日本大巴车强| 油气管网数据采集与监控系统国产化之路

日本大巴车强：领先世界的出行方式

开头：

日本大巴车作为一种重要的出行方式，以其高效、舒适和安全而闻名，成为了许多人国内旅行的首选交通工具。它以独特的设计理念和出色的技术实力，将出行体验推向了一个全新的高度。在日本大巴车上旅行，不仅能欣赏到迷人的风景，还能体验到一系列独特与服务，这使得它成为了世界上最受欢迎的交通工具之一。

第一段：舒适与便利的旅行环境

日本大巴车提供了一个高度舒适的旅行环境，为乘客带来了愉悦的体验。舒适的座椅设计和宽敞的腿部空间使得长时间的旅行感觉更加轻松自在。此外，车内还配备了电源插座和USB接口，方便乘客充电和使用电子设备。免费的Wi-Fi连接和娱乐系统也让旅途变得更加有趣和愉快。

第二段：智能技术与先进设备

日本大巴车引入了许多智能技术和先进设备，为乘客带来更加便捷的服务。例如，车上配备了实时导航系统和GPS定位技术，可以准确判断道路状况，避免拥堵和延误。此外，还有自动化的乘客计数系统和电子票务系统，使车辆管理更加高效，并且提供了更准确的数据分析。

第三段：安全措施与服务

日本大巴车非常重视乘客的安全和保障，采取了各种措施来确保每位乘客的旅行安全。车辆配备了先进的安全系统，如防碰撞系统和紧急制动系统，能够在危险情况下自动触发相应的措施，提供最大程度的保护。此外，车队还定期对车辆进行维护和检查，确保每一辆车都处于最佳工作状态。与此同时，服务人员也接受过专业的培训，以提供高质量的服务和帮助乘客解决问题。

结尾：

总之，日本大巴车凭借其舒适、便利的旅行环境，智能技术和先进设备以及完善的安全措施和服务，成为了全球出行方式的典范。它的出现，不仅提升了人们的旅行体验，也为世界交通行业带来了新的标杆。无论是国内旅游还是长途跋涉，日本大巴车将一直是最好的选择之一。通过坐上这些强大的车辆，乘客能够充分享受旅途中的美景和便利，度过一个舒适安全的旅行。

　　为“能源动脉”打造“神经中枢”

　　——油气管网数据采集与监控系统国产化之路

　　【创新故事】

　　◎本报记者 刘园园

　　入冬前，与管网联通的18座储气库实现注气153亿立方米，完成率达107%；采暖季，累计输气量突破1100亿立方米，同比增长8%以上；寒潮期，日最高输气量10.2亿立方米，较历史极值高17%……

　　3月底，国家石油天然气管网集团有限公司(以下简称“国家管网”)圆满完成去冬今春4个多月的天然气保供工作。

　　“保障人民群众温暖过冬，靠的是发挥‘全国一张网’统一调控运行优势。这背后，我们自主研发的油气管网数据采集与监控系统(SCADA系统)起到重要支撑作用。”近日，国家管网生产部副总经理、油气调控中心主任祁国成告诉科技日报记者。

　　经过多年努力，国家管网研发团队先后破解程序热备热启、数据采集扩容、设备远程操控等核心技术，成功研制出软硬件完全国产化的油气管网SCADA系统。

　　冲击“极致靠谱”

　　如果将我国超10万公里的油气管道干线比作“能源动脉”，那么SCADA系统就是控制“动脉”的“神经中枢”。曾几何时，这一系统被国外垄断，能源保供与安全存在受制于人的风险。

　　“管网人一直有个梦想——打造自己的‘神经中枢’！”祁国成说，早在10年前，油气调控中心就启动了国产SCADA系统的研发工作。

　　那时，国内油气行业在核心工业控制系统领域底子很薄，研发起步阶段面临诸多困难。

　　系统可靠性是首当其冲的难点。油气调控中心自动化与通信部经理李亚锋向记者解释：“油气管网需要7×24小时不间断运行，对SCADA系统可靠性要求极高。只有‘极致靠谱’，才能满足实际应用需求。”

　　“这一点连国外SCADA系统也难以做到。”研发骨干黄河介绍，比如，某个控制程序出现故障后，国外系统需将主机上运行的所有程序都切换到备机上。这一过程虽仅有几秒，但容易造成整个系统短时失效。

　　国产SCADA系统如何规避这一问题？

　　“我们几乎每天都在争论。”黄河告诉记者，在讨论研发方案时，大家经常争得面红耳赤。

　　经历无数次“吵架”，思路逐渐清晰起来。“能不能做到单个程序热备热启，尽可能降低失效时长？”团队研究重点越来越聚焦。

　　“一旦主机上某个程序出现故障，系统只需要把该程序切换到备机上运行，而不是将整个系统都切换过去。”黄河说，“这样既能有效降低主机宕机概率，又能显著减少系统失效几率。”

　　最终，研发团队在国内油气领域，首创了基于应用的分布式冗余系统架构。

　　使用这种架构后，程序可实现在主备机之间实时切换、热启动，系统可靠性得到有效保障。

　　“在主机和备机‘1+1’分布式冗余架构的基础上，团队又进一步提出‘1+N’分布式冗余架构。”李亚锋介绍，“原先的运行负荷都在主机上，现在可以把运行负荷自动分配给N台备机，备机之间又互为备机。”

　　经过不断更新迭代，如今，国产SCADA系统实际可用率已高达99.96%。

　　完成“百万扩容”

　　破解系统可靠性难题只是迈过了第一关。团队马上遇到另一大难关——如何实现数据多点采集与实时更新。

　　“数据采集点越多、更新越及时，系统才能越了解管网实时状况。”祁国成说，以前油气站场使用国外SCADA系统时，有一个令人头疼的问题——外方从技术上对系统的数据容量进行了限制，每扩容一批采集点，只能由外方提供服务，且需要支付高额费用。

　　“每采集一处数据，就算一个数据点。” 李亚锋回忆道，“因为费用高昂，我们都不敢轻易增加数据采集点。”

　　管网里程数持续增加、管网设备量不断增多，而国外系统只授权十几万个采集点数，二者之间的矛盾越来越凸显。祁国成说：“我们下定决心要在自研系统内解决这一难题。”

　　“扩容的关键是将采集数据实时传回系统，尤其是采集点数量过百万后，必须解决系统读取的堵点。”李亚锋介绍。

　　此时，研发团队已从“吵架”中摸索出一套更有效的“头脑风暴”机制——以推动研发方案落地为导向，不同任务环节的研发人员从各自角度出发，互相提意见、挑毛病，从而启发和拓宽研发思路。

　　通过“头脑风暴”，研发团队碰撞出为国产SCADA系统扩容的具体方案。

　　“我们尝试采用共享内存技术，它可以把系统磁盘上部分存储空间映射为共享内存。”李亚锋说，这相当于为系统新增了大量虚拟内存，使其能够快速读写数据。

　　与此同时，研发团队还创建了高性能服务总线，将数据访问方式由原先基于服务器—客户机架构的网络访问，改为基于高性能服务总线的内存读取。

　　“这就好比把‘绿皮火车’升级为‘高铁’，使数据流在系统间的交互速度大大提升，实现了每秒24万个数据点实时数据更新。”研发人员咸玉龙打比方说。

　　通过这些技术的应用，国产SCADA系统拥有了超百万个数据点的高效处理能力，数据量是原先采用国外SCADA系统时的十几倍。

　　实现“无人操控”

　　系统扩容后，油气管网的海量数据采集与更新不再是问题。但这些数据按照什么逻辑去组织，系统又如何根据这些数据去下达控制指令？

　　要想让国产SCADA系统真正运行起来，这是必须跨越的第三道难关。

　　“油气管网涉及设备众多，不同设备之间交互控制逻辑复杂。只有研制出面向生产的数据管理与设备操控技术，系统才能实现对各种设备的远程控制。”黄河说。

　　此前，国内油气领域在这方面的经验基本为零。

　　研发团队一方面集思广益，一方面下足“笨功夫”。设备的每一项控制流程都要反复研讨、修改几十遍。咸玉龙举例说：“为了精准控制管道内的油气流量，我们根据监测数据再三校正系统的控制参数，最终形成控制标准。”

　　随着时间的推移，研发团队创建出面向油气管网设备的模型和图形描述方法，先后定义了15类油气管网工艺设备控制标准，并研发出油气管网设备控制面板模块化技术。

　　“这一过程工作量很大，仅各种设计文档，打印出来就有一二百本。”黄河说，“项目评审时，厚厚的文档摆在桌子上，把专家的视线都挡住了。”

　　有了控制标准与控制面板后，调控中心的调度人员只需要在系统界面上进行操作，就能实现远在千里之外的油气管网设备“无人操控”。

　　2018年，油气管网国产“神经中枢”研制成功，并被命名为PCS 1.0系统。2019年，中俄东线天然气管道北段(黑河—长岭)作为示范工程，首次实现油气管道全线采用国产SCADA系统……

　　“截至2023年底，油气管网国产SCADA系统已在国家管网28套中控级系统、354套站控级系统成功应用。”黄河说，目前，国产SCADA系统正在一边推广应用，一边优化升级。升级后的PCS 2.0系统将更加安全、可靠、智能。

　　“2月29日，习近平总书记在中共中央政治局第十二次集体学习时强调，能源安全事关经济社会发展全局。”祁国成自豪地说，“油气管网国产SCADA系统彻底打破了该领域核心工业控制系统受制于人的局面。未来，我们将强化关键核心技术攻关，持续夯实国家能源安全底座！”(科技日报)

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