油氣田生產(chǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)綜合管理平臺(tái)的研究及設(shè)計(jì)

再努拉·艾則孜

摘 要：綜合分析油田當(dāng)前傳輸網(wǎng)絡(luò)狀況，探尋其傳輸網(wǎng)絡(luò)綜合管理方面的不足，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，目標(biāo)為油氣田生產(chǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)建立一套綜合網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有線及無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的一體化監(jiān)控。通過解決油田生產(chǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成復(fù)雜，多廠家設(shè)備，多種設(shè)備并存，運(yùn)維質(zhì)量參差不齊等問題，達(dá)到提高傳輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，加快故障解決速度，提升油田生產(chǎn)效率的目的。

關(guān)鍵詞：油氣田;傳輸網(wǎng)絡(luò);管理平臺(tái);研究

引言 油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理越來越受到重視，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸和管理，提高油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的利用率，使其更好地為油田生產(chǎn)服務(wù).因此，有必要建立油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，并采取有效的技術(shù)措施，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)，提高網(wǎng)絡(luò)管理的安全性。

一、油氣田傳輸網(wǎng)絡(luò)在油田傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用框架

1.? 網(wǎng)絡(luò)路由

傳感器等設(shè)備接通電源之后，此時(shí)會(huì)自動(dòng)連接所需連接的無線節(jié)點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)工具連接，待到節(jié)點(diǎn)連接完畢后會(huì)給予反饋，中心節(jié)點(diǎn)會(huì)獲取普通節(jié)點(diǎn)的連接請(qǐng)求，中心點(diǎn)根據(jù)所獲取的信息指令回復(fù)請(qǐng)求，連接中心、普通節(jié)點(diǎn)。應(yīng)用短地址的通信識(shí)別碼可以提升連接速度，待到加入網(wǎng)絡(luò)許可被字節(jié)接受后，會(huì)自動(dòng)切換網(wǎng)絡(luò)連接模式，節(jié)點(diǎn)即可正常工作。

2. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的油田傳輸系統(tǒng)主要采用控制終端統(tǒng)一控制，是一種有線連接的方案，將多個(gè)傳感器相連接，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，在GPRS/CDMA模塊中即可將油田相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)大體上可以分為兩個(gè)層次，一是在采油井區(qū)域范圍內(nèi)構(gòu)建一個(gè)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，將所采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄畢^(qū)中心;二是各個(gè)井區(qū)中心通過GPRS/CDMA將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接吞飻?shù)據(jù)中心。采用該方法的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，降低線纜的投入、敷設(shè)量，從而減少線纜施工費(fèi)用，設(shè)備移動(dòng)和運(yùn)維更加方便;第二，通過集中傳輸信息，降低通信節(jié)點(diǎn)量。傳輸系統(tǒng)主要包括普通節(jié)點(diǎn)與小區(qū)中心節(jié)點(diǎn)，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分工不同，但可以保證信息傳遞性能，普通節(jié)點(diǎn)通過傳感器采集設(shè)備信息，而小區(qū)中心是普通節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯聚中心，主要負(fù)責(zé)搜集相關(guān)信息數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)達(dá)命令。

3. SDH技術(shù)的應(yīng)用

SDH技術(shù)是一種將復(fù)接技術(shù)、線路傳輸和交換功能技術(shù)相結(jié)合，并最后被統(tǒng)一操作與安排的綜合性信息傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。SDH技術(shù)不僅能夠傳輸語言，還能傳輸文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等，在通信工程中得到廣泛應(yīng)用，它通過信號(hào)來傳遞需要的數(shù)據(jù)，還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)儲(chǔ)存功能。一旦確定信號(hào)為所需信號(hào)，SDH馬上就能與用戶相連接，而且若借助DF技術(shù)與通信電纜連接之后，能進(jìn)一步加強(qiáng)傳輸效率。SDH技術(shù)被認(rèn)為是理想的傳輸系統(tǒng)，有著廣闊的發(fā)展前景，它具有可以自動(dòng)選擇路由功能、傳輸效率高等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生活中的應(yīng)用也越來越廣，SDH技術(shù)已與多種先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如WDM、ATM技術(shù)等，使得SDH技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的作用越來越大。

4. 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

普通節(jié)點(diǎn)采集完設(shè)備信息后將所采集的數(shù)據(jù)傳輸給中心節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)將匯聚的信息傳輸給服務(wù)器，普通節(jié)點(diǎn)間不產(chǎn)生信息通訊交互，這樣即可形成ZigBee樹形結(jié)構(gòu)。

二、油氣田傳輸網(wǎng)絡(luò)綜合管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)

1.功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

傳輸設(shè)備監(jiān)控管理平臺(tái)分為平臺(tái)服務(wù)器，數(shù)據(jù)接入模塊和數(shù)據(jù)分析模塊三部分。平臺(tái)服務(wù)器用于接入設(shè)備工作狀態(tài)的展示，并記錄接入設(shè)備的硬件信息。數(shù)據(jù)接入模塊用于將各類不同傳輸調(diào)協(xié)的工作狀態(tài)信息進(jìn)行錄入，并推送到平臺(tái)服務(wù)器。數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得設(shè)備的工作狀態(tài)和老化信息等，并做出故障預(yù)警。傳輸服務(wù)器各功能說明如下：

（1）設(shè)備工作狀態(tài)的展示：將接入設(shè)備的狀態(tài)，告警，性能，配置等信息進(jìn)行統(tǒng)一展示。

（2）設(shè)備硬件信息存儲(chǔ)：人工或自動(dòng)錄入接入是設(shè)備的硬件信息，包括生產(chǎn)廠商，型號(hào)，安裝配置等。

2.數(shù)據(jù)接入模塊各功能說明如下：

（1）有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息錄入：提取有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各類信息。

（2）4G核心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)推送：從4G核心網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)接口獲得4G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各類信息。

（3）網(wǎng)管軟件集成：集成己有的網(wǎng)管軟件，獲得其中的各類信息。

（4）其他設(shè)備接入：從二次開發(fā)的過程管理中獲得各類信息。

3.數(shù)據(jù)分析模塊各功能說明如下：

（1）設(shè)備歷史信息分析：對(duì)錄入的設(shè)備歷史工作信息進(jìn)行分析，形成曲線等，直觀展示設(shè)備的歷史工作狀態(tài)。

（2）設(shè)備故障預(yù)警：對(duì)采集到的設(shè)備工作信息進(jìn)行短期，中期，長期數(shù)據(jù)分析，獲得設(shè)備的工作狀態(tài)和老化信息，提供故障預(yù)警。

4. 傳輸技術(shù)在無線傳輸中的應(yīng)用 不同于光纖，電纜傳播，無線傳播主要以電磁波為傳播媒介，在傳播成本方面，大大控制了傳輸成本，傳輸穩(wěn)定性也能得到保證。無線傳輸在實(shí)際生活中作用非常大，特別是當(dāng)其應(yīng)用在監(jiān)控技術(shù)上時(shí)，將產(chǎn)生一種新的無線傳輸系統(tǒng)，使得監(jiān)控不受地點(diǎn)和時(shí)間的制約，隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸與反饋，獲取數(shù)據(jù)也變得十分方便與迅速。無線傳輸?shù)姆N種優(yōu)點(diǎn)使得其在網(wǎng)絡(luò)傳輸中應(yīng)用十分廣泛，它可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像，具有良好的保密性能，抗干擾能力強(qiáng)，建網(wǎng)成本低等特點(diǎn)。利用CDMA、GPRS等傳輸圖像，或者應(yīng)急突發(fā)事件的專用圖像傳輸，這些技術(shù)都具有組網(wǎng)靈活、可擴(kuò)展性好、維護(hù)費(fèi)用低、性能穩(wěn)定和投資少等優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)束語：如今，工業(yè)信息化建設(shè)己經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，隨著油田數(shù)字化的深入建設(shè)，各油田的生產(chǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也日益完善，但在為石油系統(tǒng)提供互通融合作用的同時(shí)，涵蓋了多種傳輸網(wǎng)絡(luò)，多種傳輸技術(shù)，多種傳輸設(shè)備的所面臨的總是也日益突出。開發(fā)一套面向油田生產(chǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)的綜合管理平臺(tái)，能將整合各類設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)告警信息，解決因?yàn)閭鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互獨(dú)立造成的查詢繁瑣，減少故障相應(yīng)時(shí)間，快速定位故障源。該系統(tǒng)建立后，還可以與現(xiàn)有統(tǒng)建系統(tǒng)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相互集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，填補(bǔ)現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)管理的不足，加強(qiáng)系統(tǒng)的可用性和安全性。

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