基于外部市场的数字化生产运行管理系统的建立

摘要：结合外部市场工程生产运行管理实际，重点从数据采集、数据传输和生产运行管理等三个方面就建立数字化外部市场生产运行管理系统进行了论述，以满足外部市场生产运行、生产管理、生产监控、设备管理的需要，持续提高外部市场生产运行效率与质量。

关键词：生产运行管理;外部市场;数字化

随着经济全球化和全球经济一体化进程的不断加快，胜利石油工程公司市场和施工区域不断扩大，既涉及油田本土及国内各个油田区域，也逐步涉及到外部各大油田工程市场。如何提高生产运行管理水平，提升生产运行效率，事关外部市场能否保证稳定的经济效益和强大的市场竞争力。实现外部市场生产运行管理方式的转变，持续提升生产运行与管理质量，信息化是不可或缺的重要手段，也是确保外部市场生产运行安全高效运行的重要保证。本文拟结合外部市场生产运行管理需要，就建立数字化外部市场生产运行管理系统作一探讨，旨在通过基于物联网技术的数字化建设，在外部市场生产运行与管理过程中的指挥协调、数据采集、远程監控、技术支持等方面，构建集可视化、功能化、数字化外部市场生产运行管理系统，以满足外部市场生产运行、生产管理、生产监控、设备管理的需求，从而为促进外部市场生产运行管理、提高生产运行效率与质量提供可靠的信息化保障。

一、外部市场数字化生产运行管理系统

从技术架构上来看，运用物联网技术构建数字化外部市场生产运行管理系统是一项涉及多学科的复杂的系统工程，需要信息通信技术、石油地质、石油工程、企业管理等有关专业，旨在更加广泛、及时、准确的进行生产运行与管理信息的采集;深化应用软件实施，更好的完成信息处理及应用，快速高效地解决各种生产运行与管理问题;建立更为便捷的信息开放和共享平台，更好的实现生产运行管理信息间的互联互通，为外部市场生产运行与管理提供便利、快捷的指挥通道。

二、外部市场生产运行管理系统的建立

基于数字化手段的支撑，笔者拟结合外部市场生产运行与管理实际，建立并运用物联网技术构建形成数字化外部市场生产运行管理系统的实施方案。数字化的外部市场生产运行管理系统主要利用数据传感技术、计算机软件开发、数字控制、计算机网络、系统集成及数据共享技术，开发建成集现场数据自动采集、数据加工分析、设备远程控制、远程视频监控及分析决策为一体的外部市场生产运行管理系统。数字化的外部市场生产运行管理系统完全遵循物联网技术的三层结构，在感知层中，利用安装在现场的传感设备及视频监控设备，将生产数据和视频图像实时采集并集中起来;在网络层，利用有线或无线通信网络将数据传送至数据中心服务器[1];在应用层，利用数据库、计算机软件开发、智能计算、云计算等技术对数据进行加工、分析、整理、发布，并以文字、报表、图形、图像等方式及时显示出来，实现对现场的远程监测、控制、辅助分析、生产决策等功能。按物联网分层原理，外部市场生产运行管理系统主要由数据采集子系统、数据传输子系统和生产运行管理子系统组成。

（一）数据采集

数据采集子主要通过在现场安装传感器数据采集装置，实时采集各项生产数据，再通过RTU、DCS等控制器对数据进行存储、处理、上传，为上层应用系统提供及时、准确的生产数据。这些传感器具有感知能力、计算能力和传输能力。此外，它们还具有自学习能力，能够对采集到的实时信息进行分析和智能判断，将得到的结果快速反馈给外部市场生产运行调度系统，供生产调度管理者决策。生产设备信息采集。这些设备的稳定运转关系着整个外部市场现场的稳定运行。在这些设备上植入传感节点，实时的将设备运行参数传送到外部市场现场生产管理系统。现场视频信息采集。在现场安装监控杆和监控箱，放置摄像头、编解码器等视频前端设备，配合后台视频服务器和视频控制软件，完成对现场的视频监控。一方面，外部市场现场由许多的工作流程组成。通过在外部市场现场安装视频设备，外部市场生产运行调度管理人员可以实时查看生产运行场景，更好地发挥生产调度管控与监督职能。另一方面，在外部市场现场的重要工作点上布置视频设备，当现场工作人员遇到生产问题需要解决时，能够满足生产调度管理人员及时地协调外部市场技术相关部门为一线施工管理与操作人员提供技术支持的需要。

（二）数据传输

由于外部市场现场具有点多、分散、流动性强的自然特点，现场对中低速生产数据传输需求迫切，同时对数据传输的安全性、稳定性和及时性也提出了较高要求。外部市场生产运行调度部门的传输网络在充分考虑高效、高速满足工作需要的情况下，兼顾网络系统的经济性、稳定性，组成一个能覆盖每个外部市场项目部或单位的三级网络体系。数据传输子系统主要由卫星、4G实现各基层外部市场项目部或单位到企业有线局域网的连接;利用物联网络INTERNET、油田高速局域网连接各资料应用客户端，并与企业有线局域网连接，形成外部市场资料各基层采集点与生产管理部门、技术指导部门、甲方单位以及国内、外远程客户间互联、互通的三级网络体系，使各种信息在相互间能实时传递。目前，外部市场网的特点是无线网络由先进的卫星系统与易用的4G系统共同组成。卫星数据传输系统选用较先进的VSAT plus ii卫星设备，整个系统组成网状结构，主站设在外部市场信息中心，外部市场项目部或单位安装卫星小站，主站与各小站及各小站间可以进行双向的数据、语音、图像等信息传输。卫星系统的小站端与现场的局域网络连接，主站端通过中心服务器与外部市场及物联网连接。没有装备卫星的队伍全部配置4G，通过4G与卫星系统将外部市场项目部或单位的局域网、企业局域网、油田局域网、物联网互相连通，最终形成以外部市场信息网络为主干，利用VSAT卫星地面站或4G连接远程外部市场现场的一体化多级网络结构。数据传输系统既能满足视频、大型图片等实时传输的需要，又能实现外部市场所有外部市场项目部或单位远程传输的全面开通。

（三）生产运行管理

生产运行管理子系统是为满足不同生产运行与管理应用的软件系统。主要包括“外部市场远程实时显示系统”，“网络视频信息监控系统”，“生产设备管理系统”和“外部市场工程预警系统”。主要按照数据访问层、业务逻辑层、表现层三层架构模式进行设计开发。生产运行管理系统包括：外部市场数据管理模块、网络视频模块、设备运行管理模块和钻进过程实时预警模块。实时预警模块可以实现告警类型、告警阈值的灵活设置管理，并可随时增改相关参数，实现外部市场过程实时预警功能，避免外部市场生产运行出现安全事故。

外部市场生产运行管理系统为外部市场生产运行与管理提供了强有力的信息化支持与服务，也为实现外部市场数字化发展奠定了坚实的技术基础。

参考文献：

[1]马鹏鹏等.现代信息技术在石油外部市场中的应用研究——关于外部市场信息工程学的探讨.期刊论文.石油天然气学报.2014-07-30

作者简介：张岚涛（1982—），男，黑龙江省齐齐哈尔市人，大学本科，工程师。