物聯(lián)網(wǎng)與智能海油建設(shè)

引言

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)通信無所不在，所有的物體，從洗衣機(jī)到冰箱，從房屋到汽車，都可以通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入了射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能技術(shù)與嵌入技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將是改變?nèi)嗣裆詈头绞降闹匾夹g(shù)。

中海油在2011年的信息化工作會上提出，要在'數(shù)字海油”的基礎(chǔ)上，大力推動“智能海油”建設(shè)，全面促進(jìn)信息技術(shù)與業(yè)務(wù)發(fā)展的深度融合，提高智能化水平。

智能海油全面展示海油開發(fā)將進(jìn)入智能化、自動化、可視化、實(shí)時化的閉環(huán)新階段。智能海油的基本概念和發(fā)展方向就是將涉及油氣經(jīng)營的人、物及環(huán)境進(jìn)行有效管理，形成虛擬現(xiàn)實(shí)表征的智能海油系統(tǒng)，人們可以實(shí)時觀察到油氣平臺的各種信息并與之互動。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入油氣經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，借助模擬專家的智能活動，取代或延伸部分手工和腦力勞動，以達(dá)到最佳生產(chǎn)狀態(tài)。利用傳感技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)及其他先進(jìn)技術(shù)輔助油氣經(jīng)營活動，利用全球定位系統(tǒng)、激光掃描器獲取人和物的位置、狀態(tài)等實(shí)時信息，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將助推海油開發(fā)進(jìn)入智能化、自動化、可視化、實(shí)時化的閉環(huán)新階段。

1物聯(lián)網(wǎng)概述

目前，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義?；\統(tǒng)來說,物聯(lián)網(wǎng)就是將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。具體來說，物聯(lián)網(wǎng)就是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)叫由上述定義可以看出，物聯(lián)網(wǎng)具有三個重要特征，圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特征圖。

其中，全面感知可利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息；可靠傳遞則可通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體信息實(shí)時準(zhǔn)確地傳遞出去；而智能處理，就是利用云計(jì)算、模糊識別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，從而對物體實(shí)施智能化的控制。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海油中的應(yīng)用分析

通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)施應(yīng)用，將有助于中海油實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)中所涉及物、人進(jìn)行全面的精細(xì)化管理及安全管理，并提供分析決策支持。以下從物的管理、人的管理及分析決策三個方面列舉物聯(lián)技術(shù)在海油中的潛在應(yīng)用，其中，部分應(yīng)用在海油中已逐步落地。

2.1物的管理

2.1.1設(shè)備管理系統(tǒng)

通過在大型作業(yè)裝備廣泛部署傳感器，隨時掌握設(shè)備參數(shù)、購置地點(diǎn)、購置價格、序列號等基本信息及入庫、出庫、維修、維護(hù)等動態(tài)信息，并可根據(jù)需要提示維護(hù)保養(yǎng)，從全生命周期對設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的管理。

2.1.2物料管理系統(tǒng)

利用條形碼、RFID標(biāo)簽等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使用手持終端設(shè)備掃描錄入物料信息，追蹤物料進(jìn)入到哪一道工序等。節(jié)省大量人力，同時可對物料進(jìn)行全生命周期管理，提高物料的利用效率吐

2.1.3車輛船舶管理

使用GPS、無線通信等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對機(jī)動車輛及其他關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行實(shí)時定位和跟蹤，記錄其位置、所服務(wù)的項(xiàng)目、作業(yè)時間、工作狀態(tài)等信息，在此基礎(chǔ)上科學(xué)調(diào)配資源，降低作業(yè)成本，使有限資源發(fā)揮更大效能。

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動采集船舶日常航行信息，并通過先進(jìn)的通信技術(shù)將數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸回陸地，實(shí)現(xiàn)船舶位置、航向、航速、軌跡等信息的實(shí)時監(jiān)控，在此基礎(chǔ)上科學(xué)有效地調(diào)配船舶資源，協(xié)調(diào)作業(yè)，快速響應(yīng)突發(fā)事件。

2.1.4船舶測距

通過GPS、超聲波、激光等物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測手段，實(shí)時監(jiān)控提油輪與FPSO之間的距離，有效預(yù)防船舶碰撞等海上生產(chǎn)安全事故。

2.2人的管理

2.2.1海上人員動態(tài)管理

利用定位標(biāo)簽、跟蹤卡等物聯(lián)手段，實(shí)現(xiàn)在平臺上對出海人員的管理及實(shí)時定位，確保人員安全叫

2.2.2落水人員定(立搜救

利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、海面專用捜救網(wǎng)絡(luò)(STNET)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、互聯(lián)網(wǎng)(INTERNET),數(shù)據(jù)庫同步(DATABASESY.)等物聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對船舶落水人員的精確定位，以及對救援船舶的及時跟蹤、靈活調(diào)度，提高落水人員獲救生還概率。

2.2.3人員在線巡檢

利用條碼、射頻、GPS等物聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員的在線巡檢,能解決漏檢、記錄詳盡不一、費(fèi)時繁瑣、后期處理困難、評估難等問題，以提高設(shè)備巡檢維護(hù)水平，確保巡檢工作的質(zhì)量以及提高巡檢工作的效率図。

2.3分析決策

2.3.1設(shè)備專家遠(yuǎn)程診斷

通過各類傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，使用Zigbee、WiFi、衛(wèi)星等物聯(lián)傳輸手段，為專家遠(yuǎn)程診斷故障提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、仿真診斷、信息融合、診斷控制等技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程信息管理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，用于提高經(jīng)濟(jì)效益，加強(qiáng)設(shè)備故障診斷能力[10]o

2.3.2氣象預(yù)警

通過平臺上布置的各類溫度、壓力等傳感器，利用物聯(lián)技術(shù)捜集整理現(xiàn)場采集的氣象數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)控平臺周圍海洋環(huán)境，為生產(chǎn)作業(yè)安全分析決策提供依據(jù)。

2.3.3船月0綜合預(yù)警

利用AIS、GIS、北斗衛(wèi)星等技術(shù)對船舶航行全范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控及分析，對FPSO的航向、位置、傾斜、翻滾等實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及分析，對油田附近船舶的分布及航行情況、油田周圍海域的海上氣象環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并能通過各種報表、圖表等展示方式對用戶關(guān)心的各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進(jìn)行動態(tài)顯示，對油田安全區(qū)域內(nèi)的船舶、海管附近船舶、惡劣氣象等多種危險情況進(jìn)行預(yù)警，有效提高海上生產(chǎn)作業(yè)的安全系數(shù)，提高油田可視化管理水平。船舶綜合預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。

2.3.4腐蝕防護(hù)

利用傳感器采集腐蝕數(shù)據(jù)信息并實(shí)時傳輸，為腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)庫提供信息，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)施的腐蝕監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析,從而更好地對生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行腐蝕防護(hù)。

3應(yīng)用效果分析

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于海上油氣生產(chǎn)經(jīng)營中，能大大提高油氣生產(chǎn)經(jīng)營的自動化、智能化、實(shí)時化、可視化水平。通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將感應(yīng)器嵌入到船舶、油氣管道、勘探開發(fā)設(shè)備、鉆井平臺、煉化裝置、槽車等各種設(shè)備、儀器儀表及物料中，能夠?qū)τ蜌馍a(chǎn)經(jīng)營中涉及的各種設(shè)備工具物料進(jìn)行全過程的精細(xì)化管理，提高設(shè)備使用率。

同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也對海上油氣經(jīng)營的高效生產(chǎn)、安全生產(chǎn)、低耗生產(chǎn)發(fā)揮巨大作用。通過讓在船舶、平臺、廠區(qū)、礦區(qū)等高危作業(yè)區(qū)域作業(yè)人員佩戴感應(yīng)器，能夠?qū)Ω呶Ｗ鳂I(yè)區(qū)域作業(yè)人員進(jìn)行實(shí)時定位跟蹤，出現(xiàn)緊急情況時能及時啟動應(yīng)急措施，保護(hù)油氣作業(yè)人員的人身安全；對感應(yīng)器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，對惡劣天氣、大纜拉力超過臨界值等危險作業(yè)情況及時預(yù)警，提高作業(yè)安全系數(shù)。

目前，本文的船舶綜合預(yù)警系統(tǒng)已投入實(shí)際使用，該系統(tǒng)能對平臺船舶周圍、海管周圍來往船舶航行情況及氣象情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并對危險區(qū)域內(nèi)的船舶及惡劣天氣進(jìn)行預(yù)警，因而可有效提高船舶作業(yè)的安全系數(shù)，其使用效果圖如圖3所示。

4結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海油中的潛在應(yīng)用遠(yuǎn)不止本文所列舉的內(nèi)容，可對上中下游整個生產(chǎn)鏈上各種設(shè)備、機(jī)械、儀器、儀表、物料等進(jìn)行智能識別、自動定位、全過程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對危險作業(yè)人員的自動定位、捜救，有效提高海油生產(chǎn)的精細(xì)化管理和安全管理水平。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海上平臺防碰撞、大纜拉力監(jiān)控、氣象預(yù)警、船舶綜合預(yù)警等應(yīng)用已成功投入使用，今后還需進(jìn)一步加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海油應(yīng)用的研究力度，切實(shí)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助推智能海油建設(shè)，促進(jìn)兩化融合。

圖3船舶綜合預(yù)警效果圖

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