基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的石油生產(chǎn)運行管理平臺設(shè)計

摘 要：本文主要針對石油工程生產(chǎn)運行與管理，從物聯(lián)網(wǎng)基本內(nèi)涵、技術(shù)特點與作用等出發(fā)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)在石油行業(yè)中的日常應(yīng)用，按照物聯(lián)網(wǎng)分層原理，從數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和生產(chǎn)運行管理子系統(tǒng)三部分，構(gòu)建形成數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺，從而為生產(chǎn)運行與管理提供信息化支持。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；遠(yuǎn)程監(jiān)控；生產(chǎn)運行管理平臺

數(shù)字化油田是石油工程信息化的高級階段，是信息化達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、模型化和科學(xué)化的全新標(biāo)志。石油工程作為一個跨學(xué)科、多專業(yè)相互配合的技術(shù)高度密集型行業(yè)，信息化一直伴隨著工程行業(yè)的發(fā)展，并發(fā)揮著巨大的作用。近年來，通過應(yīng)用驅(qū)動和技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新引領(lǐng)的互動式發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字化建設(shè)，在石油工程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，本文針對石油工程生產(chǎn)運行與管理實際，擬基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過構(gòu)建集可視化、功能化、數(shù)字化鉆井系統(tǒng)，以滿足鉆井日常生產(chǎn)運行、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備管理的需求。

1物聯(lián)網(wǎng)基本內(nèi)涵

國內(nèi)對于物聯(lián)網(wǎng)的概念是整合了美國的CPS（Cyber-Physical System）、歐盟的IOT（Internet of Things） 和日本的i-Japan的概念，但又不完全和哪一個相同。由于物聯(lián)網(wǎng)本身與互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)、傳感網(wǎng)等有密切的關(guān)系，因此國內(nèi)不同領(lǐng)域的專家針對物聯(lián)網(wǎng)的思考出發(fā)點各異，事實上我國對物聯(lián)網(wǎng)還沒有一個精準(zhǔn)和公認(rèn)的定義。物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)大致有三個層次，底層是用來感知數(shù)據(jù)的感知層，第二層是數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層，最上面則是內(nèi)容應(yīng)用層。隨著“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，從工作辦公到日常生活應(yīng)用都與計算機技術(shù)和信息化有效結(jié)合，包括我們接觸與使用的各種設(shè)施與物體以及物品，比如交通工具汽車，居住的樓房，出行必需的公路、鐵路、機場，乃至手中的鑰匙、手上戴的手表等等，只需要安裝一個極小的感應(yīng)芯片，就可以有效利用紅外線感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)或者射頻技術(shù)，使之與互聯(lián)網(wǎng)相連，進(jìn)而利用能力超強的計算機群實現(xiàn)智能化管理。為有效整合企業(yè)的各類服務(wù)、降低重復(fù)工作的損耗，可以采用基于面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用框架，并能通過.Net平臺和Java 平臺兩種技術(shù)實現(xiàn)。運用該框架、利用射頻標(biāo)識構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)可以對企業(yè)各業(yè)務(wù)流程進(jìn)行監(jiān)控，并實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)資源共享和高效利用，從而為企業(yè)資源整合提供了一種可行的解決方案。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點、作用與應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)可歸納為“感知、傳輸、處理”，實現(xiàn)“及時、精確、全面地獲取和處理信息，達(dá)到科學(xué)決策、降低成本、提高效率、保護(hù)環(huán)境、增強安全等目標(biāo)”。其中，傳感技術(shù)、嵌入式智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要特點

物聯(lián)網(wǎng)的主要特點體現(xiàn)在技術(shù)和應(yīng)用層面上，主要包括：一是感知識別普適化。作為物聯(lián)網(wǎng)的末梢，自動識別和傳感網(wǎng)技術(shù)近年發(fā)展迅猛，應(yīng)用廣泛。從衣食住行中，仔細(xì)觀察都能發(fā)現(xiàn)大量的感知技術(shù)的應(yīng)用。無所不在的感知與識別將物理世界信息化，對傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界實現(xiàn)高度整合；二是異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化。硬件和軟件平臺千差萬別，不同型號和類別的RFID標(biāo)簽、傳感器、移動數(shù)據(jù)采集終端、手機、移動PC等實現(xiàn)網(wǎng)際間信息共享和融合；三是聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)?；?，所有構(gòu)成要件都作為網(wǎng)絡(luò)終端納入系統(tǒng)之中；四是管理調(diào)控智能化。物聯(lián)網(wǎng)將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效、可靠地組織起來，為上層行業(yè)應(yīng)用提供智能的支撐平臺；五是應(yīng)用服務(wù)協(xié)同化，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋生產(chǎn)運行與管理的各環(huán)節(jié)，可以有效提高企業(yè)整體信息化程度。

2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用

通過將物理對象與信息承載體無縫聯(lián)接，實現(xiàn)虛擬和物理世界的一體化，使得物理對象積極參與業(yè)務(wù)流程（互動，通信，控制），通過對數(shù)據(jù)的大規(guī)模采集與集成智能運用，最終實現(xiàn)商業(yè)價值和社會價值。物聯(lián)網(wǎng)是一種非常復(fù)雜，形式多樣的系統(tǒng)技術(shù)。根據(jù)信息采集、傳輸、處理和應(yīng)用的原則，可以把物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、管理服務(wù)層和應(yīng)用層

3 運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺

數(shù)字油田是實體油田的虛擬表示，能夠匯集油田的自然和人文信息，人們可以對該虛擬體進(jìn)行探查和互動。從技術(shù)架構(gòu)上來看，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化鉆井生產(chǎn)運行管理平臺是一項涉及多學(xué)科的復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要信息通信技術(shù)、石油地質(zhì)、石油工程、企業(yè)管理等有關(guān)專業(yè)，旨在更加廣泛、及時、準(zhǔn)確的進(jìn)行信息采集；深化應(yīng)用軟件實施，更好的完成信息處理及應(yīng)用，解決各種生產(chǎn)運行與管理問題；建立更為便捷的信息開放和共享平臺，更好的實現(xiàn)信息間的互聯(lián)互通，為生產(chǎn)運行管理提供便利。

3.1 數(shù)字化鉆井生產(chǎn)運行管理平臺

基于上述分析，筆者擬結(jié)合石油生產(chǎn)運行與管理實際，提出一種新的運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺的實現(xiàn)方案。該系統(tǒng)主要利用數(shù)據(jù)傳感技術(shù)、計算機軟件開發(fā)、數(shù)字控制、計算機網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)共享技術(shù)，開發(fā)建成集井場數(shù)據(jù)自動采集、數(shù)據(jù)加工分析、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及分析決策為一體的生產(chǎn)運行管理平臺。

該系統(tǒng)完全遵循物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的三層結(jié)構(gòu)，在感知層中，利用安裝在現(xiàn)場的傳感設(shè)備及視頻監(jiān)控設(shè)備，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻圖像實時采集并集中起來；在網(wǎng)絡(luò)層，利用有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器；在應(yīng)用層，利用數(shù)據(jù)庫、計算機軟件開發(fā)、智能計算、云計算等技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、分析、整理、發(fā)布，并以文字、報表、圖形、圖像等方式及時顯示出來，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制、輔助分析、生產(chǎn)決策等功能。按物聯(lián)網(wǎng)分層原理，鉆井生產(chǎn)運行管理平臺由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和生產(chǎn)運行管理子系統(tǒng)三部分組成。

4 應(yīng)用前景與展望

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身不是一個全新的事物，它的核心在于應(yīng)用創(chuàng)新。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，在構(gòu)建生產(chǎn)運行管理平臺應(yīng)用包括條形碼技術(shù)、GPS技術(shù)、管理軟件等物聯(lián)網(wǎng)范疇的技術(shù)過程中，要進(jìn)一步深化理解“應(yīng)用為王”思想，通過持續(xù)的應(yīng)用創(chuàng)新，打造出業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)字化生產(chǎn)運行管理平臺。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

楊浩森（1998.12—），男，四川省大英縣人，現(xiàn)于鄒平縣第一中學(xué)就讀。