油氣田視頻綜合安全管理及應急指揮系統平臺

文/閏之

我國天然氣工業現狀

天然氣是優質高效的清潔能源，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。據統計分析，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展，天然氣產量不斷攀升，據發改委統計，2011年1-10月中國天然氣產量達到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，都將是天然氣工業中的重中之重。特別是天然氣作為一種潔凈環保的優質能源，能夠改善空氣質量，因而帶動經濟繁榮及改善環境。

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，大多數氣田的地質構造比較復雜，勘探開發難度大。

以四川盆地為例，天然氣資源大多分布在川南地區，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，一方面保障生產安全，強化生產作業的全面安全監察和安防監管。另一方面輔助生產管理，為生產作業流程、生產任務監督等提供助力。無論是哪一個，都在不斷貼近核心需求和業務流程，讓信息化真正能夠服務于天然氣勘探和開采生產作業。

視頻綜合安全管理及應急指揮系統平臺建設要求

為油氣田生產所規劃的信息化建設的核心職能，就是要保障安全生產。視頻綜合安全管理及應急指揮系統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：

生產管理

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

·對生產作業進程能夠進行實時巡檢，各級生產管理部門能夠遠程可視監管；

·將視音頻資源與生產作業數據、地理信息數據等進行共享互通，做到信息聯動，為決策管理提供支持。

安全應急

·在出現生產事件的情況下，各類通信聯絡將形成自下而上聯動，實現各類生產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；

·系統平臺能夠做到跨級別跨部門跨系統的快速可視化指揮通信，實現快速決策支持，多方部門協同。

系統平臺組成

作為視頻信息平臺，其所需要整合的生產相關的圖像語音等資源類型相當多，包括了井場現場監控、安防監控、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，還要結合鉆井數據系統、地理信息系統、項目管理系統等進行數據聯動。所以視頻綜合安全管理及應急指揮系統平臺在整體的規劃設計上，針對“設備的互連互通”、“設備和系統的分級管理”、“運行時網絡帶寬優化”、“系統功能可擴展性”、“與現有視音頻通信系統融合性”等問題，給出了整體解決方案。

如圖1所示，整個系統平臺在設計上采用了分層、全開放的體系架構，對系統需要進行接入采集的各種基本數據進行集中劃分和分析，通過協議接入、SDK接入、數據接口互通等方式，將多種類型的視音頻類設備和數據進行接入整合。這些數據信息都將通過傳輸網絡層，到達系統的業務支撐層。由系統的業務支撐層形成系統的分級管理結構并構建起系統的多種集成化功能，最后在系統分級管理結構的基礎上形成基于業務的運行體系，同時清晰的劃分出整個系統的基本組網邊界，從而形成一個開放的、完整的、標準化的系統架構。這樣整個系統平臺實現了系統數據、設備管理、業務控制、設備接入、媒體數據與業務承載相分離，系統采用基于IP網絡的分布式控制結構，提供安全、可大規模部署、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的生產作業方式及網絡情況有著很大的不同，所以系統平臺將分別為鉆探公司和采氣公司進行相應的子系統進行建設，而兩大類型的子系統都將匯集接入到集團公司的總中心系統平臺內。

集團公司總指揮中心子系統

集團公司總指揮中心子系統將通過石油網、租用專線、VPN或無線網絡、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控各個項目部或采氣廠的現場作業狀況和監控報表數據，能夠有效實現與各子公司、項目部、施工現場視/音頻交互和數據交互。

該子系統作為核心，用于總體協調，聯動指揮調度。該指揮中心擁有最高的權限，可以實時監控所有監控現場的情況，可以隨時對下屬指揮中心直接進行指揮調度，執行強插、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平臺的建設資源，可以完整實現視頻監控，視頻指揮調度，視頻會議，報警聯動、視音頻錄像、電子地圖、語音調度等多業務功能；同時系統可以與現有的視頻會議系統、語音通信調度系統等進行數字化融合。

鉆探公司生產管理及應急指揮子系統

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

考慮到部分鉆探區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，也可通過借助衛星信道與現場進行交互，并可監看現場監控圖像，實現集團總公司與項目部之間進行遠程溝通和指揮通信。

采氣公司生產管理及應急指揮子系統

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

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

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控、調度、管理，加強對危險品、火工品等重要物資、車輛的監控、井場現場生產的安全保障，提高公司總部、項目部對一線作業現場的管控、調度能力，降低安全風險。

系統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，實現視頻、語音、數據多元化的匯集和呈現基礎上，結合報警聯動、電子地圖、電話調度、生產數據，實現安全生產數據聯動。并以系統平臺作為核心，整合監控、會議、指揮、數據等多種功能，實現生產業務可視化通信。

針對突發事件處置及應急指揮需求，系統平臺還能夠結合應急預案的各項數據庫信息，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，整個系統平臺既能夠滿足安全生產管理，又能夠滿足應急指揮，通過系統平臺所具備應急預案的一鍵式快呼功能，增強公司安全生產管理與應急指揮能力，建設統一、高效的信息化平臺。