基于外部市場的數字化生產運行管理系統的建立

摘要：結合外部市場工程生產運行管理實際，重點從數據采集、數據傳輸和生產運行管理等三個方面就建立數字化外部市場生產運行管理系統進行了論述，以滿足外部市場生產運行、生產管理、生產監控、設備管理的需要，持續提高外部市場生產運行效率與質量。

關鍵詞：生產運行管理;外部市場;數字化

隨著經濟全球化和全球經濟一體化進程的不斷加快，勝利石油工程公司市場和施工區域不斷擴大，既涉及油田本土及國內各個油田區域，也逐步涉及到外部各大油田工程市場。如何提高生產運行管理水平，提升生產運行效率，事關外部市場能否保證穩定的經濟效益和強大的市場競爭力。實現外部市場生產運行管理方式的轉變，持續提升生產運行與管理質量，信息化是不可或缺的重要手段，也是確保外部市場生產運行安全高效運行的重要保證。本文擬結合外部市場生產運行管理需要，就建立數字化外部市場生產運行管理系統作一探討，旨在通過基于物聯網技術的數字化建設，在外部市場生產運行與管理過程中的指揮協調、數據采集、遠程監控、技術支持等方面，構建集可視化、功能化、數字化外部市場生產運行管理系統，以滿足外部市場生產運行、生產管理、生產監控、設備管理的需求，從而為促進外部市場生產運行管理、提高生產運行效率與質量提供可靠的信息化保障。

一、外部市場數字化生產運行管理系統

從技術架構上來看，運用物聯網技術構建數字化外部市場生產運行管理系統是一項涉及多學科的復雜的系統工程，需要信息通信技術、石油地質、石油工程、企業管理等有關專業，旨在更加廣泛、及時、準確的進行生產運行與管理信息的采集;深化應用軟件實施，更好的完成信息處理及應用，快速高效地解決各種生產運行與管理問題;建立更為便捷的信息開放和共享平臺，更好的實現生產運行管理信息間的互聯互通，為外部市場生產運行與管理提供便利、快捷的指揮通道。

二、外部市場生產運行管理系統的建立

基于數字化手段的支撐，筆者擬結合外部市場生產運行與管理實際，建立并運用物聯網技術構建形成數字化外部市場生產運行管理系統的實施方案。數字化的外部市場生產運行管理系統主要利用數據傳感技術、計算機軟件開發、數字控制、計算機網絡、系統集成及數據共享技術，開發建成集現場數據自動采集、數據加工分析、設備遠程控制、遠程視頻監控及分析決策為一體的外部市場生產運行管理系統。數字化的外部市場生產運行管理系統完全遵循物聯網技術的三層結構，在感知層中，利用安裝在現場的傳感設備及視頻監控設備，將生產數據和視頻圖像實時采集并集中起來;在網絡層，利用有線或無線通信網絡將數據傳送至數據中心服務器[1];在應用層，利用數據庫、計算機軟件開發、智能計算、云計算等技術對數據進行加工、分析、整理、發布，并以文字、報表、圖形、圖像等方式及時顯示出來，實現對現場的遠程監測、控制、輔助分析、生產決策等功能。按物聯網分層原理，外部市場生產運行管理系統主要由數據采集子系統、數據傳輸子系統和生產運行管理子系統組成。

（一）數據采集

數據采集子主要通過在現場安裝傳感器數據采集裝置，實時采集各項生產數據，再通過RTU、DCS等控制器對數據進行存儲、處理、上傳，為上層應用系統提供及時、準確的生產數據。這些傳感器具有感知能力、計算能力和傳輸能力。此外，它們還具有自學習能力，能夠對采集到的實時信息進行分析和智能判斷，將得到的結果快速反饋給外部市場生產運行調度系統，供生產調度管理者決策。生產設備信息采集。這些設備的穩定運轉關系著整個外部市場現場的穩定運行。在這些設備上植入傳感節點，實時的將設備運行參數傳送到外部市場現場生產管理系統。現場視頻信息采集。在現場安裝監控桿和監控箱，放置攝像頭、編解碼器等視頻前端設備，配合后臺視頻服務器和視頻控制軟件，完成對現場的視頻監控。一方面，外部市場現場由許多的工作流程組成。通過在外部市場現場安裝視頻設備，外部市場生產運行調度管理人員可以實時查看生產運行場景，更好地發揮生產調度管控與監督職能。另一方面，在外部市場現場的重要工作點上布置視頻設備，當現場工作人員遇到生產問題需要解決時，能夠滿足生產調度管理人員及時地協調外部市場技術相關部門為一線施工管理與操作人員提供技術支持的需要。

（二）數據傳輸

由于外部市場現場具有點多、分散、流動性強的自然特點，現場對中低速生產數據傳輸需求迫切，同時對數據傳輸的安全性、穩定性和及時性也提出了較高要求。外部市場生產運行調度部門的傳輸網絡在充分考慮高效、高速滿足工作需要的情況下，兼顧網絡系統的經濟性、穩定性，組成一個能覆蓋每個外部市場項目部或單位的三級網絡體系。數據傳輸子系統主要由衛星、4G實現各基層外部市場項目部或單位到企業有線局域網的連接;利用物聯網絡INTERNET、油田高速局域網連接各資料應用客戶端，并與企業有線局域網連接，形成外部市場資料各基層采集點與生產管理部門、技術指導部門、甲方單位以及國內、外遠程客戶間互聯、互通的三級網絡體系，使各種信息在相互間能實時傳遞。目前，外部市場網的特點是無線網絡由先進的衛星系統與易用的4G系統共同組成。衛星數據傳輸系統選用較先進的VSAT plus ii衛星設備，整個系統組成網狀結構，主站設在外部市場信息中心，外部市場項目部或單位安裝衛星小站，主站與各小站及各小站間可以進行雙向的數據、語音、圖像等信息傳輸。衛星系統的小站端與現場的局域網絡連接，主站端通過中心服務器與外部市場及物聯網連接。沒有裝備衛星的隊伍全部配置4G，通過4G與衛星系統將外部市場項目部或單位的局域網、企業局域網、油田局域網、物聯網互相連通，最終形成以外部市場信息網絡為主干，利用VSAT衛星地面站或4G連接遠程外部市場現場的一體化多級網絡結構。數據傳輸系統既能滿足視頻、大型圖片等實時傳輸的需要，又能實現外部市場所有外部市場項目部或單位遠程傳輸的全面開通。

（三）生產運行管理

生產運行管理子系統是為滿足不同生產運行與管理應用的軟件系統。主要包括“外部市場遠程實時顯示系統”，“網絡視頻信息監控系統”，“生產設備管理系統”和“外部市場工程預警系統”。主要按照數據訪問層、業務邏輯層、表現層三層架構模式進行設計開發。生產運行管理系統包括：外部市場數據管理模塊、網絡視頻模塊、設備運行管理模塊和鉆進過程實時預警模塊。實時預警模塊可以實現告警類型、告警閾值的靈活設置管理，并可隨時增改相關參數，實現外部市場過程實時預警功能，避免外部市場生產運行出現安全事故。

外部市場生產運行管理系統為外部市場生產運行與管理提供了強有力的信息化支持與服務，也為實現外部市場數字化發展奠定了堅實的技術基礎。

參考文獻：

[1]馬鵬鵬等.現代信息技術在石油外部市場中的應用研究——關于外部市場信息工程學的探討.期刊論文.石油天然氣學報.2014-07-30

作者簡介：張嵐濤（1982—），男，黑龍江省齊齊哈爾市人，大學本科，工程師。