基于物聯網技術的海上生產設施人員信息和應急管理系統的開發和應用

劉穎 姜瑞苓 張志華

渤海油田作為國內海上第一大原油生產基地，一直十分重視信息化建設，由于現有系統無法實時掌握人員狀態信息，對海上人員特別是運維過程中如登船、人員統計、管理和突發情況下人員的集合等管理存在缺口，難以滿足上述情況人員管理的需要，所以，基于物聯網信息技術和電子識別技術，開發了海上生產設施人員管理終端、密閉艙室管理終端和系統平臺，并在渤中25-1油田海洋石油113進行了應用，實現了人員POB信息電子化和動態管理，同時為加快海上油田應急響應速度，提升海上油田應成果過科技創新提高了工作效率。

一、背景

隨著海上采油事業的不斷發展，對海上平臺的安全管理也越來越關注。但是當前使用的人員日常和應急管理還存在以下問題：

目前，現有系統無法實時掌握人員狀態信息，對海上人員特別是運維過程中如登船、人員統計、管理和突發情況下人員的集合等管理存在缺口，難以滿足上述情況人員管理的需要。

海上設施依靠T卡對應急情況下的救生艇人員集合、點名和統計工作進行管理，目前T卡管理是一種機械式的管理手段，在發卡、插卡、翻卡過程中沒有任何的信息反饋，導致無法實時掌握真實的人員狀態。例如人員登離平臺前后，有人提前取走T卡或沒有將T卡及時插入T卡箱，應急集合時會出現T卡人數與實際POB不匹配情況。

在應急情況下，點名通過統計翻卡和數人頭的方法確認集合人數，完全依靠人工統計、管理，費時費力且出錯率高。同時，中控指揮也無法及時了解各個應急隊伍和集合地點的人員集合情況，不便于及時發出合理的應急指令，給海上人員應急管理帶來許多問題。

目前海上油田人員的人工統計、管理方式，未實現基于現代信息技術的自動化，需要花費許多人力進行統計管理，在統計過程中難免發生認為錯誤，出錯率較高，無法實現人員POB信息電子化。

數據信息沒有電子化，擴展和可移植性差，目前沒有專門的系統進行海上平臺信息電子化管理，人員管理和數據的可擴展行和可移植性差，難以實現對人員信息、統計等一體化、全面的有效管理。

基于以上問題開展海上油田應急管理系統中的開發和應用研究是必要和迫切的。

二、設計和開發

（一）技術方案

針對海上人員和應急情況下人員管理需要，基于物聯網、RFID、信息和數據庫技術，開發一套人員管理系統。

在正常情況下：實現人員登船時，進行人員信息錄入、RFID/二維碼生成、T卡綁定、T卡掃碼插箱等操作；實現人員離船時，掃碼解除人員信息綁定，完成人員下船、T卡回收等工作；實現基于人員姓名、房間、登船等查詢，以及人員統計、登船統計、離船統計和其他信息統計等。

在應急情況下：實現發生緊急事故時，進行預警、人員集合、統計清點、安排撤離搜救等工作。手持智能終端設備，實時清點“遺漏”人員，查看當前人員集結情況，中控多媒體終端顯示模塊接入中控信息顯示屏，便于顯示整個人員應急管理系統的監控平臺軟件界面，提高海上設施應急情況下的人員管理水平和應急反應能力。

實現單點、泵倉等關鍵區域的人員納入電子統計，實時了解人員動態。

主要應用場景如圖1、圖2：

（二）系統設計

服務器方面，系統支撐平臺采用機架式服務器，服務器上安裝了SQL Server數據庫服務器、Web服務器以及海上人員應急管理系統業務軟件，可為整個系統提供數據庫服務、Web服務和業務應用服務。

管理終端方面，有21寸和10寸兩種顯示規格，21寸顯示屏的多媒體刷卡機安裝在緊急集合點處，實現人員緊急集合、人員登船等的刷卡功能，10寸顯示屏的多媒體刷卡機安裝在其它集合地點、危險艙室等處，用于刷卡記錄人員進出的身份信息。

數據集成方面，集成接口包括以下三種方式：

1.通過標準化接口實現和其它系統集成，交換相關數據；

2.系統數據集成接口，對自身功能完備且相對獨立的業務系統，采取通過統一身份認證等方式進行集成。數據集成接口主要為與數據庫進行交互數據，采用數據庫標準接口ODBC實現；報表數據接口，主要為方便數據導出需要和辦公需要，方便用戶編輯處理。

3.終端硬件接口，進行刷卡數據讀取和打印數據，采用硬件廠家提供的協議進行接口設計。

（三）信息安全防護

系統的安全風險、網絡系統結構和應用等因素密切相關。包括物理安全、鏈路安全、網絡安全、系統安全、應用安全及管理安全等風險，涉及到機房、網絡、計算機系統、管理系統、數據的安全存儲與傳輸、用戶的安全認證和管理規章等各方面。主要針對5個方面的安全策略，即物理安全、網絡安全、數據安全、軟件安全、系統管理和災難恢復，且還應考慮以下幾方面：

1. 加強對系統用戶的管理和授權控制。

2. 對于數據統計、匯總、分析管理權限做到分用戶、分數據源、分區域范圍和分行政管理職權。

3. 對屬性數據的控制做到按屬性表、按字段、按專業、按用戶組進行權限定制。

4. 對使用功能的控制，要細化到查詢、讀取、上傳、加載、下載、修改編輯權限的設定。

增強系統日志管理功能，提供必要的日志分析手段。

三、實施和應用

系統在渤中25-1油田海洋石油113進行了實施，并在應用中對系統部分功能進行了優化，增加了預登離船、自動啟動緊急集合等功能。通過項目應用檢驗，項目實現了預期目標，達到了項目規劃功能要求，滿足了現有業務管理的需求，系統使用效果及實施效果良好，用戶滿意度較高。系統通過簡單易用的操作界面、靈活便捷的操作方式，為用戶提供了高效的管理平臺，提升了用戶平臺操作體驗，提高了管理效率。

綜上所述，基于物聯網RFID技術的人員和應急管理系統的開發和應用，是RFID和物聯網技術首次應用于海上平臺人員和應急管理。相對與其他應用，如RFID門禁、考勤、物流跟蹤等，雖然在總體技術水平和主要技術指標方面沒有重大突破，但進一步擴展了物聯網和RFID應用方向，提高了海上人員和應急管理的自動化、信息化水平和管理效率、應急水平。

在應用中也顯示出系統存在的問題，如與出海人員動態管理系統沒有對接，使系統不能與出海人員動態管理系統共享人員數據等問題，但系統在開發過程中提前考慮了該問題，提前預留了技術接口，后續提供了出海人員動態管理系統接口后，可進一步完善開發。

隨著系統應用和對功能的優化，系統將不斷的擴大應用范圍，從渤中25-1油田向其他油田進行推廣應用，同時項目成果不僅可應用于海上石油平臺的人員、應急管理，而且可以進一步推廣應用到海上風電平臺和其他海上設施，市場前景廣闊。

系統具體投用效果如下：

應急集合效率大大提高。消防演習過程中，救生艇人員集合和應急隊員集合點名時間（由原來13分鐘左右縮短至7到8分鐘左右）縮短5分鐘左右，大大提高了應急響應和集合效率。

智能記錄人員進出單點和泵艙。不需要中控人員手動記錄，通過中控大屏幕可以直接顯示實時的人員進出數量，并能查詢歷史記錄。

T卡制作和POB管理更加智能化。通過新的系統，可以更加智能地管理POB和制作T卡。

四、結論

基于物聯網技術的海上生產設施人員信息和應急管理系統，實現了人員信息管理的業務功能，為人員信息管理系統在作業公司乃至渤海油田的全面推廣打下堅實的基礎。具體影響包括以下幾個方面：

（一）管理制度方面

降本增效：利用人員信息管理平臺，可進一步優化了人員信息管理、登離船、緊急集合等操作，平臺無需安裝客戶端，使用瀏覽器訪問即可，易操作、易使用、易維護，提高系統使用效率，同時也能有效降低系統運維、管理和培訓成本。

（二）人員管理方面

在實施本項目之前，人員信息、登船管理和緊急集合需要通過人工進行管理，通過本項目的實施，對人員信息、登船管理和緊急集合等進行規范化，實現了人員管理的信息化，提高了人員信息和應急管理的效率。

（三）業務流程方面

主要的影響是流程對業務的支撐上。一是更及時了，業務處理完畢即可立刻看到相關的業務信息。二是支持的信息更豐富了，不僅僅是業務數據信息，還可以提供歷史的數據業務條件的查詢等更加豐富的信息，其信息分析和追溯的能力也比之前處理更加方便和快捷。

（四）用戶操作方面

主要的影響在于信息錄入和展示的載體發生了變化。以前更多的是通過手工操作的方式，利用人員信息管理平臺之后，所有人員信息和緊急集合操作通過系統方式實現自動管理和統計，提高了操作效率，簡化了操作步驟，提高了自動操作水平。