摘 要

摘　要：目前國內(nèi)采用的大規(guī)模油氣管道SCADA系統(tǒng)都是國外廠商提供和實(shí)施的，研發(fā)大型國產(chǎn)油氣管道SCADA系統(tǒng)軟件，對我國的能源安全有著重要意義。為此，設(shè)計(jì)了一種國產(chǎn)化的適用于大

摘　要：目前國內(nèi)采用的大規(guī)模油氣管道SCADA系統(tǒng)都是國外廠商提供和實(shí)施的，研發(fā)大型國產(chǎn)油氣管道SCADA系統(tǒng)軟件，對我國的能源安全有著重要意義。為此，設(shè)計(jì)了一種國產(chǎn)化的適用于大規(guī)模油氣管道SCADA的跨平臺人機(jī)界面，其設(shè)計(jì)思路是分層的架構(gòu)設(shè)計(jì)、一體化的數(shù)據(jù)訪問和展示；并重點(diǎn)論述了人機(jī)統(tǒng)一展示、圖模庫一體化、設(shè)備拓?fù)渲?、腳本管理等關(guān)鍵技術(shù)以及人機(jī)界面的總體結(jié)構(gòu)、軟件層次結(jié)構(gòu)。人機(jī)界面包括人機(jī)控制臺、人機(jī)應(yīng)用層和服務(wù)接口層，其中控制臺負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)界面集成管理功能，人機(jī)應(yīng)用以插件方式集成到系統(tǒng)中，通過服務(wù)接口層的服務(wù)代理與后臺服務(wù)進(jìn)行交互。該系統(tǒng)已應(yīng)用于某大型油氣管道調(diào)控中心，使用效果表明：該系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)、分布式部署和管理、一體化訪問和展示，實(shí)現(xiàn)了管道運(yùn)營情況、設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警等信息的統(tǒng)一集中展示，畫面標(biāo)準(zhǔn)、易用、美觀，為調(diào)度員和維護(hù)人員全景監(jiān)控油氣管道的運(yùn)行狀況提供了有力的支撐。

關(guān)鍵詞：人機(jī)界面  油氣管道  SCADA系統(tǒng)  國產(chǎn)化  統(tǒng)一管理  圖模庫一體化  拓?fù)渲?span lang="EN-US">  腳本  插件

Design and implement of cross-platform human-machine interface in an oil and gas pipeline SCADA system

Abstract：At present，most domestic large-scale oil and gas pipeline SCADA systems are provided and implemented by foreign nlanufacturers．Concerning the national energy security，it is of great value in developing sucb SCADA systems made in China．In view of this，we developed a cross platform human machine interface for a large scale pipeline SCADA system，adopting hierarchical archi tecture and integrated access and presentation of data and using essential technologies such as display integration，graphics model and database integration，equipment topology colorin9，script management，etc．Human machine interface(HMI)includes human-machine console，human-machine application layer and the service interface layer．The console integrates and manages the screens．The applications are integrated as plug ins while using a service agent in an interface layer to interact with background services．With hierarchical design，distributed deployment and management，and integrated access and display adopted in a case history of a certain large oil and gas pipeline transportation center，this HMI system successfully presented pipeline operation，equipment status and alarm information in a unified scheme with standard，easy-to-use，pleasing-to-the-eye graphics on the panels，while efficiently supporting users to achieve the full-view monitoring of oil and gas pipelines．

Keywords：human machine interface(HMI)，oil gas pipeline，supervisory control and data acquisition system(SCADA)，display in tegration，graphics model and database integration，topology colorin9，script，plug in

監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(Supervisory Control and Data Acquisition System，SCADA)近幾年來在我國油氣管道調(diào)度中得到了一定程度的發(fā)展^[1-7]。本文參考文獻(xiàn)[2]指出了長輸管線SCADA將向智能監(jiān)測控制發(fā)展。目前國內(nèi)大多油氣管道SCADA系統(tǒng)軟件都是國外廠商提供和實(shí)施的，使我國在此領(lǐng)域形成了對國外產(chǎn)品和技術(shù)的依賴^[2-4]，但因其設(shè)計(jì)和開發(fā)基本上都是10余年前完成的，在系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)、應(yīng)用功能、網(wǎng)絡(luò)安全性等方面不能滿足我國油氣管道快速發(fā)展的需要，對我國的能源安全構(gòu)成潛在威脅。為此，迫切需要研發(fā)跨平臺的人機(jī)界面接口(human machine inter face，HMI)，提供人機(jī)畫面瀏覽、系統(tǒng)組態(tài)、操作控制、應(yīng)用界面、維護(hù)診斷等功能。

在人機(jī)界面設(shè)計(jì)方面，有研究者提出需要采取以人為本的人機(jī)界面設(shè)計(jì)思想^[8]。本文參考文獻(xiàn)[9]給出一種人機(jī)界面組件的組裝方法和基于組件組裝的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)的快速構(gòu)建。在工業(yè)控制領(lǐng)域，有眾多基于組態(tài)軟件開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)^[10]，可快速實(shí)現(xiàn)較為簡單的監(jiān)控功能，但在人機(jī)界面功能豐富性、應(yīng)用功能擴(kuò)展方面有較大的局限性。本文參考文獻(xiàn)[11]對過程控制系統(tǒng)中的人類因素進(jìn)行了分析，進(jìn)行了人機(jī)交互設(shè)計(jì)研究。另外在電力調(diào)度自動化中對基于可縮放矢量圖形(Scalable Vector Graphics，SVG)格式的圖形描述已有一定研究^[12-13]。

針對當(dāng)前油氣管道監(jiān)控的人機(jī)界面存在的不具有源代碼級或二進(jìn)制級跨平臺特性、圖形描述采用私有格式與其他系統(tǒng)交換困難、對地理信息系統(tǒng)的支持不夠、缺少對油氣輸送方向和油品混油界面跟蹤的功能等方面問題，提出了一種基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(service-oriented architecture，SOA)的人機(jī)界面，對人機(jī)界面的設(shè)計(jì)思路、體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了論述，為油氣管道監(jiān)控系統(tǒng)的國產(chǎn)化提供了有益經(jīng)驗(yàn)。

1　人機(jī)界面設(shè)計(jì)思路

綜合分析應(yīng)用需求和考慮系統(tǒng)未來發(fā)展，系統(tǒng)在總體架構(gòu)上遵循分層設(shè)計(jì)、分布式部署和管理、一體化訪問和展示的設(shè)計(jì)開發(fā)思路。

1.1　系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行分層設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)按照分層的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括硬件和操作系統(tǒng)、支撐平臺(即基礎(chǔ)平臺)、人機(jī)界面和應(yīng)用。支撐平臺提供基本的數(shù)據(jù)存儲和管理、節(jié)點(diǎn)管理、應(yīng)用切換、集成總線等資源管理功能。人機(jī)界面通過支撐平臺的服務(wù)接口為各個(gè)應(yīng)用提供統(tǒng)一展示。

l．2　系統(tǒng)采用一體化訪問和展示

對應(yīng)用和人機(jī)界面提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)和API接口來訪問系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖形、模型、文件等資源，進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用集成和展示，各類應(yīng)用以插件方式集成到系統(tǒng)中，通過統(tǒng)一的人機(jī)界面，進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)多套油氣管線各種數(shù)據(jù)的展示，實(shí)現(xiàn)油氣管道SCADA系統(tǒng)配置、監(jiān)視與控制。

2　關(guān)鍵技術(shù)

所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面的關(guān)鍵技術(shù)包括人機(jī)統(tǒng)一展示、圖模庫一體化、油氣流動與拓?fù)渲湍_本管理。

2.1　人機(jī)統(tǒng)一展示技術(shù)

人機(jī)界面是油氣管道SCADA系統(tǒng)中的重要組成部分之一，提供人機(jī)交互畫面、系統(tǒng)組態(tài)、監(jiān)視控制、Web應(yīng)用等功能。

油氣管道SCADA系統(tǒng)采用分布式部署，每個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)多條管道的監(jiān)視和控制。人機(jī)統(tǒng)一展示將這些分屬于不同子系統(tǒng)的管道數(shù)據(jù)在同一幅畫而中進(jìn)行展示。

人機(jī)統(tǒng)一展示包括數(shù)據(jù)的定義和匯總兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)定義是在畫面編輯時(shí)執(zhí)行，通過在畫面編輯器中引入子系統(tǒng)的概念，統(tǒng)一展示畫面中定義的管道數(shù)據(jù)必須說明其所屬的SCADA子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)匯總在畫而瀏覽時(shí)執(zhí)行，畫面瀏覽器在展示畫面時(shí)通過分析畫面中管道數(shù)據(jù)所屬的SCADA子系統(tǒng)名稱獲取數(shù)據(jù)，匯總之后再進(jìn)行綜合展示。畫面瀏覽器通過新研發(fā)的跨系統(tǒng)訪問服務(wù)和應(yīng)用的功能，分析各管道所屬的子系統(tǒng)去連接相應(yīng)的服務(wù)并獲取數(shù)據(jù)。

HMI的客戶端通過遠(yuǎn)程服務(wù)訪問代理實(shí)現(xiàn)本地服務(wù)、遠(yuǎn)程服務(wù)的適配代理，通過資源定位服務(wù)，獲得提供數(shù)據(jù)、畫面等的各種人機(jī)服務(wù)位置，各種人機(jī)服務(wù)可分布在多套獨(dú)立部署的SCADA系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)一套SCADA系統(tǒng)的HMI客戶端可作為其他SCADA系統(tǒng)的人機(jī)界面，并且各套SCADA系統(tǒng)可使用公共的HMl客戶端。具體實(shí)現(xiàn)機(jī)制如圖l所示。服務(wù)請求者通過本地的服務(wù)代理和其他系統(tǒng)的遠(yuǎn)程服務(wù)代理，獲取其他子系統(tǒng)的畫面和數(shù)據(jù)。

 

2.2　圖模庫一體化技術(shù)

圖模庫一體化依托畫面編輯器實(shí)現(xiàn)，摒棄傳統(tǒng)的以單一設(shè)備元件為基本單位作圖入庫的做法，采用以多個(gè)基本圖素組合成的圖形模板作為作圖基本操作單元的方法，可以更好地維護(hù)錄入數(shù)據(jù)的完整性，使用戶可以一次性錄入大量數(shù)據(jù)信息。

圖模庫一體化功能包括人機(jī)圖形編輯和模型維護(hù)服務(wù)兩部分，人機(jī)圖形編輯負(fù)責(zé)必要的事件觸發(fā)和基本信息的錄入，模型維護(hù)服務(wù)負(fù)責(zé)接收人機(jī)圖形編輯器請求，完成模型信息的處理。

將有關(guān)聯(lián)的各元件組合在一起，并且用連接線連接起來，就組成一個(gè)圖形模板。為了將圖形模板作為一個(gè)整體來操作，各個(gè)元件問在模板內(nèi)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，并將此關(guān)聯(lián)關(guān)系保存為庫模版，使用庫模板可以更好地維護(hù)錄入數(shù)據(jù)的完整性，使用戶可以一次性錄入大量數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)字典是對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、處理邏輯的描述。記錄了各個(gè)設(shè)備模型需要維護(hù)的數(shù)據(jù)庫信息，如設(shè)備對象及其屬性以及這些對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。畫面保存時(shí)，將畫面的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑻钊霐?shù)據(jù)庫，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟援嬅嬷性O(shè)備的連接關(guān)系為依據(jù)構(gòu)建。

圖模庫一體化功能數(shù)據(jù)流程如下：

1)通過圖素編輯器形成基本設(shè)備元件。

2)通過圖模板編輯形成圖模板。

3)通過庫模板編輯形成庫模板。

4)圖庫模板綁定。

5)利用畫面編輯器，通過圖庫模板繪制畫面，形成圖形文件。

6)通過填庫服務(wù)和數(shù)據(jù)字典錄入模型數(shù)據(jù)信息。

7)通過導(dǎo)庫服務(wù)將模型導(dǎo)入離線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。

8)通過發(fā)布服務(wù)，將圖形文件發(fā)布到服務(wù)器，將離線庫中內(nèi)容發(fā)布到在線庫。

庫模板即模板模型定義圖形模板內(nèi)各個(gè)元件的關(guān)聯(lián)關(guān)系。使用庫模板可以更好地維護(hù)錄人數(shù)據(jù)的完整性，使用戶可以一次性錄人大量數(shù)據(jù)信息。

2．3　油氣流動和設(shè)備拓?fù)渲夹g(shù)

油氣管道均需要表示介質(zhì)的流動方向動畫最示。油氣在管道內(nèi)由管壓大的站場向管壓小的站場方向流動，此管壓差通過管道的高程、壓力和密度進(jìn)行計(jì)算得到。人機(jī)界面沒計(jì)了管道組件，由液柱和管道組成，以立體效果圖展示。液柱以動態(tài)流動的方式展示了油氣的流向，液柱的流向即油氣輸送的方向，液柱不流動表明此刻管道停止了輸送。

設(shè)備拓?fù)渲饕菍τ谟蜌夤艿乐邢噙B的設(shè)備之間的連接關(guān)系進(jìn)行描述，用于對由多個(gè)設(shè)備構(gòu)成的回路進(jìn)行判斷或計(jì)算。拓?fù)渲饕且罁?jù)拓?fù)溆?jì)算結(jié)果對不同的設(shè)備以及設(shè)備之間的連接線(設(shè)備之間的連接關(guān)系)進(jìn)行不同的著色。設(shè)備的不同顏色代表設(shè)備的不同狀態(tài)。

畫面編輯器首先對管道沒備進(jìn)行圖素化處理，建立設(shè)備對象與圖素的對應(yīng)關(guān)系，形成管道的圖形模型，再對設(shè)備間的連接關(guān)系進(jìn)行抽象，形成管道邏輯連接圖。通過圖素的對象化，將抽象的圖素與數(shù)據(jù)庫中設(shè)備的外觀、位置等屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

管道圖形化之后，由畫面瀏覽器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)油氣管道SCADA系統(tǒng)人機(jī)界面的拓?fù)渲?。?dāng)畫面瀏覽器啟動并完成畫面文件的加載和解析后，組織畫面中的圖素信息，按照訪問協(xié)議訪問后臺服務(wù)。畫面瀏覽器收到返回的查詢結(jié)果后，根據(jù)設(shè)備投運(yùn)狀態(tài)、管網(wǎng)連接關(guān)系，分析并計(jì)算出設(shè)備和管線的拓?fù)渲Y(jié)果，設(shè)置顏色、刷新條件等屬性，通知圖形繪制引擎進(jìn)行繪制著色。

拓?fù)渲珣?yīng)用包括：全局著色、管線著色、注入點(diǎn)追蹤著色。

1)全局著色。全局著色首先對設(shè)備按照實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行著色；其次對管道進(jìn)行著色，依據(jù)管網(wǎng)的連接關(guān)系，對管網(wǎng)進(jìn)行連通狀態(tài)分析，管道按照兩端所連設(shè)備的狀態(tài)和介質(zhì)壓力進(jìn)行著色。全局著色可以幫助用戶了解站場關(guān)閥、線路緊急截?cái)嚅y誤關(guān)閉、泵站停泵等管線停輸?shù)臓顩r。

2)管線著色。管線著色是用戶指定設(shè)備，對該設(shè)備所在的管線及管線上的所有設(shè)備進(jìn)行著色，著色范圍、設(shè)備狀態(tài)判定、管道連通性判定都限定在指定設(shè)備及其所在管線范圍。

3)油品注入點(diǎn)追蹤著色。注入點(diǎn)追蹤著色是對于用戶指定的設(shè)備，向其上游方向進(jìn)行搜索，直至搜索到油品注入點(diǎn)，并根據(jù)搜索路徑對相關(guān)設(shè)備和管道進(jìn)行著色。

2．4　腳本管理技術(shù)

通過在畫面中定義腳本，可擴(kuò)展人機(jī)界面的功能。通過腳本可實(shí)現(xiàn)油氣管道SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)展示、設(shè)備控制等基本功能。

腳本主要實(shí)現(xiàn)：

1)腳本編輯編輯器功能，實(shí)現(xiàn)腳本內(nèi)容的復(fù)制、粘貼、撤銷、重做、查找、替換、java關(guān)鍵字變色等基本編輯功能。

2)語法檢查功能。

3)腳本存儲管理功能，支持正常存儲和容錯(cuò)存儲功能。

4)腳本解釋器功能。系統(tǒng)提供腳本解釋器，實(shí)現(xiàn)腳本內(nèi)容解釋執(zhí)行。

腳本內(nèi)容在畫面編輯器中編輯，并同圖形信息一起保存至圖形文件中，并在畫面瀏覽器中執(zhí)行。在畫面瀏覽器加載圖形時(shí)，自動解析嵌人在其內(nèi)部的腳本內(nèi)容。腳本的執(zhí)行依賴于外部條件觸發(fā)，當(dāng)畫面瀏覽器監(jiān)聽到某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，自動觸發(fā)執(zhí)行該事件對應(yīng)的腳本，實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能。

3　設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3．1　人機(jī)界面總體結(jié)構(gòu)

人機(jī)界面(即HMI)軟件架構(gòu)按照分層原則進(jìn)行設(shè)計(jì)?？蛻舳俗陨隙路譃槿藱C(jī)控制臺、人機(jī)應(yīng)用層和服務(wù)接口層。

1)人機(jī)控制臺是用戶使用人機(jī)界面的初始界面，用戶通過控制臺的登錄功能進(jìn)入系統(tǒng)后使用各類人機(jī)應(yīng)用；同時(shí)控制臺還負(fù)責(zé)子系統(tǒng)中各類人機(jī)應(yīng)用的管理，主要包括應(yīng)用的注冊、激活和卸載。

2)人機(jī)應(yīng)用層由子系統(tǒng)中的各個(gè)應(yīng)用組成，主要包括各種組態(tài)應(yīng)用、集成開發(fā)環(huán)境、圖形瀏覽器、系統(tǒng)配置管理、事故追憶界面、報(bào)警界面、實(shí)時(shí)庫庫管理界面等功能模塊。各應(yīng)用采用插件技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)加載和卸載，因此保證了人機(jī)界面良好的功能擴(kuò)展性。

3)服務(wù)接口層提供了各類應(yīng)用與后臺服務(wù)交互的接口，主要包括實(shí)時(shí)庫接口、關(guān)系庫接畫面刷新服務(wù)接口、事件服務(wù)接口、權(quán)限服務(wù)接口、文件服務(wù)接口等。服務(wù)接口層實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用對服務(wù)的透明性訪問。

人機(jī)界面采用客戶／服務(wù)器模式，客戶端與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互過程通過集成服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)?？蛻舳酥械母黝悜?yīng)用提供用戶使用系統(tǒng)的圖形界面，應(yīng)用接受用戶操作請求，通過服務(wù)層接口訪問支撐平臺(即基礎(chǔ)平臺)服務(wù)，在收到服務(wù)結(jié)果后將其用圖形界面的形式展現(xiàn)給用戶。支撐平臺服務(wù)部署在多臺服務(wù)器上，為人機(jī)界面訪問相關(guān)數(shù)據(jù)和應(yīng)用提供服務(wù)。支撐平臺服務(wù)可訪問保存在實(shí)時(shí)庫、關(guān)系庫、文件中的數(shù)據(jù)或通過消息總線發(fā)送、接收消息。

人機(jī)界面結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。圖2中列出了人機(jī)界面和支撐平臺服務(wù)的各組成部分及其之間的層次關(guān)系。

 

3．2　人機(jī)界面邏輯層次架構(gòu)

人機(jī)界面軟件邏輯層次架構(gòu)中定義了若干個(gè)層，包括：控制臺(HMIConsole)層、控制臺服務(wù)(HMIConsole Service)層、人機(jī)應(yīng)用(App)層、服務(wù)接口(Service)層。

1)控制臺和控制臺服務(wù)包括控制臺的相關(guān)功能，其中控制臺層包含菜單(Menu)、工具欄(ToolBar)等界面功能。

2)控制臺服務(wù)層包含權(quán)限管理(PrivManager)、應(yīng)用管理(AppManager)、界面管理(UIManager)等功能，分別負(fù)責(zé)用戶登錄、應(yīng)用管理和界面管理。

3)人機(jī)應(yīng)用層包括了系統(tǒng)中的各類應(yīng)用。

4)服務(wù)接口層又分為代理(Agent)和通用功能(Utility)兩部分：代理層提供各類人機(jī)應(yīng)用使用的服務(wù)接口；通用功能提供I／O和任務(wù)運(yùn)行功能。

人機(jī)界面中的應(yīng)用以插件方式集成到系統(tǒng)中，控制臺負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)界面集成管理功能。人機(jī)應(yīng)用通過服務(wù)接口層的服務(wù)代理與后臺服務(wù)進(jìn)行交互，服務(wù)代理提供了訪問后臺服務(wù)的接口，其主要功能是接收人機(jī)應(yīng)用的服務(wù)請求并將請求通過服務(wù)總線發(fā)送給后臺服務(wù)，然后接收服務(wù)應(yīng)答并返凹給人機(jī)應(yīng)用。服務(wù)代理屏蔽了訪問服務(wù)的細(xì)節(jié)，使應(yīng)用元需關(guān)心服務(wù)的具體部署信息以及訪問過程，因此有很好的服務(wù)訪問透明性。

4　應(yīng)用及其效果

該系統(tǒng)在某油氣管道調(diào)控巾心投入使用，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互畫面、系統(tǒng)組態(tài)、操作控制等功能。人機(jī)界面顯示的效果如圖3所示。

 

該人機(jī)界面在以下方面取得了突破：

1)人機(jī)界面采用Java語言實(shí)現(xiàn)，具有良好的跨平臺性。

2)Web展示和人機(jī)客戶端使用同一套圖形、同一套圖形引擎程序，避免在Web瀏覽時(shí)圖形轉(zhuǎn)換帶來的圖形失真。

3)人機(jī)界面與后臺系統(tǒng)的通信采用3層架構(gòu)，人機(jī)客戶端通過后臺系統(tǒng)提供的服務(wù)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、發(fā)送接收消息?？蛻舳酥恍枰渴鹑藱C(jī)程序，無需部署數(shù)據(jù)庫，即可完成各項(xiàng)人機(jī)交互功能。此“瘦客戶”人機(jī)模式，大大降低了人機(jī)工作站配置要求，節(jié)省了投資。

4)人機(jī)界面采用組件化設(shè)計(jì)思想，各類組件可實(shí)現(xiàn)即插即用，體系架構(gòu)靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)，新功能可以快速集成到人機(jī)系統(tǒng)中。

5)人機(jī)界面可實(shí)現(xiàn)基于瓦片格式的地理圖展示，地理圖包括行政區(qū)域圖、地形圖，油氣管網(wǎng)以地理圖為背景繪制。

6)人機(jī)界面采用圖庫模一體化設(shè)計(jì)，在畫面編輯的同時(shí)完成模型的建立，使維護(hù)工作便捷、快速，極大地減輕了用戶的維護(hù)工作量。

7)人機(jī)瀏覽采用多窗口、多主題的顯示界面，有利于各類相關(guān)信息的集成娘示。通過將相關(guān)畫面組織成不同的多主題窗口，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)信息的集中展示，既能瀏覽管道監(jiān)控的全局信息，又能查看流量、閥門等細(xì)節(jié)信息，達(dá)到運(yùn)行監(jiān)控概覽信息和細(xì)節(jié)信息一覽無余的效果。

8)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)圖形描述規(guī)范，描述了元素、基本繪圖元素、油氣管道圖形元素等特性?；诖藞D形規(guī)范，存儲的圖形文件可以在不同油氣管道公司、站場和調(diào)度中心之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換，提高了圖形文件的復(fù)用性。

5　結(jié)論

1)利用Java技術(shù)和圖形圖像技術(shù)，研究并設(shè)計(jì)了一種人機(jī)界而方案，開發(fā)了一個(gè)油氣管道SCADA系統(tǒng)跨平臺人機(jī)交互軟件，通過工程實(shí)踐證明了該設(shè)計(jì)方案的可行性。

2)人機(jī)界面適用于調(diào)控中心與站控的臨控應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)營設(shè)備狀態(tài)、報(bào)警等信息的集中顯示，以及畫面的標(biāo)準(zhǔn)化、易用性、美觀性，為調(diào)度員和維護(hù)人員全景臨控油氣管道的運(yùn)行狀況提供了有力的支撐。

3)今后人機(jī)界面將向信息可視化、展示方式與地理信息融合等方向發(fā)展。

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本文作者：祁國成  沈國輝  陳鵬  程大闖  孟鑫

作者單位：中國石油北京油氣調(diào)控中心

  南京南瑞集團(tuán)公司