一.中國石化加油IC卡工程背景和項目簡介:
中國石化加油IC卡工程是一個跨平臺、范圍廣、涉及面寬的全國性系統(tǒng)建設工程。中國石化股份有限公司應對不斷提高的服務需求、順應"信息化帶動產業(yè)化"的技術發(fā)展趨勢,利用先進的電子信息技術,以IC卡為載體,實現了中國石化成品油零售系統(tǒng)的改造。通過工程的建設,在中國石化轄域的所有加油站內實現"一卡在手,各地加油"的目標。以IC卡這一現代支付工具取代傳統(tǒng)的現金、油票等結算方式,在加油站安裝加油站管理控制了系統(tǒng),實現成品油零售業(yè)務的電子支付和交易數據的自動采集;提高加油站經營管理的科技含量和服務水平,從而進一步提高工作效率,降低成本,增強抵御市場風險的能力。中國石化加油IC卡工程將覆蓋中國石化股份有限公司所屬的20個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市、計劃單列市)石油分公司,260余個地市級公司,1300余個縣級公司的25000余座加油站。
中國石化加油IC卡系統(tǒng)在設計上采用了4層結構,即總公司級(包括中國石化管理總中心和中國石化數據交換總中心)、省級、地級以及各業(yè)務終端(包括縣級管理終端、加油站、發(fā)卡網點等)。中石化在前期將整個規(guī)劃為:
系統(tǒng)拓樸圖說明:
●加油站:是中國石化成品油零售業(yè)務的發(fā)生地,直接面向客戶提供加油服務。
●發(fā)卡網點:為用戶提供開戶、發(fā)卡、充值、圈存、掛失、查詢等服務。
●地級前置系統(tǒng):在發(fā)卡網點和加油站與省級數據中心提供數據轉發(fā)功能。
●省級數據中心:建立用戶賬戶,進行加油卡交易的清分、清算,是業(yè)務管理和數據處理核心。
●中國石化總中心:負責對加油卡異地交易的清分和爭議的仲裁,對基于加油IC卡交易系統(tǒng)的零售業(yè)務進行管理
●省級管理中心:對省級石油公司所屬加油站的零售業(yè)務進行管理。
●地級管理中心:對地(市)級石油公司所屬加油站的零售業(yè)務進行管理。
●縣級管理終端:對縣級石油公司所屬加油站的零售業(yè)務進行管理。
二.中石化對管控PC硬件的要求
整個加油IC卡工程中的25000個加油站都將配置一臺管控PC做為業(yè)務終端。管控PC負責日常IC卡加油的數量和金額統(tǒng)計,交易票據的打印,加油機監(jiān)控,每日將銷售交易發(fā)往省數據中心,并將下載全國IC卡用戶的賬戶管理信息和最新油價等。以下是管控示意圖:
加油站的管控PC起著非常重要的作用,一旦管控PC發(fā)生故障,加油站的正常運行將受到影響。中國石化的25000余個加油站分布比較分散,大部分加油站遠離市中心,很多油站位于山區(qū),一旦管控PC發(fā)生故障,維修更換會非常麻煩。因此,中國石化對管控PC的首要要求是系統(tǒng)的可靠性。其次,加油機通過串口與管控PC相連,加油站的加油機數目從2個到30余個不等,因此要求管控PC具有較強的功能擴展性。為了保證管控PC系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,中國石化選用了Turbolinux Data Server做為管控PC的操作系統(tǒng),因此要求管控PC在硬件上與Turbolinux完全兼容,并且能夠流暢運行。
在管控PC設備選型之初,共有10余家商用PC和工業(yè)PC廠家參與選型。經過多方比較,中石化最終將管控PC定為工業(yè)PC。工業(yè)PC在提高系統(tǒng)可靠性方面做了許多特殊設計,它的可靠性大大優(yōu)于商用PC。商用PC結構我們稱之為大主板結構,這種結構非常不適合現場使用和維護要求。主板上集成了南北橋控制芯片等有源器件。有源器件相比于電容電阻等無源器件容易損壞。一旦母板損壞,進行更換會非常麻煩:現場維護人員首先需要拔掉主板上的所有數據線、之后需要拔出插在主板上的所有外圍卡片,如網卡,顯卡等,最后需要將固定主板的螺釘一一卸掉,才能將主板拆下。換上一個新主板還要一一重復上述過程。這樣更換一個損壞的主板,需要花30分鐘時間。這樣長的MTBF(平均故障維護時間)對于加油站實際使用是不允許的。另外,商用PC對系統(tǒng)的防震沒有做特殊設計,在周圍存在振動干擾的場合,很容易出現硬盤損壞和卡片跳出的故障。硬盤一旦損壞,一天的交易數據將全部丟失。
相對于商用PC,工業(yè)PC在結構上做了很大改進,以下是工業(yè)PC的結構示意圖:
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工業(yè)PC的主板做成插卡的形式,插在無源底板(passive backplane)上。無源底板上只有ISA,PCI總線接插件以及電容電阻等無源器件,因此無源底板損壞的概率非常低,通常無更換之憂。如果主板損壞,只需要將主板拔出即可。因此系統(tǒng)的MTBF時間大大縮短。此外系統(tǒng)的主板和外圍卡有專門的固定壓條,防止板卡跳出。硬盤驅動器具有硬盤避振架和減震橡膠墊,能減輕振動對硬盤的損壞。為了使工業(yè)PC能可靠工作在高粉塵環(huán)境下,在工業(yè)PC的前面入風口,具有可更換的防塵網。
三、 在中石化管控PC硬件解決方案
在決定將管控PC硬件平臺定為工業(yè)PC后,中石化用對國內包括研祥在內的幾家工業(yè)PC廠家進行了考察,經過多方面考察,最后工業(yè)PC最終以高質量、高性價比的特性獲得中石化的信賴。
在中石化的應用中,需要充分考慮加油站現場應用對管控PC的可靠性等方面要求,怎樣從多方面入手增強工業(yè)PC的系統(tǒng)可靠度是關鍵,如下有幾點?
1. 主板
工業(yè)主板是管控PC的核心,綜合考慮速度和可靠性要求,同時邀請性價比高,必須采用完善的工業(yè)設計;
2.RAID卡
加油站的管控PC在日常使用中會涉及到大量數據保存的問題,這些數據包括油價、加油數量,加油客戶數據等。一旦數據損壞,將會造成嚴重后果。但硬盤屬于易損件,很容易因為振動、沖擊等原因而損壞。為了確保系統(tǒng)數據的安全性。在管控PC的系統(tǒng)中配了一塊Promise SMA RAID卡。Raid卡將兩個同樣規(guī)格的硬盤組成Raid 1(磁盤鏡像)。這樣,在一個硬盤損壞的情況下,管控PC依然能正常操作。
3.工業(yè)電源
市電供電不穩(wěn)定是導致計算機損壞的重要原因。在郊區(qū)、農村等地,供電網存在電壓過高過低或浪涌電壓等情況。這會導致計算機不能啟動或電源被擊穿。另外,管控PC配置的電源為寬范圍工業(yè)電源,在外部電壓范圍為85V~265V的環(huán)境下也能正常工作。
4.電磁兼容
電磁兼容性也是一個重要環(huán)節(jié)。電磁兼容測試包括CE,FCC等。管控PC在國家電磁測試中心達到FCC A級標準、在去年,我公司即將工控機產品交付國家電子計算機質量監(jiān)督檢測中心進行監(jiān)測。通過了中石化IC卡加油管控機——電磁快速瞬變脈沖群抗擾度檢驗的A級指標。即峰值在正負2000V電壓,重復頻率為5KHZ的條件下工控機正常工作(國家生產許可證檢測要求為正負1000V電壓)。為工控機入圍中石化項目做了技術指標方面的認證。
5.系統(tǒng)的擴展性
管控PC具有4個PCI槽和7個ISA槽,完全可以滿足以后系統(tǒng)功能的擴展要求。為了保證整機的可靠性,在產品檢測方面,整機出廠前還需要是進行了24小時動態(tài)燒機測試。這樣保證每一臺出廠的工業(yè)PC都能在惡劣環(huán)境中可靠運行。
四、實施的效果
自2004年開始,中石化加油IC卡工程陸續(xù)在湖北、廣西、山西等省實施。在這些省的管控PC絕大部分用的是工業(yè)PC。經過實際運行,管控PC在現場運行穩(wěn)定、可靠,獲得中石化的好評。