人工及办公成本折算约2000万元。采用信息化手段进行计量交接业务管理，将现场确认工作改为网上确认，将计量单据电子化，实现无纸化办公的需求迫在眉睫。经过实地调研考察，并与中石油管道生产、信息、内控、企规、市场等多方业务人员交流，对计量业务电子化提出了具体需求：随着流量计检验检定日益完善，自动化水平日益提高，推动计量交接电子化工作。通过场站自控系统将计量

4、数据远传至生产管理系统，自动生成计量电子单据，通过网上确认的方式实现场站与客户的远程计量交接确认。改原来的每日前往现场进行核查为每月进行一次计量核查，降低现场确认的成本，提升工作效率。2,基础条件中国石油经过多年信息化建设，在天然气与管道方面已经建立了完备的SCADA系统、中间数据库系统、生产管理系统。具备了实现计量交接电子化的基础条件。2.1SCADA 系统：SCADA系统是一类功能强大的计算机远程监控与数据集成系统，它综合利用了计算机技术、控制技术、通讯与网络技术，完成了对测控点分散的各种设备设施的运行数据采集。在天然气管道方面，中石油已实现了自动控制系统对管道全线进行监控和管理，可达到现

5、场无人操作的水平。在管道的各个工艺站场和监控阀室分别设SCADA系统的站控制系统(SCSStation Control System)和远程终端装置(RTURemote Terminal Unit)。调度控制中心的主要任务是通过各站的站控制系统及监控阀室的RTU完成对该管道进行数据采集、数据处理及存储归档、控制、故障处理、安全保护、报警等任务，同时完成设备运行优化及模拟培训等功能。调度控制中心的调度和操作人员通过SCADA系统操作员工作站提供及显示的管道系统工艺过程的压力、温度、流量、气体组分、设备运行状态等信息，完成对管道全线的监控及运行管理。SCADA系统采用管道光纤通信作为主用信道，卫星

6、通信作为备用信道。2.2 中间数据库系统：中间数据库系统本质是一套实时数据库，该系统与SCADA系统集成，实时存储SCADA历史数据，将其转化为对各类业务有效的公共信息。中间数据库可以为管道生产管理和调度、数据分析、决策支持及远程在线浏览提供实时数据服务和多种数据管理功能，已经成为天然气与管道信息化的基础数据平台。其他管理信息系统通过访问中间数据库获取实时数据，避免了对SCADA系统的干扰。其他信息系统实时采集、获取管道运行过程中的各种数据，满足生产管理、过程监控、经营管理之间对实时信息完整性、一致性、安全共享的需求。中间数据库为自动化系统与管理信息系统间建立起信息沟通的桥梁。2.3 管道生产

7、管理系统：由中国石油自主研发具有自主知识产权的生产管理系统，实现了天然气与管道的上下游一体化、集中调控管理，系统包含计划管理、调度运行、运销计量、能源管理、统计分析、决策支持等业务功能。管道生产管理系统在最近的一次大规模版本升级中统一了各地区公司的计量交接业务表单和流程。管道生产管理系统的应用有力的保障了企业标准化管理要求。2.4 统一身份认证平台：在十二五期间，集团公司已经全面推动了统一身份认证平台应用。其目标是实现身份管理与统一认证服务和应用系统的集成，建立统一的数字证书强认证体系。目前，中国石油统一身份认证平台更多的应用于企业内部的用户身份管理。3,基于管道生产管理系统的计量交接电子化技

8、术应用通过分析中国石油信息化现状，不难发现中国石油天然气管道已经具备了实现计量交接电子化的4项基础条件：完善的自控系统、可深化应用的实时数据、生产管理系统、认证体系。本章节将结合中石油信息化建设的实际情况，提出基于管道生产管理系统的计量交接电子化技术应用方案。3.1 SCADA系统集成应用由于不同年代、不同厂商的产品应用，天然气管道自控设施采用技术和通信协议多种多样,如OPC、OLEDB、ODBC、DDE等，集成方案十分复杂。SCADA系统如何实现与场站、阀室自控系统的集成不作本文讨论重点。中国石油天然气管道板块已经实现了 SCADA系统的集中监控应用。来自基层的运行数据实时采集，在调控中心调

9、度台上实时查看。SCADA系统对生产监控至关重要，如今实时数据的业务应用不断丰富起来，单独建设中间数据库系统，将大量的SCADA数据集成，形成管道生产运行实时数据历史库，便于以统一对外提供数据服务。管道生产管理系统利用中间数据库系统提供的PISDK开发SCADA接口，进行集成应用，采集实时数据。对于计量交接所涉及的数据采用多线程采集，保障了采集效率。如每日抓取场站对分输客户的各路流量计每日8:00的前日累积流量；每小时抓取客户分输压力、分输温度以及色谱分析仪的甲烷、乙烷、丙烷等气质组分数据。对抓取过来的数据进行规范化处理，统一存储在系统中。采集数据规范如下表所示：序号数据项类型单位小数位数采集

10、频率数据更新频率1前一日累积流量数字Nm30小时2分输压力数字Mpa2小时毫秒3分输压力数字1小时毫秒4CH,数字%4小时毫秒5C2H6数字%4小时毫秒6C3H8数字%4小时毫秒7i-C4H10数字%4小时毫秒8n_CiHio数字%4小时毫秒9iC5H数字%4小时毫秒10n-C5HI?数字%4小时毫秒11CJ数字%4小时毫秒12n2数字%4小时毫秒13C02数字%4小时毫秒14h2数字%4小时毫秒15co数字%4小时毫秒16Ar数字%4小时毫秒17H2S数字mg/m32小时秒18水露点数字1小时秒19睡露点数字1小时杪20高位发热量数字MJ/m34小时秒21低位发热量数字MJ/m34小时秒3.

11、2 计量管理模块应用目前，中国石油管道生产管理系统已经具备的相对完善的计量管理模块功能。计量管理模块的功能包括计量交接凭证和气质分析报告的单据生成、打印、查询、统计四个子功能。3.2.1 单据生成：1）自动化设计：对于完成自动采集实施配置，具备数据远传能力的场站，可自动根据采集数据完成数据提报。如果不具备数据远传能力，可由场站计量员手工录入数据，完成数据提报。2）流程控制设计：根据企业内控管理要求，对于计量交接凭证和气质分析报告应该进行一级审核。因此还应加入工作流，记录单据流转审核详细过程。3）标准化设计：对于中国石油天然气与管道板块，对计量交接凭证和气质分析报告单据进行统一设计、统一要求；对

12、录入项、数据单位等，所有地区公司采用的同样的模板填报。3.2.2 打印：通过调研发现，由于用户众多，实际应用中与理想的业务场景还有一段距离，完全的无纸化理念不能立刻全面执行，因而还应保留计量单据打印功能。而且各家地区公司为基层站队配置的打印机不尽相同，对于单据的打印需求也不一致，有的A4纸打一份，有的则一张A4纸打两份、三份。对于不同的打印需求，单独设计计量单据打印功能，可以在A4打印纸上复制单据，并自动缩放适应纸张大小，满足不同用户需求。3.2.3 查询：根据使用者所处的组织机构级别，实现共享查询。管理者可按照管线、场站、客户、时间四个条件关联组合查询本单位的所有计量单据以及审批流程。根据订

13、制规则，如按照填报完成、审批完成、客户确认完成等，快速检索未完成的业务。此功能对于管理层意义重大，业务主管可以通过查询功能快速得到哪些没有填报、哪些没有审核确认，可以做到统一要求，对业务实现标准化管理，全面提升业务水平。3.2.4 统计：实现对计量单据中数据的结构化存储，实现按照管线、场站、客户、供应商、时间、销售类别等条件维度的统计，快速生成业务所需报表、图表。3.3 认证模块应用3.3.1 PKI技术应用:PKI Public Key Infrastructure的首字母缩写，翻译过来就是公钥基础设施，是一种遵循标准的利用公钥加密技术为电子商务的开展提供一套安全基础平台的技术和规范，其目的

14、是为管理秘钥和证书构建一个安全的网络环境。基于管道生产管理系统建设的一个完整、有效的PKI应用具有以下五部分：1）权威认证机构CA证书电子商务认证授权机构，英文名称Certificate Authority,简称CA,也称为电子商务认证中心，是负责发放和管理数字证书的权威机构，并作为电子商务交易中受信任的第三方，承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任。CA中心为每个使用公开密钥的用户发放一个数字证书，数字证书的作用是证明证书中列出的用户合法拥有证书中列出的公开密钥。CA机构的数字签名使得攻击者不能伪造和篡改证书。CA是证书的签发机构，它是PKI的核心。CA是负责签发证书、认证证书、管理已颁发证书的机关。它要制定政策和具体步骤来验证、识别用户身份，并对用户证书进行签名，以确保证书持有者的身份和公钥的拥有权。为保证用户之间在网上传递信息的安全性、真实性、可靠性、完整性和不可抵赖性，不仅需要对用户的身份真实性进行验证，也需要有一个具有权威性、公正性、唯一性的机构，负责向电子商务的各个主体颁发并管理符合国内、国际安全电子交易协议标准的电子商务安全证，并负责管理所有参与网上交易的个体所需的数字