從技術(shù)層面上探討物聯(lián)網(wǎng)和油氣資源企業(yè)經(jīng)濟(jì)的升級轉(zhuǎn)型

【摘要】“物聯(lián)網(wǎng)”是繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一次信息技術(shù)的浪潮，在后金融危機(jī)時(shí)代將成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動(dòng)力，受到全球的高度關(guān)注。本文對物聯(lián)網(wǎng)的概念和演進(jìn)背景進(jìn)行了描述，在此基礎(chǔ)上結(jié)合油氣田生產(chǎn)的特點(diǎn)，提出了以油氣資源生產(chǎn)的企業(yè)構(gòu)建油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)問題，并進(jìn)一步分析了油氣資源企業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合促進(jìn)石油經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型的優(yōu)勢之處。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；信息高速公路；油氣田物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型

首先，讓我們回顧一下上世紀(jì)90年代初美國的信息高速公路計(jì)劃。1993年，克林頓政府為了刺激美國經(jīng)濟(jì)，占據(jù)信息業(yè)的制高點(diǎn)，提出了“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施行動(dòng)計(jì)劃（NII）”既被人們通俗地稱為“信息高速公路”。

克林頓政府在冷戰(zhàn)結(jié)束以后，選擇建設(shè)“信息高速公路”作為刺激國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加就業(yè)機(jī)會(huì)、保持和奪回美國在重大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域一度削弱的國際領(lǐng)先地位。這如同當(dāng)年的政府把上世紀(jì)跨越北美的鐵路建設(shè)和本世紀(jì)50年代美國高速公路網(wǎng)的建設(shè)，作為抑制蕭條、刺激經(jīng)濟(jì)增長的戰(zhàn)略舉措一樣。

“信息高速公路”計(jì)劃，為美國全社會(huì)提供了高級信息服務(wù)。同時(shí)，催生出一大批新型產(chǎn)業(yè)，具體說來如：電子購物、多媒體電子郵件、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程辦公（Telework）、計(jì)算機(jī)支持下的合作辦公（CSCW）、遠(yuǎn)程教育（Teleclass）、遠(yuǎn)程醫(yī)療、虛擬圖書館、虛擬博物館、電子報(bào)刊、網(wǎng)上游戲、視頻點(diǎn)播、交互式電視等。

1.物聯(lián)網(wǎng)概念

通俗地講，物聯(lián)網(wǎng)就是將所有物體連接在一起的網(wǎng)絡(luò)。主要有三個(gè)方面特征：一是互聯(lián)網(wǎng)特征；二是識別與通信特征；三是智能化特征。因此，從概念上講，物聯(lián)網(wǎng)定義為：物體通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，以進(jìn)行信息交換和通信，從而實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

2.物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的背景和演進(jìn)

1999年在美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議上首先提出了物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念，當(dāng)時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)、RFID技術(shù)、EPC標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造了一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品信息實(shí)時(shí)共享的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”簡稱物聯(lián)網(wǎng)。

2005年ITU在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。

2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領(lǐng)袖舉行了一次“圓桌會(huì)議”，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。

2009年8月，溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時(shí)，提出“感知中國”。

作為以油氣資源生產(chǎn)為主要產(chǎn)業(yè)的克拉瑪依，產(chǎn)業(yè)鏈相對單一，抵御經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)的能力較弱。如何改變這一現(xiàn)狀，尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)？是當(dāng)?shù)卣μ剿鞯膯栴}。而新疆油田公司提出的用信息技術(shù)打造一個(gè)全新的油氣田-智能油田，正是我們努力突破經(jīng)濟(jì)發(fā)展瓶頸、尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的最佳模式。油氣資源生產(chǎn)和信息技術(shù)結(jié)合是“1+1”大于2的模式，有無限的增長潛力。

3.油氣田生產(chǎn)和物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)

油氣生產(chǎn)有五大流程：油氣舉升、注入、計(jì)量、油氣集輸、油氣處理。如何運(yùn)用信息技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)管理、提升工作效率？新疆油田公司從1995年開始啟動(dòng)油田的信息化建設(shè)，到2008年率先在全國建成了“數(shù)字油田”，實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)來管理油田生產(chǎn)。

數(shù)字油田滿足了生產(chǎn)和管理的需求，各油田建立了各自的油氣生產(chǎn)現(xiàn)場工況監(jiān)控、分析與管理和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并正在當(dāng)前生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。但這些系統(tǒng)是由軟件開發(fā)公司和油田用戶結(jié)合各自油田生產(chǎn)的特點(diǎn)和實(shí)際情況合作開發(fā)的，主要是為了滿足油田公司、采油廠、作業(yè)區(qū)等各級目標(biāo)用戶生產(chǎn)運(yùn)行管理的需要。由于受地域、地形地貌、氣候條件、油藏地質(zhì)、社會(huì)環(huán)境差異的影響，因此各油田油氣生產(chǎn)數(shù)字化的功能不盡相同，建設(shè)也具有各自的特殊性。在軟件平臺(tái)、開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)組態(tài)方式上都有很大差異，還沒有形成統(tǒng)一的系統(tǒng)。針對目前油氣生產(chǎn)過程管理的現(xiàn)狀，急需一套綜合信息平臺(tái)來解決油田在信息化、數(shù)字化建設(shè)中存在的問題。因此，建設(shè)面向生產(chǎn)操作過程的油氣物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，顯得尤為緊迫。

“十二五”期間，中國石油全面推進(jìn)信息系統(tǒng)的持續(xù)提升和深化應(yīng)用，開展國家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程建設(shè)。2012年4月底，中國石油股份公司正式啟動(dòng)建設(shè)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（A11）項(xiàng)目，選擇區(qū)塊為：風(fēng)城超稠油油田油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)示范工程、塔里木油田9個(gè)油氣供應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程、大慶油田采油九廠開展齊家北區(qū)塊物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程等。

國外的油氣田物聯(lián)網(wǎng)案例有：

挪威國家石油公司于2005年啟動(dòng)的“整合運(yùn)營項(xiàng)目”、英國石油公司始于2003年的“未來油田”項(xiàng)目、殼牌公司的智能油田等均已體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

4.油氣田物聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)技術(shù)問題

按物聯(lián)網(wǎng)三層體系架構(gòu)，底層是感知數(shù)據(jù)的感知層，中間是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，最上面則是內(nèi)容應(yīng)用層。

以油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)為例，從三層體系結(jié)構(gòu)來看，每一層都有一些技術(shù)問題需要解決。從采集控制層的終端接入組網(wǎng)到應(yīng)用層的海量數(shù)據(jù)處理，從單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的節(jié)能降耗到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全；待解決的問題涉及生物、物理、通信、微電子、計(jì)算機(jī)等眾多學(xué)科領(lǐng)域。這里重點(diǎn)討論以下幾個(gè)問題：

（1）要重視標(biāo)準(zhǔn)的制定。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)涉及眾多行業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐性技術(shù)領(lǐng)域，其領(lǐng)域跨度非常廣。在涉及互聯(lián)互通等共性問題方面盡早制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如統(tǒng)一編碼規(guī)則、數(shù)據(jù)規(guī)范、基礎(chǔ)應(yīng)用平臺(tái)的中間件接口標(biāo)準(zhǔn)等。以油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)為例，其涉及技術(shù)較多，應(yīng)用形式多樣，涉及的標(biāo)準(zhǔn)相對分散，目前并沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以參照。在早期的油田數(shù)字化建設(shè)中，各油田采用不同廠商的產(chǎn)品，水平參差不齊，數(shù)據(jù)開放性差，集團(tuán)公司層面缺乏統(tǒng)一的自控?cái)?shù)據(jù)命名規(guī)范或數(shù)據(jù)字典，容易導(dǎo)致因數(shù)據(jù)格式不一致而造成的數(shù)據(jù)交換障礙。為了實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享，降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，需要在集團(tuán)公司范圍內(nèi)統(tǒng)一油氣田相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，要重視標(biāo)準(zhǔn)問題的戰(zhàn)略性地位。

（2）要重視數(shù)據(jù)的挖掘分析。數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的及隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含的、未知的、對決策有潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)的過程。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以分成幾種類型：RFID數(shù)據(jù)流、地址/唯一標(biāo)識、描述數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等，它給物聯(lián)網(wǎng)的管理、分析帶來巨大的挑戰(zhàn)，如何在這海量的數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)有用的信息已成為數(shù)據(jù)挖掘研究的重點(diǎn)。

（3）制定物聯(lián)網(wǎng)安全體系。隨著互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的逐步演進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)不僅繼承了現(xiàn)有信息安全體系的漏洞，同時(shí)由于其自身的特點(diǎn)，又引入了一些新的安全問題：①傳感器節(jié)點(diǎn)等終端接入設(shè)備由于能量和計(jì)算能力的限制，通常無法使用復(fù)雜的安全認(rèn)證機(jī)制，極易成為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)安全體系的短板；②物聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點(diǎn)常常部署在無人監(jiān)控的場景中，攻擊者可以輕易對這些設(shè)備進(jìn)行改造或干擾；③物聯(lián)網(wǎng)中終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大，種類繁雜，所采集的海量數(shù)據(jù)具有明顯的多源異構(gòu)性，難以提供統(tǒng)一的安全保護(hù)體系。鑒于這些特點(diǎn)，對物聯(lián)網(wǎng)的信息安全保障提出了更高的要求，僅僅依靠現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)信息安全體系是無法滿足安全保障的。因此，建立適用于物聯(lián)網(wǎng)的信息安全體系已經(jīng)成為了保證物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全可靠，推動(dòng)其發(fā)展、普及的關(guān)鍵。

5.油氣田物聯(lián)網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型

“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇提供技術(shù)動(dòng)力。石油行業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用比較早的行業(yè)，國外BP、Shell等石油巨頭的示范項(xiàng)目已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，這種經(jīng)濟(jì)效益主要是來自于物聯(lián)網(wǎng)帶來的管理提升。那么，就石油行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)和推廣是否能成為石油企業(yè)借力信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)多元化發(fā)展的一次轉(zhuǎn)型機(jī)會(huì)呢？

讓我們先看看IBM的成功轉(zhuǎn)型之路，實(shí)現(xiàn)從計(jì)算機(jī)硬件制造商向技術(shù)服務(wù)提供商的轉(zhuǎn)型。第一次轉(zhuǎn)型：電子商務(wù)。在很多人還不知道電子商務(wù)為何物的情況下，IBM提出了“電子商務(wù)”的戰(zhàn)略理念，這一理念的提出使IBM實(shí)現(xiàn)硬件廠商到“軟件+硬件”的轉(zhuǎn)型。第二次轉(zhuǎn)型，電子商務(wù)隨需應(yīng)變，IBM全面轉(zhuǎn)向服務(wù)，向客戶提供從戰(zhàn)略咨詢到解決方案的一體化服務(wù)。自此，IBM成功實(shí)現(xiàn)“軟件+硬件+服務(wù)”的第二次轉(zhuǎn)型。第三次轉(zhuǎn)型：“智慧星球”。這次轉(zhuǎn)型也被業(yè)界認(rèn)為是IBM具有顛覆性的一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，使IBM一腳跨出IT領(lǐng)域，不僅提供IT服務(wù)解決方案，也提供商業(yè)和戰(zhàn)略咨詢。

IBM的轉(zhuǎn)型是受到市場競爭壓力的驅(qū)使，而作為以油氣資源生產(chǎn)的企業(yè)，壓力來自于象石油這種化石能源是不可再生性的，并且人類對其的巨大消耗，使其正在逐漸走向枯竭。因此，作為油氣資源生產(chǎn)的企業(yè)也要轉(zhuǎn)型，那么我們該如何走轉(zhuǎn)型之路？新疆油田公司擁有對復(fù)雜地層構(gòu)造的勘探技術(shù)和先進(jìn)的油田生產(chǎn)管理水平，同時(shí)在數(shù)字油田的建設(shè)中培養(yǎng)了一支能力很強(qiáng)的信息人才隊(duì)伍。在從數(shù)字油田到智慧油田的建設(shè)過程中，能否借力信息技術(shù)將我們對油田生產(chǎn)的管理經(jīng)驗(yàn)和勘探開發(fā)的技術(shù)作為一種“技術(shù)服務(wù)產(chǎn)品”進(jìn)行輸出，為其他油田或行業(yè)服務(wù)？IBM的技術(shù)服務(wù)憑借其優(yōu)勢在各行各業(yè)中開展，為何我們不利用在石油行業(yè)的優(yōu)勢在這一領(lǐng)域引領(lǐng)潮流、走向世界的舞臺(tái)？

6.結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)是世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，代表了下一代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。目前，世界上越來越多的國家和地區(qū)已經(jīng)將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)確定為培育核心競爭力的戰(zhàn)略重點(diǎn)。作為油氣資源生產(chǎn)的企業(yè)，油氣田物聯(lián)網(wǎng)是提高工作效率的最佳選擇，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)轉(zhuǎn)型的最佳途徑。

參考文獻(xiàn)

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