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摘要：随着近年来煤炭市场紧张局面的进一步加剧，导致煤质下降，煤价高位运行，煤量供应不足，煤场存煤长期处于警戒线上下，严重威胁电厂的安全生产，也使得电厂燃料管理工作更加复杂多变，原有的粗放的燃料管理手段已经远远不能适应目前多变的煤炭供应形势。而且燃料从采购、采样、计量、化验、检斤、存储、混配、耗用、结算等各个环节上都有很大的调控空间，因此燃料成本的控制就成为发电企业节约成本的关键。以秦皇岛发电有限责任公司燃料管理为例，通过对燃料监管系统存在问题进行分析，从不同的角度对燃料全闭环自动监管系统的可行性进行论证，并提出具体的实施建议。
关键词：闭环；信息孤岛；共享；效率
中图分类号：TM6 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）03-0179-02
目前的燃料管理手段、流程、方法还停留在以前的分管分治、信息孤立的状态，数据的准确性、实时性差，人为因素较大，各个环节管理仍然是“铁路警察，各管一块”。如能够有效地进行资源整合，必然有利于燃料精细化管理工作的进行；如果不能对燃料管理工作的各个环节加以有效治理，必将造成更加严重的亏损。
1 存在的问题
目前秦皇岛发电有限责任公司燃料管理问题主要集中体现在以下几方面：
1.1 电煤采购由过去的买方市场变为现在的卖方市场，电厂的主动权已易位，使得入厂煤的管理难度加大，对可能出现的作弊行为难以控制。
1.2 由于煤炭采购难度加大，导致进煤矿点增加，煤炭质量波动较大。再加上由于化验滞后，经常出现无法及时判断进煤质量。造成与合同值偏离过大的现象。
1.3 称重计量管理。传统的称重计量方式以人工计量为主，称重数据、扣吨信息、煤矿信息需要手工录入，称重数据以模拟信号传送，计量人员劳动强度大，工作时间长，效率较低，人为因素多。
1.4 机械采样管理。现用皮带采样机在采样前要通过人工编号分配采样桶，加密程度不够。
1.5 送样管理。目前对采样后的煤样送样采用专人专管操作，但是在送样之前，采样操作人员知道来煤煤矿的名称和收集样桶编号，很容易将这信息透露，无法从源头上对煤样进行彻底加密，会造成信息泄露，人为干预因素增加。
1.6 煤样化验管理。煤样分析后的结果是以手工报表的形式进行上报，进行审核。存在人为因素较多，而且极有可能出现煤样信息泄露，导致人为调整热值现象出现。
1.7 存煤与混配煤。对人厂煤实际情况缺乏控制手段，无法在火车进厂及时知晓人厂煤煤质情况，从而无法进行科学的分堆存放、混配掺烧，无法使机组更加经济运行。
1.8 管理流程没有实现全过程的监管。各个环节形成了信息孤岛，没有形成由始到终封闭的环环相扣的管理流程，存在着人为干预的漏洞。
1.9 结算管理。结算管理是通过人工进行，劳动强度大，效率低，且容易发生错误，而且质价功能不完整，更谈不上自动结算。
2 PID燃料全闭环自动监管系统
2.1 系统目的
燃料管理实时数据自动进入系统，减少人为干扰，实现入厂燃料数量、质量数据自动进入系统；实现燃料从采购到耗用的全过程管理；实现燃料全过程闭环管理，各个环节数据共享相互关联，对各流程进行全面综合管理；实时获取底层设备数据（人厂车辆、轨道衡、采样机、煤质在线检测仪、化验仪器等），实现燃料的精细化管理，确保数据实时、准确；确保燃料管理的公开化、公正化、透明化，最大限度的降低人为干预因素；实现燃料管理的数据流、视频流、控制流的高度统一；便于建立数据集中整体管理，便于进行数据整合与挖掘，有利于进行有针对性的业务流程分析与优化。
2.2 CCSP闭环管理控制器
CCSP闭环管理控制器主要作用是用来管理整个系统的业务及事务处理、工作流调度与处理，数据的加密与整合，用户权限的指配与管理等。
该设备采用硬件结构取代了软件程序，可靠性更高，故障率更低，它可以通过对各终端的数据交互及控制来保证计量设备数据读取的准确性，保证采制化三级加密的可靠性，保证各业务环节数据流的实时性，保证多采样机数据耦合，保证质价结算系统地准确高效，从而在保证数据流的实时性基础上提高了系统的稳定性和安全性。在CCSP的整合管理下，对整个燃管业务进行支撑的各环节相关功能子系统可以环环相扣，共同形成燃料管控一体化平台，为管理人员提供先进高效的管理手段，为决策者提供翔实准确可靠的决策依据。
2.3 远程数字视频监控与图像识别
远程数字视频监控与图像识别系统是指能接收在远程现场采集到的数字视频信号，并实时传送到监控中心，在监控中心对现场进行远程监视，控制远程摄像机动作，并能根据需要对采集到的数字视频图像进行分析、处理和识别的系统。它主要由远程数字视频监控和数字图像识别两部分组成。在数字视频监控与图像识别系统中，首先要对视频流进行实时图像截取并保存，然后进行图像预处理、图像特征提取和事件判决等图像识别工作。图像信息的获取是指从接收的视频流中截取视频图像信息，截取的彩色图像一般用红、绿、蓝3基色的8位亮度值（0～255）表示，称为R、G、B值。图像预处理的目的是去除干扰、噪声及差异，将原始图像变成适于计算机进行特征提取的形式，它包括图像的变换、增强和滤波等。图像变换通常是利用傅立叶变换、余弦/正弦变换、沃尔什变换、哈达码变换、小波变换等的性质和特点。将图像转换到频域或空间域中进行处理，以改善图像质量，同时还能提高运算处理速度；图像的增强主要是指利用各种数学方法和变换手段提高图像中人们感兴趣部分的清晰度，突出一幅图像中的某些信息，同时削弱另一些无用信息，包括图像灰度修正、噪声去除、图像平滑、腐蚀、锐化、图像边缘增强等。
2.4 核测控分析技术
采用脉冲式的微型加速器，将热中子俘获反应[n，γ]和快中子非弹散射反应[n，n'γ]结合起来，对煤质全元素成份进行分析，解决了国外同类产品对碳、氧元素检测精度低的缺陷，可以实现C、H、O、N、S、Al、Si、Fe、Ca、Ti等12种元素的在线检测。 在煤炭元素在线检测的基础上，进一步综合利用各种数据分析技术，实现了煤质工业指标（水分、灰分、挥发份、固定碳、发热量）、煤灰成份（SiO2、Fe2O3、A12O3、TiO2、CaO）以及煤质特性的在线分析与诊断。在线快速检测系统对入厂煤取样机弃样的热值、灰分和全水进行瞬时分析，1-3分钟出结果，对煤场储煤起指导作用。研究并应用了可控中子源，建立了饱和试样，并进行了煤炭密实度在线补偿，在国内外首次实现了直接对输煤皮带上全煤流成份的实时检测和分析。通过全煤流在线检测，有效避免了煤炭成分检测中的取制样误差。通过对煤炭元素成份、工业成份等参数的实时分析，指导锅炉燃烧优化调整和制粉系统运行，为发电企业优化燃烧等提供了全新的解决方案。
2.5 结构与流程
通过整合自动化控制技术的CCSP来获取底层设备数据，通过千兆光纤网络来实现快速传输，通过煤质快速检测、采制化和计量自动监管系统实现详尽细致的对标分析和决策流程。通过安全可靠的存储设备实现长期广泛的数据积累。这些支持系统和功能系统共同构成了燃料管理的全闭环结构。为了使信息管理和行政管理结合运行，对燃料管理系统的各个环节进行了深入的分析和整理，梳理出了顺畅的燃料管理业务流，并从相应环节业务流中分离出相应数据流，在对数据流之间的逻辑关系进行整合下形成了全闭环流程管理，从计划、合同、调运环节取得煤矿、煤种、热值、运输车辆编组信息、运输计划等数据并传递到后续相应环节，在运煤车辆进厂时一方面取得该车的车号、矿种、煤种、车辆编组等信息与上一环节的计划、运输等信息进行比对，另一方面对将燃煤信息传送到采制化环节进行加密关联处理。车辆入厂进入轨道衡计量环节我们除了验证车号与编组序列的符合性外还将取得的称重数据自动采集上传到服务器并与计划合同等数据进行比对，发现问题会自动分析原因并提示监管人员进行处理，原始称重数据也在计量完成后传递到质价结算环节。人厂煤采样同时通过多能煤质快速检测设备快速取得该车煤炭的热值、水分、灰分等信息（3分钟内）与计划合同等环节取得的数据以及相关历史数据进行快速比对然后将结果传递到计划调运、燃煤管理、化验等环节。同时也可在卸煤时按检测所得热值，指示该车进行分垛堆放，以便于后续配煤掺烧。
在采制化环节，除了对煤样样本进行打包贴码三级加密处理以保证所采样本信息可靠性外还将每次取得的化验数据与历史数据、快速检测数据进行比对以防止人为干预因素出现，取得的数据也将自动传递到质价系统环节作为结算依据。其他环节也是如此环环相扣的，从而形成了业务流和数据流的完美结合，也达到了全闭环监管的目的。
3 改造建议
通过CCSP将燃料入厂后所有环节纳入管控体系；将轨道衡数据通过千兆光纤网络接入，实现数据自动采集上传，拟接入轨道衡两台；将皮带采样机改造为实现加密自动打包贴码方式；在皮带采样机弃样口处安装入厂煤快速在线检测装置并通过光纤网络将数据接入系统；将数字化验仪器进行网络接入实现数字化验室，将化验数据进行不落地上传，目前可接入的设备有天平、量热仪、定硫仪；实现采、制、化三级编码加密体系；将煤场管理纳入系统中。
4 效益分析
利用自动计量等自动化装置提高工作效率，缩短入厂煤接卸时间，大大减少煤场管理人员的工作量；验收工作流程顺畅高效，减少了从事现场工作的燃煤管理人员；将底层数据进行“不落地上传”为燃料精细化管理工作提供实时可靠的数据和技术基础；改变了工作模式，提高了工作质量，将滞后于事件发生的数据分析工作模式，改为事前计划，事中管控，全过程监督的闭环管理模式；将燃煤管理工作透明化，通过视频监控系统，公司领导及相关管理人员都可以随时监督人厂煤验收的全过程，出现疑问还可以随时调看存储视频。
系统通过技术手段把燃料管理相关各个不同部门的信息进行连接和优化，消除了以往的信息孤岛，并可以对原有设备如采样机、汽车衡、化验仪器等进行无缝连接，达到资源共享的目的。将采样、制样、化验、计量、煤场管理等燃料业务管理一并纳入到系统中，进行实时、全面、高效的监管，从而达到管控一体化的目的。采样打包贴码系统、三级加密、煤质快速检测系统等功能的实现，不仅为企业营造了公平公正的验收环境，减少了与供应商的争议，同时，有效杜绝了人为因素的干扰，大幅降低了燃料管理人员违法违纪的几率。
燃料全闭环自动监管系统，可提高工作效率，大大减少煤场管理人员的工作量。将底层数据进行“不落地上传”，为燃料精细化管理工作提供实时可靠的数据和技术基础。系统通过技术手段把燃料管理相关各个不同部门的信息进行连接和优化，消除了以往的信息孤岛，尽最大可能减少业务环节中的人为因素。采样打包贴码系统、三级加密、煤质快速检测系统等功能的实现，为企业营造了公平公正的验收环境，有效杜绝了人为因素的干扰。
（责任编辑：陈喜辉）
关键词：闭环；信息孤岛；共享；效率
中图分类号：TM6 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2013）03-0179-02
目前的燃料管理手段、流程、方法还停留在以前的分管分治、信息孤立的状态，数据的准确性、实时性差，人为因素较大，各个环节管理仍然是“铁路警察，各管一块”。如能够有效地进行资源整合，必然有利于燃料精细化管理工作的进行；如果不能对燃料管理工作的各个环节加以有效治理，必将造成更加严重的亏损。
1 存在的问题
目前秦皇岛发电有限责任公司燃料管理问题主要集中体现在以下几方面：
1.1 电煤采购由过去的买方市场变为现在的卖方市场，电厂的主动权已易位，使得入厂煤的管理难度加大，对可能出现的作弊行为难以控制。
1.2 由于煤炭采购难度加大，导致进煤矿点增加，煤炭质量波动较大。再加上由于化验滞后，经常出现无法及时判断进煤质量。造成与合同值偏离过大的现象。
1.3 称重计量管理。传统的称重计量方式以人工计量为主，称重数据、扣吨信息、煤矿信息需要手工录入，称重数据以模拟信号传送，计量人员劳动强度大，工作时间长，效率较低，人为因素多。
1.4 机械采样管理。现用皮带采样机在采样前要通过人工编号分配采样桶，加密程度不够。
1.5 送样管理。目前对采样后的煤样送样采用专人专管操作，但是在送样之前，采样操作人员知道来煤煤矿的名称和收集样桶编号，很容易将这信息透露，无法从源头上对煤样进行彻底加密，会造成信息泄露，人为干预因素增加。
1.6 煤样化验管理。煤样分析后的结果是以手工报表的形式进行上报，进行审核。存在人为因素较多，而且极有可能出现煤样信息泄露，导致人为调整热值现象出现。
1.7 存煤与混配煤。对人厂煤实际情况缺乏控制手段，无法在火车进厂及时知晓人厂煤煤质情况，从而无法进行科学的分堆存放、混配掺烧，无法使机组更加经济运行。
1.8 管理流程没有实现全过程的监管。各个环节形成了信息孤岛，没有形成由始到终封闭的环环相扣的管理流程，存在着人为干预的漏洞。
1.9 结算管理。结算管理是通过人工进行，劳动强度大，效率低，且容易发生错误，而且质价功能不完整，更谈不上自动结算。
2 PID燃料全闭环自动监管系统
2.1 系统目的
燃料管理实时数据自动进入系统，减少人为干扰，实现入厂燃料数量、质量数据自动进入系统；实现燃料从采购到耗用的全过程管理；实现燃料全过程闭环管理，各个环节数据共享相互关联，对各流程进行全面综合管理；实时获取底层设备数据（人厂车辆、轨道衡、采样机、煤质在线检测仪、化验仪器等），实现燃料的精细化管理，确保数据实时、准确；确保燃料管理的公开化、公正化、透明化，最大限度的降低人为干预因素；实现燃料管理的数据流、视频流、控制流的高度统一；便于建立数据集中整体管理，便于进行数据整合与挖掘，有利于进行有针对性的业务流程分析与优化。
2.2 CCSP闭环管理控制器
CCSP闭环管理控制器主要作用是用来管理整个系统的业务及事务处理、工作流调度与处理，数据的加密与整合，用户权限的指配与管理等。
该设备采用硬件结构取代了软件程序，可靠性更高，故障率更低，它可以通过对各终端的数据交互及控制来保证计量设备数据读取的准确性，保证采制化三级加密的可靠性，保证各业务环节数据流的实时性，保证多采样机数据耦合，保证质价结算系统地准确高效，从而在保证数据流的实时性基础上提高了系统的稳定性和安全性。在CCSP的整合管理下，对整个燃管业务进行支撑的各环节相关功能子系统可以环环相扣，共同形成燃料管控一体化平台，为管理人员提供先进高效的管理手段，为决策者提供翔实准确可靠的决策依据。
2.3 远程数字视频监控与图像识别
远程数字视频监控与图像识别系统是指能接收在远程现场采集到的数字视频信号，并实时传送到监控中心，在监控中心对现场进行远程监视，控制远程摄像机动作，并能根据需要对采集到的数字视频图像进行分析、处理和识别的系统。它主要由远程数字视频监控和数字图像识别两部分组成。在数字视频监控与图像识别系统中，首先要对视频流进行实时图像截取并保存，然后进行图像预处理、图像特征提取和事件判决等图像识别工作。图像信息的获取是指从接收的视频流中截取视频图像信息，截取的彩色图像一般用红、绿、蓝3基色的8位亮度值（0～255）表示，称为R、G、B值。图像预处理的目的是去除干扰、噪声及差异，将原始图像变成适于计算机进行特征提取的形式，它包括图像的变换、增强和滤波等。图像变换通常是利用傅立叶变换、余弦/正弦变换、沃尔什变换、哈达码变换、小波变换等的性质和特点。将图像转换到频域或空间域中进行处理，以改善图像质量，同时还能提高运算处理速度；图像的增强主要是指利用各种数学方法和变换手段提高图像中人们感兴趣部分的清晰度，突出一幅图像中的某些信息，同时削弱另一些无用信息，包括图像灰度修正、噪声去除、图像平滑、腐蚀、锐化、图像边缘增强等。
2.4 核测控分析技术
采用脉冲式的微型加速器，将热中子俘获反应[n，γ]和快中子非弹散射反应[n，n'γ]结合起来，对煤质全元素成份进行分析，解决了国外同类产品对碳、氧元素检测精度低的缺陷，可以实现C、H、O、N、S、Al、Si、Fe、Ca、Ti等12种元素的在线检测。 在煤炭元素在线检测的基础上，进一步综合利用各种数据分析技术，实现了煤质工业指标（水分、灰分、挥发份、固定碳、发热量）、煤灰成份（SiO2、Fe2O3、A12O3、TiO2、CaO）以及煤质特性的在线分析与诊断。在线快速检测系统对入厂煤取样机弃样的热值、灰分和全水进行瞬时分析，1-3分钟出结果，对煤场储煤起指导作用。研究并应用了可控中子源，建立了饱和试样，并进行了煤炭密实度在线补偿，在国内外首次实现了直接对输煤皮带上全煤流成份的实时检测和分析。通过全煤流在线检测，有效避免了煤炭成分检测中的取制样误差。通过对煤炭元素成份、工业成份等参数的实时分析，指导锅炉燃烧优化调整和制粉系统运行，为发电企业优化燃烧等提供了全新的解决方案。
2.5 结构与流程
通过整合自动化控制技术的CCSP来获取底层设备数据，通过千兆光纤网络来实现快速传输，通过煤质快速检测、采制化和计量自动监管系统实现详尽细致的对标分析和决策流程。通过安全可靠的存储设备实现长期广泛的数据积累。这些支持系统和功能系统共同构成了燃料管理的全闭环结构。为了使信息管理和行政管理结合运行，对燃料管理系统的各个环节进行了深入的分析和整理，梳理出了顺畅的燃料管理业务流，并从相应环节业务流中分离出相应数据流，在对数据流之间的逻辑关系进行整合下形成了全闭环流程管理，从计划、合同、调运环节取得煤矿、煤种、热值、运输车辆编组信息、运输计划等数据并传递到后续相应环节，在运煤车辆进厂时一方面取得该车的车号、矿种、煤种、车辆编组等信息与上一环节的计划、运输等信息进行比对，另一方面对将燃煤信息传送到采制化环节进行加密关联处理。车辆入厂进入轨道衡计量环节我们除了验证车号与编组序列的符合性外还将取得的称重数据自动采集上传到服务器并与计划合同等数据进行比对，发现问题会自动分析原因并提示监管人员进行处理，原始称重数据也在计量完成后传递到质价结算环节。人厂煤采样同时通过多能煤质快速检测设备快速取得该车煤炭的热值、水分、灰分等信息（3分钟内）与计划合同等环节取得的数据以及相关历史数据进行快速比对然后将结果传递到计划调运、燃煤管理、化验等环节。同时也可在卸煤时按检测所得热值，指示该车进行分垛堆放，以便于后续配煤掺烧。
在采制化环节，除了对煤样样本进行打包贴码三级加密处理以保证所采样本信息可靠性外还将每次取得的化验数据与历史数据、快速检测数据进行比对以防止人为干预因素出现，取得的数据也将自动传递到质价系统环节作为结算依据。其他环节也是如此环环相扣的，从而形成了业务流和数据流的完美结合，也达到了全闭环监管的目的。
3 改造建议
通过CCSP将燃料入厂后所有环节纳入管控体系；将轨道衡数据通过千兆光纤网络接入，实现数据自动采集上传，拟接入轨道衡两台；将皮带采样机改造为实现加密自动打包贴码方式；在皮带采样机弃样口处安装入厂煤快速在线检测装置并通过光纤网络将数据接入系统；将数字化验仪器进行网络接入实现数字化验室，将化验数据进行不落地上传，目前可接入的设备有天平、量热仪、定硫仪；实现采、制、化三级编码加密体系；将煤场管理纳入系统中。
4 效益分析
利用自动计量等自动化装置提高工作效率，缩短入厂煤接卸时间，大大减少煤场管理人员的工作量；验收工作流程顺畅高效，减少了从事现场工作的燃煤管理人员；将底层数据进行“不落地上传”为燃料精细化管理工作提供实时可靠的数据和技术基础；改变了工作模式，提高了工作质量，将滞后于事件发生的数据分析工作模式，改为事前计划，事中管控，全过程监督的闭环管理模式；将燃煤管理工作透明化，通过视频监控系统，公司领导及相关管理人员都可以随时监督人厂煤验收的全过程，出现疑问还可以随时调看存储视频。
系统通过技术手段把燃料管理相关各个不同部门的信息进行连接和优化，消除了以往的信息孤岛，并可以对原有设备如采样机、汽车衡、化验仪器等进行无缝连接，达到资源共享的目的。将采样、制样、化验、计量、煤场管理等燃料业务管理一并纳入到系统中，进行实时、全面、高效的监管，从而达到管控一体化的目的。采样打包贴码系统、三级加密、煤质快速检测系统等功能的实现，不仅为企业营造了公平公正的验收环境，减少了与供应商的争议，同时，有效杜绝了人为因素的干扰，大幅降低了燃料管理人员违法违纪的几率。
燃料全闭环自动监管系统，可提高工作效率，大大减少煤场管理人员的工作量。将底层数据进行“不落地上传”，为燃料精细化管理工作提供实时可靠的数据和技术基础。系统通过技术手段把燃料管理相关各个不同部门的信息进行连接和优化，消除了以往的信息孤岛，尽最大可能减少业务环节中的人为因素。采样打包贴码系统、三级加密、煤质快速检测系统等功能的实现，为企业营造了公平公正的验收环境，有效杜绝了人为因素的干扰。
（责任编辑：陈喜辉）