油氣田視頻綜合安全管理及應急指揮系統(tǒng)平臺

文/閏之

我國天然氣工業(yè)現(xiàn)狀

天然氣是優(yōu)質高效的清潔能源，二氧化碳和氮氧化物的排放僅為煤炭的一半和五分之一左右，二氧化硫的排放幾乎為零。據(jù)統(tǒng)計分析，從2010到2050年，世界能源需求將增加60%，但煤炭和石油消費將處于逐步下降趨勢，到2040年天然氣的比例將與石油持平，到2050年將超過石油，成為世界第一能源。

我國近年來，隨著開采技術的不斷發(fā)展，天然氣產(chǎn)量不斷攀升，據(jù)發(fā)改委統(tǒng)計，2011年1-10月中國天然氣產(chǎn)量達到826億立方米，同比增長6.60%。

與此相應的則是，我國雖然天然氣地質資源總量為35萬億方以上，但天然氣資源所處地質結構較為復雜及勘探開采技術的受限，同時，我國天然氣市場消費需求的增長速度的快速攀升，造成了國內的天然氣供需不平衡。

無論是國內的天然氣勘探開采以及天然氣的進口，都將是天然氣工業(yè)中的重中之重。特別是天然氣作為一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質能源，能夠改善空氣質量，因而帶動經(jīng)濟繁榮及改善環(huán)境。

天然氣勘探開采的安全信息化

中國天然氣探明儲量集中在10個大型盆地，依次為：渤海灣、四川、松遼、準噶爾、鶯歌海-瓊東南、柴達木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂爾多斯。中國氣田以中小型為主，大多數(shù)氣田的地質構造比較復雜，勘探開發(fā)難度大。

以四川盆地為例，天然氣資源大多分布在川南地區(qū)，具有天然氣儲量大、地質結構復雜、地層壓力懸殊、底層巖性研磨性強、深層地底溫度高等特征，這可以說是真正埋藏在重重困難下的寶藏。

為開采出這份龐大的地底寶藏，在提升勘探和鉆探開采技術的同時，強化生產(chǎn)安全保障，以應對井下復雜情況和鉆井故障事故等，各類信息化技術都在大顯身手，一方面保障生產(chǎn)安全，強化生產(chǎn)作業(yè)的全面安全監(jiān)察和安防監(jiān)管。另一方面輔助生產(chǎn)管理，為生產(chǎn)作業(yè)流程、生產(chǎn)任務監(jiān)督等提供助力。無論是哪一個，都在不斷貼近核心需求和業(yè)務流程，讓信息化真正能夠服務于天然氣勘探和開采生產(chǎn)作業(yè)。

視頻綜合安全管理及應急指揮系統(tǒng)平臺建設要求

為油氣田生產(chǎn)所規(guī)劃的信息化建設的核心職能，就是要保障安全生產(chǎn)。視頻綜合安全管理及應急指揮系統(tǒng)平臺是信息化的一個十分重要的組成部分，可以說整個油氣田生產(chǎn)流程中所涉及到的各類視音頻資源都將由該信息平臺進行整合、調度和通信。其建設要求及目標要做到以下幾點：

生產(chǎn)管理

·結合自上而下流程化管理，匯集生產(chǎn)作業(yè)相關的各類視音頻資源，形成完整的資源整合平臺；

·對生產(chǎn)作業(yè)進程能夠進行實時巡檢，各級生產(chǎn)管理部門能夠遠程可視監(jiān)管；

·將視音頻資源與生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)等進行共享互通，做到信息聯(lián)動，為決策管理提供支持。

安全應急

·在出現(xiàn)生產(chǎn)事件的情況下，各類通信聯(lián)絡將形成自下而上聯(lián)動，實現(xiàn)各類生產(chǎn)相關的視音頻資源及通信信息的實時上報；

·各級公司可針對安全生活制定應急預案，快速啟動自上而下指揮，進行多級多方的指揮調度；

·系統(tǒng)平臺能夠做到跨級別跨部門跨系統(tǒng)的快速可視化指揮通信，實現(xiàn)快速決策支持，多方部門協(xié)同。

系統(tǒng)平臺組成

作為視頻信息平臺，其所需要整合的生產(chǎn)相關的圖像語音等資源類型相當多，包括了井場現(xiàn)場監(jiān)控、安防監(jiān)控、單兵移動圖傳、車載圖傳、值班電話、手機通信、電視會議、無線對講設備、報警信息等多種資源。同時，還要結合鉆井數(shù)據(jù)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)聯(lián)動。所以視頻綜合安全管理及應急指揮系統(tǒng)平臺在整體的規(guī)劃設計上，針對“設備的互連互通”、“設備和系統(tǒng)的分級管理”、“運行時網(wǎng)絡帶寬優(yōu)化”、“系統(tǒng)功能可擴展性”、“與現(xiàn)有視音頻通信系統(tǒng)融合性”等問題，給出了整體解決方案。

如圖1所示，整個系統(tǒng)平臺在設計上采用了分層、全開放的體系架構，對系統(tǒng)需要進行接入采集的各種基本數(shù)據(jù)進行集中劃分和分析，通過協(xié)議接入、SDK接入、數(shù)據(jù)接口互通等方式，將多種類型的視音頻類設備和數(shù)據(jù)進行接入整合。這些數(shù)據(jù)信息都將通過傳輸網(wǎng)絡層，到達系統(tǒng)的業(yè)務支撐層。由系統(tǒng)的業(yè)務支撐層形成系統(tǒng)的分級管理結構并構建起系統(tǒng)的多種集成化功能，最后在系統(tǒng)分級管理結構的基礎上形成基于業(yè)務的運行體系，同時清晰的劃分出整個系統(tǒng)的基本組網(wǎng)邊界，從而形成一個開放的、完整的、標準化的系統(tǒng)架構。這樣整個系統(tǒng)平臺實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)、設備管理、業(yè)務控制、設備接入、媒體數(shù)據(jù)與業(yè)務承載相分離，系統(tǒng)采用基于IP網(wǎng)絡的分布式控制結構，提供安全、可大規(guī)模部署、管理方便、便于維護的一體化視頻指揮通信平臺。

基于上面的的分層設計框架，整個系統(tǒng)平臺將進行實質化的部署和實施，具體的設備部署方式，如圖2所示：

圖2 設備部署

如圖2所示，由于氣田的鉆探和采氣作業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)方式及網(wǎng)絡情況有著很大的不同，所以系統(tǒng)平臺將分別為鉆探公司和采氣公司進行相應的子系統(tǒng)進行建設，而兩大類型的子系統(tǒng)都將匯集接入到集團公司的總中心系統(tǒng)平臺內。

集團公司總指揮中心子系統(tǒng)

集團公司總指揮中心子系統(tǒng)將通過石油網(wǎng)、租用專線、VPN或無線網(wǎng)絡、為通信信道與各鉆探公司、采氣公司等單位進行信息交流，總指揮中心內能夠實時監(jiān)控各個項目部或采氣廠的現(xiàn)場作業(yè)狀況和監(jiān)控報表數(shù)據(jù)，能夠有效實現(xiàn)與各子公司、項目部、施工現(xiàn)場視/音頻交互和數(shù)據(jù)交互。

該子系統(tǒng)作為核心，用于總體協(xié)調，聯(lián)動指揮調度。該指揮中心擁有最高的權限，可以實時監(jiān)控所有監(jiān)控現(xiàn)場的情況，可以隨時對下屬指揮中心直接進行指揮調度，執(zhí)行強插、強拆等指揮操作。同時，該指揮中心具備最完備的信息化系統(tǒng)平臺的建設資源，可以完整實現(xiàn)視頻監(jiān)控，視頻指揮調度，視頻會議，報警聯(lián)動、視音頻錄像、電子地圖、語音調度等多業(yè)務功能；同時系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的視頻會議系統(tǒng)、語音通信調度系統(tǒng)等進行數(shù)字化融合。

鉆探公司生產(chǎn)管理及應急指揮子系統(tǒng)

鉆探公司生產(chǎn)管理及應急指揮子系統(tǒng)作為二級指揮子系統(tǒng)，在集團公司總指揮中心子系統(tǒng)的領導之下，作為承上啟下單位，直接組織管理區(qū)域內項目部、施工現(xiàn)場工程實施。其與集團公司總指揮中心之間有石油網(wǎng)絡或租用運營商專線，可有效實現(xiàn)視/音頻和數(shù)據(jù)交互，也可通過廣域網(wǎng)或無線信道與施工現(xiàn)場進行交互，并可監(jiān)看現(xiàn)場監(jiān)控圖像。

考慮到部分鉆探區(qū)域的所處位置較為偏僻或有線通信線路架設困難的情況下，該鉆探項目部，也可通過借助衛(wèi)星信道與現(xiàn)場進行交互，并可監(jiān)看現(xiàn)場監(jiān)控圖像，實現(xiàn)集團總公司與項目部之間進行遠程溝通和指揮通信。

采氣公司生產(chǎn)管理及應急指揮子系統(tǒng)

采氣公司生產(chǎn)管理及應急指揮子系統(tǒng)，也同樣是作為二級指揮子系統(tǒng)，在集團公司總指揮中心子系統(tǒng)的領導之下。采氣公司因場所相對固定，且采氣作業(yè)周期較長，采氣公司與集團公司之間大多已經(jīng)部署的專線網(wǎng)絡，網(wǎng)絡情況較好，能夠較為流暢和高質量的實現(xiàn)視音頻的資源共享和指揮通信。

采氣公司的現(xiàn)場的監(jiān)控資源及報警資源都將通過網(wǎng)絡接入到子系統(tǒng)內，一方面采氣公司內可以進行生產(chǎn)安防管理及生產(chǎn)業(yè)務調度，另一方面這些資源也將同步共享給上級集團公司子系統(tǒng)，集團公司就能夠實時查看到采氣作業(yè)情況及接收到相應的生產(chǎn)業(yè)務調度情況。

應用效果

通過部署綜合安全管理及應急指揮系統(tǒng)平臺將大大的提高集團公司對其下轄各個鉆探公司、項目部及采氣公司的遠程實時監(jiān)控、調度、管理，加強對危險品、火工品等重要物資、車輛的監(jiān)控、井場現(xiàn)場生產(chǎn)的安全保障，提高公司總部、項目部對一線作業(yè)現(xiàn)場的管控、調度能力，降低安全風險。

系統(tǒng)平臺的綜合接入和資源整合能力，將為集團公司及鉆探公司、采氣公司構建起多級平臺，實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)多元化的匯集和呈現(xiàn)基礎上，結合報警聯(lián)動、電子地圖、電話調度、生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)聯(lián)動。并以系統(tǒng)平臺作為核心，整合監(jiān)控、會議、指揮、數(shù)據(jù)等多種功能，實現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務可視化通信。

針對突發(fā)事件處置及應急指揮需求，系統(tǒng)平臺還能夠結合應急預案的各項數(shù)據(jù)庫信息，以及歷史事件記錄，為應急決策提供助力的同時，結合現(xiàn)場無線圖傳及語音雙向通信，做到快速應急響應和遠程技術支持。

這樣，整個系統(tǒng)平臺既能夠滿足安全生產(chǎn)管理，又能夠滿足應急指揮，通過系統(tǒng)平臺所具備應急預案的一鍵式快呼功能，增強公司安全生產(chǎn)管理與應急指揮能力，建設統(tǒng)一、高效的信息化平臺。