近年来,物联网技术作为新一代信息技术的重要组成部分,受到了相关领域专家学者的广泛关注。中国政府也非常重视这项技术,并于2010年与新能源、新材料、节能环保、生物医学一起被确认为国家大力发展的战略性新兴产业。中国基于物联网技术的感知中国计划也进入了战略实施阶段。目前,物联网的研究和应用已经涵盖了安全、环境、医疗、物流、能源、交通等领域。结合石化产品的特点,分析了物联网技术在石化产业物流业务中的应用。
2 物联网技术研究与分析
2.1感知技术
传感器技术和信息处理技术是物联网的基础。通过传感器,RFID、多媒体信息采集、二维码等传感和编码技术,物联网可以实现物理世界数据或事件的信息采集,实现对物理世界的认知。
其中,传感器技术涉及数据信息的收集,利用传感器和传感器网络在网络覆盖区域中合作感知和收集被感知对象的信息。信息处理技术是物联网应用系统实现物联网和物联网的关键技术之一。信息处理技术基于多个物联网感知交互层节点或设备收集的传感数据,可以全面、彻底地感知物理变量、状态、模板、事件及其变化,以及智能反馈和决策过程。信息处理技术涵盖数据处理、数据集成、数据挖掘、数据集成等技术领域。在实际应用中,基于集中或分散的机制集中或分散的机制。
2.2网络技术
物联网是在互联网的基础上衍生出来的,主要解决商品信息的处理和传输问题。它由通信技术、网络技术、中间件技术和网关技术组成。感知网络的无线通信部分集成在传统的通信网络中,会遇到无线通信、无线通信带宽、传输功率限制等传统问题,也会遇到传感器传输能力和通信范围有限、网络拓扑结构变化频繁、功耗节能、无线干扰等问题。因此,在通信技术的选择上,信息传输的特性和实现的复杂性是两个要考虑的因素。物联网网络架构是由互联网、移动通信网络、各种网络基础设施形成的高度混合的异构系统,网络技术需要拓扑控制、信道资源调度、多跳路由、可靠传输控制和异构网络集成技术支持,以确保传感器节点能量和网络带宽资源的高可用性。通过屏蔽硬件平台、操作系统平台和通信协议的异构性,中间件技术可以实现物联网感知互动层、网络传输层和应用服务层的连接。网关技术是指实现异构网络与网络传输层的无缝连接,实现各种设备的异构网络接入。它需要实现报纸转换,以实现感知设备的移动支持、服务发现、感知互动层和网络传输层IPSec与感知互动层的安全协议转换、远程维护和管理IPv6/IPv4自适应包装技术等功能。
2.应用服务技术
应用服务技术是促进物联网持续发展的驱动力。它强调如何更好地处理、处理和利用信息,如何更高效地提供应用服务,需要大量信息多粒度分布式存储、大量数据挖掘和知识发现、大量数据并行处理、云计算等技术的支持。
海量信息多粒度分布式存储是指通过传统或新兴的信息存储技术和分布式数据库技术存储物联网数据,为未来的服务提供更好的原始数据。海量数据挖掘和知识发现是指利用应用现场部署的各种终端传感设备,从大量、不完整、噪声、模糊、随机数据中提取潜在、有用的信息和知识,通过数据处理引擎挖掘和建模数据,从而获得物联网应用系统所需的逻辑操作和知识。海量数据并行处理是指利用各种计算资源解决计算问题的过程。在云计算技术成熟的情况下,并行计算可以为物联网的海量信息提供更有效的数据处理能力。同时,云计算虚拟化技术的应用可以更有效地利用各种计算能力,为各种物联网应用提供支持。
2.4.安全管理技术
物联网应用系统主要处理应用场景的实时数据,包括生产、生活等领域,以及国家重要行业的敏感数据。因此,安全管理是保证物联网健康发展的重要前提。不同层次的不同信息处理过程中面临的安全问题,如物联网感知层、网络、传输层和应用层,也有其自身的特点。物联网应用的最大挑战是如何保证物联网信息的机密性、完整性和可用性。在实际应用中,要实现物联网的保密性、数据识别、设备识别、完整性、可用性和新鲜度。
3 石化行业物联网应用案例分析
物联网已成为具有广阔市场前景和应用空间的国家战略性新兴产业。物联网技术通过更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化,有利于提高企业自动化、集成化和智能化水平。石化行业可以通过构建物流领域的物联网,全面感知和高度共享油轮、车辆、管道运输、设备、产品等终端感知对象的多维信息。基于物联网与现有应用系统的集成,利用数据挖掘和深入分析,逐步实现智能能源生产管理。目前,一些物联网技术在石化行业的应用已经实现。
3.1利用RFID实现电子提单管理
在传统的成品油配送管理中,物流中心首先是自有配送业务ERP系统中生成预留单,打印提油单后,司机前往油库提油。如有调整或增加配送任务,司机必须先到配送中心领取任务单,然后到油库提油配送;直销批发客户需要先在系统中下单,打印提油单,然后交给客户到油库提油。在原有的管理模式下,成品油提货手续繁琐,效率低下。如图1所示。
图1 业务流程比较
借助先进的物联网技术,企业实现了电子提单管理功能,以提高效率。通过RFID自动感知、传输、处理,提高了提货业务的便利性和操作效率。该系统采用RFID由感知设备、应用系统和组网等技术实现的无线射频识别技术。感知设备包括三个部分:射频卡、读卡器和密码键盘。当卡进入磁场时,接收读者发出的射频信号,通过感应电流获得的能量发送存储在芯片中的产品信息;或主动发送一定频率的信号, 读者读取信息并解码后,将其发送到中央信息系统进行相关数据处理。通过感知模块实现数据采集;.net开发技术,实现数据处理;集成ERP系统完成后,实现了业务处理和安全管理的功能。业务处理功能是集成底层的二次物流优化系统ERP结合相应的业务操作,实现系统。系统还通过综合利用身份认证、网络和服务器加固等方式实现安全管理,确保使用过程中的安全。
电子提单管理系统使用后,提货业务省略了移库单的打印和配送,配送人员将工作重心转移到配送环节的管理,降低了传递文件的车辆空运成本。电子提单的应用取代了传统的纸质文件,简化了新、调整、删除发票点的业务流程;减少了销售企业文件的传输,节省了分销成本,提高了工作效率。该系统采用成熟的软硬件加密技术,在企业内封闭运行,提高了业务交易的安全性,消除了伪造提单造成的经济损失。以江苏省为例,使用电子提单后,因为RFID卡片可重复使用,无需打印纸质文件,有效避免纸张浪费。据估计,在没有电子提单系统的情况下,全省每月预留订单和客户提单约10.5万套,每套(3联)平均成本为0.1元,每年可减少使用120.5万套单据,至少节省12.6万元。目前,中石化销售企业在19个省市使用电子提单,每年节省近200万张纸张。
采用电子提单后,客户购买油、提货操作更加方便快捷;企业可以收集准确的客户信息,建立完善的客户档案,营销策略更有针对性;完善营销管理,提高客户满意度,提高客户对公司的忠诚度,体现以客户为导向的服务理念。采用电子提单管理系统后,油库验单和交货操作更加连贯,与自动支付系统紧密集成,实现了油库验票、发油、出库等环节射频卡的使用,大大简化了操作,提高了工作效率。访问互联网后,客户可以在网上查询石油购买、石油提取和对账信息。客户还可以通过触摸屏查询业务网点,大大提高用户体验水平,提高用户满意度,树立负责任、高效的企业形象。
3.2通过GPS实现化工产品动态信息实时监控
在化工销售行业,一些销售产品属于危险化学品和易制毒化学品,很少有物流提供商能够提供足够的车辆组成列运输。若自行组建配送,则自备车多需在国铁编组站重新编组发运,运输效率低,物流成本高。为保证化工产品的安全运行,降低物流成本,提高铁路配送量,公司通过加强化工自备车道路信息收集,实现车辆专用线、国家铁路和卸货点之间的全过程可控。公司下属化工销售部与铁路部合作,利用铁路运输管理信息系统提供的相关信息资源,建设化工自备车辆调度管理信息系统,实现车辆运行和行驶轨迹的实时查询和动态跟踪,为提高配送车辆利用率提供信息技术手段。
在感知层中使用系统GPS定位系统(针对公路运输和内河运输)和铁路部车号自动识别技术(针对铁路运输),实现配送车辆的定位和跟踪。借助通信技术、网络技术、中间件技术和网关技术,传输物联网中的各种信息。在应用层面,建立了物流信息系统,涵盖物流运营、物流监管和物流决策,实现了物流管理的初步智能化。
在实际运行中,铁路车号自动识别系统(ATIS)通过电子、射频、信号处理、软件等技术手段,自动扫描车辆号码,传输和处理信号,自动识别列车序列、车型、车型、车辆号码等信息,为铁路运输管理信息系统(TMIS)以及铁路车辆管理等信息系统。依托移动互联网技术,定位模块3G北斗卫星导航技术实现实时监控和数据传输,采用优化技术实现数据分析和处理。为确保安全,系统采用网络边界保护、网络主机保护、存储传输数据加密保护、网络访问行为管理、整体网络服务质量提高和安全审计,实现系统多层网络和数据的安全。
通过上述技术的应用,系统可以计算发送到时间之间的车辆行驶里程,统计车辆在运输任务过程中的行驶和停车记录,分析停车位置、停车时间、行驶里程、行驶速度等信息,并根据GPS运行状态向客户和客户经理发送到达预告短信,实现GPS统计报表完整性和应用率。通过及时掌握自备车资源的可用性和分布,最大限度地利用自备车资源,提高周转率和负荷率,降低列车租金,降低车辆运输成本和新购车成本。系统对产品运输和仓储的管理可以针对物流服务提供商、运输工具甚至单一商品,密切跟踪在途产品的实际流向,有效防范业务风险。
4 总结
物联网已成为国家战略性发展的新兴产业,得到了国家的大力支持和政策支持,具有广阔的市场前景和发展空间。物联网技术通过更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化,可以完善和提高企业的自动化、集成化和智能化水平。通过在物流领域建立物联网,有助于实现石化行业的高水平物流管理,为企业智能生产创造条件,提高竞争力。
参考文献:
〔1〕马建.物联网技术概论.北京:2011年机械工业出版社
〔2〕工业和信息化部.2011年物联网十二五发展规划