物联网与智能海油建设

引言

物联网的出现是计算机科学技术的新挑战。物联网通信无所不在，所有的物体，从洗衣机到冰箱，从房屋到汽车，都可以通过物联网进行信息交换。物联网技术融入了射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能技术与嵌入技术，物联网技术将是改变人民生活和方式的重要技术。

中海油在2011年的信息化工作会上提出，要在'数字海油”的基础上，大力推动“智能海油”建设，全面促进信息技术与业务发展的深度融合，提高智能化水平。

智能海油全面展示海油开发将进入智能化、自动化、可视化、实时化的闭环新阶段。智能海油的基本概念和发展方向就是将涉及油气经营的人、物及环境进行有效管理，形成虚拟现实表征的智能海油系统，人们可以实时观察到油气平台的各种信息并与之互动。将物联网技术融入油气经营的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸部分手工和脑力劳动，以达到最佳生产状态。利用传感技术、工业控制技术及其他先进技术辅助油气经营活动，利用全球定位系统、激光扫描器获取人和物的位置、状态等实时信息，利用物联网技术将助推海油开发进入智能化、自动化、可视化、实时化的闭环新阶段。

1物联网概述

目前，关于物联网，还没有统一的标准定义。笼统来说,物联网就是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。具体来说，物联网就是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络叫由上述定义可以看出，物联网具有三个重要特征，图1所示是物联网系统的特征图。

其中，全面感知可利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；可靠传递则可通过各种电信网络与互联网的融合，将物体信息实时准确地传递出去；而智能处理，就是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，从而对物体实施智能化的控制。

2物联网技术在海油中的应用分析

通过对物联网技术的实施应用，将有助于中海油实现对生产中所涉及物、人进行全面的精细化管理及安全管理，并提供分析决策支持。以下从物的管理、人的管理及分析决策三个方面列举物联技术在海油中的潜在应用，其中，部分应用在海油中已逐步落地。

2.1物的管理

2.1.1设备管理系统

通过在大型作业装备广泛部署传感器，随时掌握设备参数、购置地点、购置价格、序列号等基本信息及入库、出库、维修、维护等动态信息，并可根据需要提示维护保养，从全生命周期对设备进行系统的管理。

2.1.2物料管理系统

利用条形码、RFID标签等物联网技术，使用手持终端设备扫描录入物料信息，追踪物料进入到哪一道工序等。节省大量人力，同时可对物料进行全生命周期管理，提高物料的利用效率吐

2.1.3车辆船舶管理

使用GPS、无线通信等物联网技术对机动车辆及其他关键设备进行实时定位和跟踪，记录其位置、所服务的项目、作业时间、工作状态等信息，在此基础上科学调配资源，降低作业成本，使有限资源发挥更大效能。

使用物联网技术自动采集船舶日常航行信息，并通过先进的通信技术将数据实时传输回陆地，实现船舶位置、航向、航速、轨迹等信息的实时监控，在此基础上科学有效地调配船舶资源，协调作业，快速响应突发事件。

2.1.4船舶测距

通过GPS、超声波、激光等物联网监测手段，实时监控提油轮与FPSO之间的距离，有效预防船舶碰撞等海上生产安全事故。

2.2人的管理

2.2.1海上人员动态管理

利用定位标签、跟踪卡等物联手段，实现在平台上对出海人员的管理及实时定位，确保人员安全叫

2.2.2落水人员定(立搜救

利用全球卫星定位系统(GPS)、海面专用捜救网络(STNET)、地理信息系统(GIS)、互联网(INTERNET),数据库同步(DATABASESY.)等物联技术，实现对船舶落水人员的精确定位，以及对救援船舶的及时跟踪、灵活调度，提高落水人员获救生还概率。

2.2.3人员在线巡检

利用条码、射频、GPS等物联技术实现人员的在线巡检,能解决漏检、记录详尽不一、费时繁琐、后期处理困难、评估难等问题，以提高设备巡检维护水平，确保巡检工作的质量以及提高巡检工作的效率図。

2.3分析决策

2.3.1设备专家远程诊断

通过各类传感器进行数据的采集，使用Zigbee、WiFi、卫星等物联传输手段，为专家远程诊断故障提供数据基础。同时，结合神经网络、仿真诊断、信息融合、诊断控制等技术,实现设备远程信息管理、设备状态监测和故障诊断，用于提高经济效益，加强设备故障诊断能力[10]o

2.3.2气象预警

通过平台上布置的各类温度、压力等传感器，利用物联技术捜集整理现场采集的气象数据，实时监控平台周围海洋环境，为生产作业安全分析决策提供依据。

2.3.3船月0综合预警

利用AIS、GIS、北斗卫星等技术对船舶航行全范围内进行实时监控及分析，对FPSO的航向、位置、倾斜、翻滚等实时状态进行监控及分析，对油田附近船舶的分布及航行情况、油田周围海域的海上气象环境等进行实时监测，并能通过各种报表、图表等展示方式对用户关心的各种关键数据信息进行动态显示，对油田安全区域内的船舶、海管附近船舶、恶劣气象等多种危险情况进行预警，有效提高海上生产作业的安全系数，提高油田可视化管理水平。船舶综合预警系统架构图如图2所示。

2.3.4腐蚀防护

利用传感器采集腐蚀数据信息并实时传输，为腐蚀监测数据库提供信息，实现对生产设施的腐蚀监测和数据分析,从而更好地对生产设施进行腐蚀防护。

3应用效果分析

将物联网技术应用于海上油气生产经营中，能大大提高油气生产经营的自动化、智能化、实时化、可视化水平。通过利用物联网技术将感应器嵌入到船舶、油气管道、勘探开发设备、钻井平台、炼化装置、槽车等各种设备、仪器仪表及物料中，能够对油气生产经营中涉及的各种设备工具物料进行全过程的精细化管理，提高设备使用率。

同时，物联网技术的应用也对海上油气经营的高效生产、安全生产、低耗生产发挥巨大作用。通过让在船舶、平台、厂区、矿区等高危作业区域作业人员佩戴感应器，能够对高危作业区域作业人员进行实时定位跟踪，出现紧急情况时能及时启动应急措施，保护油气作业人员的人身安全；对感应器采集的数据进行智能分析，对恶劣天气、大缆拉力超过临界值等危险作业情况及时预警，提高作业安全系数。

目前，本文的船舶综合预警系统已投入实际使用，该系统能对平台船舶周围、海管周围来往船舶航行情况及气象情况进行实时监测，并对危险区域内的船舶及恶劣天气进行预警，因而可有效提高船舶作业的安全系数，其使用效果图如图3所示。

4结语

物联网技术在海油中的潜在应用远不止本文所列举的内容，可对上中下游整个生产链上各种设备、机械、仪器、仪表、物料等进行智能识别、自动定位、全过程监控，实现对危险作业人员的自动定位、捜救，有效提高海油生产的精细化管理和安全管理水平。

基于物联网技术的海上平台防碰撞、大缆拉力监控、气象预警、船舶综合预警等应用已成功投入使用，今后还需进一步加大物联网技术在海油应用的研究力度，切实通过物联网技术助推智能海油建设，促进两化融合。

图3船舶综合预警效果图

20211021_61716394bc3e3__物联网与智能海油建设