輸油氣場站新型語音調(diào)度系統(tǒng)的研制與應用

徐 馳 張 丹 許明華

東北石油管道有限公司 遼寧 沈陽 110031

語音通信系統(tǒng)是管道輸油氣生產(chǎn)管理、保證業(yè)務(wù)流程可靠實現(xiàn)和提升管理效率的重要系統(tǒng)之一,而新型語音調(diào)度系統(tǒng)(語音調(diào)度臺),是實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度指揮、生產(chǎn)情況匯報等的有效手段,不但可以通過可觸界面、快速撥號、分組管理等功能提高工作效率,可以通過通話錄音、通話記錄模塊實現(xiàn)事后查詢、責任追溯等功能,分清責任,保證安全生產(chǎn),更重要的是還可引入當前信息系統(tǒng)先進技術(shù),結(jié)合生產(chǎn)預案、生產(chǎn)技術(shù)資料、生產(chǎn)管理規(guī)程等信息資源,運用信息可視化技術(shù),輔助調(diào)度指揮決策、提高管理水平,并可為智慧管網(wǎng)建設(shè)提供音視頻通道資源及功能擴展[1-2]。近些年,隨著軟交換及信息技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)語音調(diào)度臺(或類似舊有設(shè)備)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有需求,因此,根據(jù)目前管道語音通信系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展,綜合考慮技術(shù)先進性、造價、功能、配置靈活性等因素,以滿足場站或作業(yè)區(qū)需求為主,結(jié)合CTI領(lǐng)域先進技術(shù),設(shè)計了適合管道輸油氣生產(chǎn)的新型語音調(diào)度系統(tǒng)。

1 現(xiàn)狀與需求分析

從技術(shù)現(xiàn)狀看,隨著通信領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)PBX交換系統(tǒng)已經(jīng)被軟交換系統(tǒng)所取代[3]。

目前,各大主流通信設(shè)備供應商都推出有自己的軟交換平臺,市場和技術(shù)成熟。但相關(guān)產(chǎn)品都以大型軟交換平臺為主,語音調(diào)度系統(tǒng)僅僅是大系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)或模塊,即使個別廠商有獨立的語音調(diào)度系統(tǒng),也基本上是適用于大型的綜合語音調(diào)度、呼叫中心、應急指揮等平臺,造價相對較高,適用場景有限,并不適合管道輸油氣站場、作業(yè)區(qū)等站控室、小型調(diào)度中心的業(yè)務(wù)需求。

從行業(yè)對比看,其他行業(yè)如電力行業(yè)、冶金行業(yè)等都有適應本行業(yè)的類似平臺,但也都無法滿足管道輸油氣生產(chǎn)的專業(yè)化、個性化需求[4-7]。

從管道系統(tǒng)現(xiàn)狀看,傳統(tǒng)電話程控交換系統(tǒng)已經(jīng)基本升級為軟交換或以軟交換為核心,新建管線的語音系統(tǒng)更是以軟交換為主,因此舊有語音調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)不能適應發(fā)展變化,尤其是不能支持VoIP接口,造成個別調(diào)度電話不能錄音、一個調(diào)度室需要多個調(diào)度電話或者多個語音調(diào)度臺等問題,經(jīng)調(diào)研分析,場站等的語音交換環(huán)境基本有以下幾種情況:

1、程控交換系統(tǒng)已經(jīng)升級改造成軟交換系統(tǒng),但部分舊有用戶端設(shè)備仍然保留,因此VoIP、E1、模擬接口都有,調(diào)度室既有IP電話,也有模擬電話。

2、調(diào)度室僅有模擬電話接口。

3、很多新建管線全部采用軟交換系統(tǒng),調(diào)度室僅有VoIP接口,個別場站的調(diào)度室還有多個不同軟交換平臺的VoIP接口等情況。

綜上分析,雖然,這些場站等的語音交換環(huán)境各有不同,但共同點是通道數(shù)量不大,語音調(diào)度臺0致2個E1,8致60路FXS/FXO,8致30路VoIP的交換能力基本上就可以滿足需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 設(shè)計原則 由現(xiàn)階段需求分析,新型語音調(diào)度臺系統(tǒng)應以小型化、低成本、易于部署為設(shè)計原則,語音通道類型應支持VoIP、E1、FXO/FXS等,從發(fā)展角度看,語音通信系統(tǒng)一直是管道輸油氣生產(chǎn)中的重要支撐系統(tǒng),經(jīng)多年建設(shè)和發(fā)展,語音交換系統(tǒng)本身成熟先進、語音通道資源豐富,在智慧管網(wǎng)建設(shè)中,其系統(tǒng)資源應該被更深入的挖掘和利用[8],因此,新型語音調(diào)度系統(tǒng)還應易于擴展,可自組網(wǎng)并易于被其他管理信息系統(tǒng)連接、受控,并可以其為接口,為其他MIS系統(tǒng)及智慧管網(wǎng)建設(shè)提供可擴展的音視頻服務(wù)。

2.2 硬件設(shè)計 根據(jù)設(shè)計原則及行業(yè)現(xiàn)狀分析,研究確定了兩種類型相互配合的全面解決方案,一種是以計算機+語音接口卡+軟件為體系結(jié)構(gòu)的小型語音調(diào)度臺系統(tǒng)。該方案以杭州三匯信息工程有限公司的產(chǎn)品為核心硬件,該公司產(chǎn)品國產(chǎn)化程度高、技術(shù)先進,產(chǎn)品定位是為面向業(yè)務(wù)的語音平臺開發(fā)商提供最優(yōu)的二次開發(fā)解決方案,語音接口類型豐富、易于組合,很好的滿足了設(shè)計需求,是方案一的理想硬件平臺。另外,方案一的同類產(chǎn)品還有北京五岳鑫等其他公司的相應系列產(chǎn)品,平臺對單一廠商依賴度不高,上層供應鏈穩(wěn)定,因此方案一具有成本低、配置靈活、適用場景多等優(yōu)點,缺點是不支持視頻處理能力。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖一。

圖一 語音調(diào)度臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(方案一)

第二種是以VoIP為核心,以TCP/IP為組網(wǎng)方式的綜合音視頻調(diào)度平臺解決方案。該方案以杭州敘簡科技股份有限公司的產(chǎn)品為核心硬件,該公司產(chǎn)品主要提供中大型應急指揮系統(tǒng)解決方案,音視頻接口全面,以VoIP為核心,提供PC端及移動端二次開發(fā)接口,因此,經(jīng)二次開發(fā)與優(yōu)化,可構(gòu)建最佳音視頻綜合調(diào)度平臺,更可為輸油氣生產(chǎn)管理中的故障處理、應急指揮、視頻監(jiān)控、辦公管理等提供音視頻服務(wù)接口。另外,方案二的同類產(chǎn)品有華為、中興及國外廠家等多家供應商,品牌依賴度低、上層供應鏈穩(wěn)定。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖二。

圖二 音視頻綜合調(diào)度平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(方案二)

兩種平臺經(jīng)自組網(wǎng)及混合組網(wǎng),可構(gòu)成接口全面、技術(shù)先進的音視頻綜合調(diào)度資源網(wǎng),實現(xiàn)資源統(tǒng)一調(diào)度,可使資源利用率大幅提升,并可通過TCP/IP、HTTP協(xié)議與其他系統(tǒng)對接,擴展其他系統(tǒng)的音視頻處理功能,使音視頻通道資源及交換與調(diào)度功能得到更有效的擴展和利用。

2.3 軟件設(shè)計 為提高系統(tǒng)適應性,實現(xiàn)對通道數(shù)量、通道類型的可配置,以及系統(tǒng)易于擴展等要求,軟件結(jié)構(gòu)采用SaaS理念設(shè)計,以SOA架構(gòu)為主要模型,采用功能分層的模塊化設(shè)計。

由于SOA是一種粗粒度、松耦合的服務(wù)架構(gòu)[9-10],研究表明,其規(guī)則對本系統(tǒng)而言并非完全適用,以及隨著云計算等新技術(shù)的發(fā)展,微服務(wù)等其他架構(gòu)的出現(xiàn),架構(gòu)理念也在不斷發(fā)展更新,因此,應以吸取先進架構(gòu)優(yōu)點為出發(fā)點,更重要的是還應結(jié)合語音調(diào)度系統(tǒng)及管道行業(yè)的自身業(yè)務(wù)特點深度分析及抽象,構(gòu)建出恰當、先進、可持續(xù)的軟件架構(gòu)[11]。軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖三。

圖三 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

設(shè)備層:由計算機、服務(wù)器、廠家專用硬件設(shè)備組成。

基礎(chǔ)層:由硬件設(shè)備供應商提供的專用軟件開發(fā)工具包、專用服務(wù)程序組層。

功能層和業(yè)務(wù)層為本系統(tǒng)設(shè)計層,為同時提供粗粒度及細粒度服務(wù),功能層和業(yè)務(wù)層又細分為模塊層和細分層,其中:

功能層:是對供應商軟件開發(fā)接口的再封裝,目的是降低系統(tǒng)對供應商軟件接口的依賴度,以及結(jié)合業(yè)務(wù)需求,更合理的規(guī)劃功能模塊。

業(yè)務(wù)層:通過調(diào)用功能層服務(wù),實現(xiàn)語音調(diào)度、音視頻調(diào)度、預案管理、值班管理、故障維修管理、應急指揮管理等功能,其中故障管理服務(wù)及應急指揮管理服務(wù)等功能主要以提供相關(guān)業(yè)務(wù)中的音視頻服務(wù)功能,其他等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、流程管理等功能由擴展模塊實現(xiàn)。

模塊層與細分層的劃分是為滿足粗粒度與細粒度需求,模塊層按功能性質(zhì)分類,可簡化用戶配置及操作復雜度,提供簡單、快捷、功能全面的預制服務(wù),如語音調(diào)度服務(wù),經(jīng)簡單配置即可實現(xiàn)語音調(diào)度臺。細分層主要任務(wù)是為其他MIS等系統(tǒng)提供資源服務(wù)擴展,以及細粒度的個性化需求,其功能實現(xiàn)需由用戶對細分層功能進行復雜配置或二次開發(fā)。

3 結(jié)束語

目前,按方案一制作的新型語音調(diào)度臺產(chǎn)品,已經(jīng)在沈陽調(diào)度中心、遼寧、黑龍江、內(nèi)蒙古等地的管道輸油氣場站、調(diào)度中心等得到很好的應用,經(jīng)3年多的推廣應用,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,根據(jù)部分單位的個性化需求,增加了預案管理、值班管理等模塊,由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、擴展性強等優(yōu)勢得到了體現(xiàn)。

當然,推廣應用中,也存在一些問題,主要有:

1、總體上,推廣使用數(shù)量不多,還沒有形成自組網(wǎng),沒有進行組網(wǎng)運行測試,資源深度利用還有待實現(xiàn)。

2、由于管道系統(tǒng)舊有MIS等信息系統(tǒng)復雜多樣,開發(fā)使用階段不同,結(jié)構(gòu)各異,給系統(tǒng)融合造成了很多困難[12],這也是下一步我們的功能擴展研究方向。