楊 東，盧長松，瞿 勇，張彥紅，李政均，楊 帆

（中國石油渤海鉆探井下作業(yè)分公司，河北任丘062552）

作為時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，大數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)正處于方興日盛的階段。這個(gè)時(shí)代很多新技術(shù)的誕生，如“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”、智慧城市以及云計(jì)算，都離不開大數(shù)據(jù)的發(fā)展和應(yīng)用。在眾多新技術(shù)新事物的沖擊下，人們的思想觀念逐漸脫離傳統(tǒng)。全球各領(lǐng)域?qū)τ诖髷?shù)據(jù)技術(shù)都給予了熱切的關(guān)注，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，新的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)不斷涌現(xiàn)，這對(duì)于各個(gè)國家、地區(qū)都有著極大的誘惑。為了能夠把握住機(jī)會(huì)，在大數(shù)據(jù)時(shí)代的國際舞臺(tái)上脫穎而出，很多國家都制定了相關(guān)政策來推動(dòng)國內(nèi)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展。美國在2012年3月開展了“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計(jì)劃”，著力發(fā)展在復(fù)雜數(shù)據(jù)中獲取有效信息的技術(shù)。美國、德國、英國、芬蘭和澳大利亞的研究人員在2012 年4 月共同舉辦了“世界大數(shù)據(jù)周”活動(dòng)，倡議各國政府制定并施行有關(guān)大數(shù)據(jù)發(fā)展的政策和措施。日本在2012年7月出臺(tái)了“新ICT戰(zhàn)略研究計(jì)劃”，其重點(diǎn)就在于“大數(shù)據(jù)應(yīng)用”?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)而發(fā)展信息管理系統(tǒng)，將大幅度提升數(shù)據(jù)的有效利用率，減少人力物力等資源的浪費(fèi)，推動(dòng)第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)能力的不斷提升，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，幫助管理體系不斷得到完善。發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息管理系統(tǒng)的第一步，就是要解決技術(shù)層面的問題。

井控裝備是利用相關(guān)設(shè)施和器材來防止井噴失控的安全保障設(shè)備。井控裝備由防噴器、遠(yuǎn)程控制房、節(jié)流壓井管匯、內(nèi)防噴工具等組成。井控裝備的管理工作一般由井控車間負(fù)責(zé)，其中，井控車間的一個(gè)重要職責(zé)是對(duì)井控裝備定期檢測合格，出具相應(yīng)證明文件后才能投入油氣井生產(chǎn)中去。面對(duì)龐大井控裝備數(shù)量，目前井控車間的管理模式依然依靠人工模式，這不僅工作難度大，而且容易出現(xiàn)管理不到位造而成裝備失效發(fā)生油氣井井噴失控的嚴(yán)重惡劣影響。本文提出借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為井控裝備管理設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，采取有效的智能化管理。

1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

由于井控裝備狀況信息對(duì)于各油田生產(chǎn)單位都處于保密，所以該系統(tǒng)只開放于各油田生產(chǎn)單位的內(nèi)部網(wǎng)，為保證數(shù)據(jù)安全，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用Https協(xié)議，各訪問終端包括接口服務(wù)傳輸數(shù)據(jù)均通過Https 協(xié)議訪問平臺(tái)并通過TLS加密確保信息安全。

1.1 系統(tǒng)要求

本系統(tǒng)針對(duì)設(shè)備管理的信息化需求設(shè)計(jì)開發(fā)，基礎(chǔ)功能模塊依照科學(xué)化、規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化等要求開發(fā)，并支持一定范圍內(nèi)的用戶定制化功能的導(dǎo)入設(shè)計(jì)。通過對(duì)特種設(shè)備信息（基本檔案、檢驗(yàn)合格證、有效期等）、定位信息、用戶信息等相關(guān)信息進(jìn)行全面管理，進(jìn)而保證企業(yè)對(duì)特種設(shè)備的各種管理制度真正落到實(shí)處，保證定時(shí)定點(diǎn)使用，按時(shí)按計(jì)劃設(shè)備檢驗(yàn)等安全生產(chǎn)要求，進(jìn)而保證現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備始終保持良好的工作狀態(tài)和安全質(zhì)量，簡化管理部門的工作強(qiáng)度，確保相關(guān)通知信息高效傳遞，安全管理和經(jīng)濟(jì)利益雙贏。

系統(tǒng)本身具備多層級(jí)權(quán)限管理模式及數(shù)據(jù)接口，通過對(duì)于特種設(shè)備的智慧監(jiān)管信息化方案升級(jí)，可以規(guī)范設(shè)備定期性能檢驗(yàn)維修業(yè)務(wù)流程，設(shè)備交付后監(jiān)控管理業(yè)務(wù)流程，監(jiān)管人員現(xiàn)場查驗(yàn)管理流程，結(jié)合定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品交付后的跨區(qū)域及部門的信息共享及信息交割等問題。既可以保證檢驗(yàn)作業(yè)的工作效率，也可以實(shí)現(xiàn)“合格證”電子化管理，彌補(bǔ)現(xiàn)場用戶弄虛作假、虛報(bào)檢驗(yàn)、杜撰合格證等管理中的“漏洞”，又可以及時(shí)通報(bào)設(shè)備監(jiān)控信息到最終用戶管理人員，分享設(shè)備維護(hù)的計(jì)劃及節(jié)點(diǎn)信息，支持生產(chǎn)部門與設(shè)備管理部門之間的工作協(xié)調(diào)與協(xié)作。

1.2 軟件技術(shù)架構(gòu)

為方便系統(tǒng)用戶的訪問操作，系統(tǒng)基于B/S（即瀏覽器/服務(wù)器）設(shè)計(jì)，用戶可以在終端使用瀏覽器訪問并接入本系統(tǒng)，也可通過基于支持Android操作系統(tǒng)的手機(jī)App客戶端軟件連接本系統(tǒng)。

使用B/S 訪問設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件，用戶只需要通過連接網(wǎng)絡(luò)（互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)）的PC就能使用，無客戶端實(shí)現(xiàn)零維護(hù)。同時(shí)，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，用戶只需確保能上油田生產(chǎn)單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，再由系統(tǒng)管理員分配一個(gè)用戶名和密碼即可。

1.3 系統(tǒng)的功能架構(gòu)

通過系統(tǒng)的需求分析，井控設(shè)備智慧監(jiān)管系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)資產(chǎn)管理、設(shè)備維修、備件管理、維修保全、人員管理、狀態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)管理等核心功能模塊，并為客戶提供Web端應(yīng)用界面，其功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 井控設(shè)備智慧監(jiān)管系統(tǒng)的功能架構(gòu)圖

1.4 井控裝備綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

（1）提高“合格證”管理效率，降低管理成本；

（2）設(shè)備“合格證”管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；

（3）系統(tǒng)定期提醒，多種通知手段，提升設(shè)備的“檢驗(yàn)”有效性；

（4）完善動(dòng)態(tài)監(jiān)管機(jī)制，增加井控裝備的定位功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性監(jiān)管報(bào)警；

（5）實(shí)現(xiàn)備件采購—庫存—消耗聯(lián)動(dòng)，降低庫存成本，降低過期備件風(fēng)險(xiǎn)。

2 系統(tǒng)各功能模塊化設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要面向系統(tǒng)管理員與維修人員，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了能夠準(zhǔn)確清晰地表達(dá)各個(gè)功能架構(gòu)的邏輯關(guān)系，系統(tǒng)進(jìn)行了從人員到設(shè)備的分層化模塊設(shè)計(jì)，包含了井控裝備管理的各個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)了井控裝備從入廠到報(bào)廢出廠的全生命周期管理。

2.1 人員管理模塊設(shè)計(jì)

人員管理模塊主要針對(duì)參與設(shè)備監(jiān)管工作的直接人員和間接人員的信息管理，基于該模塊可以規(guī)范化參與后續(xù)參與工作的相關(guān)人員，并明確相關(guān)人員的權(quán)限及工作內(nèi)容，具體設(shè)計(jì)模式如圖2所示。

圖2 人員管理模塊權(quán)限管理

2.2 設(shè)備臺(tái)賬模塊設(shè)計(jì)

針對(duì)設(shè)備檔案管理的信息化要求，實(shí)現(xiàn)全電子化、規(guī)范化保存設(shè)備靜態(tài)屬性信息，合理整合與配置資源。設(shè)備管理除沿用現(xiàn)有企業(yè)固定資產(chǎn)登記方案的編號(hào)規(guī)則外，引入“碼號(hào)”管理等物聯(lián)網(wǎng)模式，包括傳統(tǒng)的條碼、二維碼等設(shè)備編號(hào)識(shí)別方案，便于后續(xù)場內(nèi)檢驗(yàn)、現(xiàn)場巡檢、維修維護(hù)的快速設(shè)備識(shí)別與檔案調(diào)用等，也可以為后續(xù)備品備件的出入庫關(guān)聯(lián)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

設(shè)備臺(tái)賬的建立及維護(hù)過程利用工業(yè)平板或手機(jī)App等方式。其管理模塊核心是設(shè)備的資產(chǎn)檔案，內(nèi)容除基礎(chǔ)材料外，重點(diǎn)是設(shè)備投入使用后的數(shù)據(jù)，包括記錄設(shè)備檢驗(yàn)合格證、有效周期、維修記錄、大修等設(shè)備動(dòng)態(tài)信息，使系統(tǒng)管理員以及維修人員及時(shí)掌握設(shè)備管理動(dòng)態(tài)。

2.3 井控設(shè)備定位模塊設(shè)計(jì)

為配合“合格證”周期管理，針對(duì)井控設(shè)備野外施工無法全程有效監(jiān)控的特性，設(shè)計(jì)了北斗定位監(jiān)控模塊。定位模塊的設(shè)計(jì)主要考慮增加防護(hù)等級(jí)以增加設(shè)備的耐候性。為防止私自拆卸定位終端，增加微動(dòng)開關(guān)報(bào)警以及人員識(shí)別功能，確保授權(quán)人員撤防拆卸不報(bào)警，非授權(quán)人員私拆報(bào)警。此模塊也增加了電子圍欄自主報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提示報(bào)警推送，以提高井控車間管理人員對(duì)送井井控裝備的管理。

2.4 “合格證”周期管理模塊設(shè)計(jì)

“合格證”周期管理是井控設(shè)備智慧監(jiān)管系統(tǒng)的核心工作內(nèi)容，結(jié)合設(shè)備管理部門的人員安排、設(shè)備清單，以及合格信息等因素，制定正常檢驗(yàn)、維保計(jì)劃，定期完成設(shè)備的“合格證”周期通知，配合巡檢工作人員及用戶現(xiàn)場管理人員，確保正常情況設(shè)備健康狀態(tài)可控（合格證有效），包括及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏檢、騙檢等風(fēng)險(xiǎn)隱患、消除隱患，能夠確保正常的生產(chǎn)安全性保障，提高企業(yè)相關(guān)收益。

針對(duì)空設(shè)備的“合格證”周期工作計(jì)劃，開發(fā)了相應(yīng)的移動(dòng)客戶端，配合安全客戶終端，方便維修人員現(xiàn)場查驗(yàn)設(shè)備信息并進(jìn)行審核上報(bào)，在通過審核后，系統(tǒng)生成相關(guān)合格記錄，不合格產(chǎn)品系統(tǒng)自動(dòng)生成“停止使用”通知單，確保設(shè)備盡快反饋進(jìn)行系統(tǒng)檢修及合格證簽發(fā)。其中，巡檢客戶端基于Android系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)的App，采用支持Ex ib IIC T4 Gb 級(jí)別的工業(yè)平板電腦。如圖3所示。

圖3 用于設(shè)備管理的工業(yè)平板電腦

2.5 相關(guān)井控裝備備件管理模塊

備件管理是井控設(shè)備智慧監(jiān)管系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，其主要對(duì)維護(hù)、巡檢、故障解決過程中所需替換備件進(jìn)行查詢、入庫、出庫、調(diào)撥、盤點(diǎn)等管理，并可以結(jié)合備件消耗情況制定備件需求及購買計(jì)劃。結(jié)合井控車間的管理模式，備件庫分為中心備件庫與分廠備件庫，各廠區(qū)維修小組擁有獨(dú)立的備件庫，各備件庫之間可以相互調(diào)撥設(shè)備，各分區(qū)備件庫可以查詢中心庫庫存，以便申請(qǐng)領(lǐng)用。

3 結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的井控裝備綜合管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，為油氣田生產(chǎn)單位的井控裝備的定期年檢、維護(hù)保養(yǎng)、維修管理提供了信息化管理軟件服務(wù)，此外該系統(tǒng)所具備典型的人員管理、設(shè)備管理、檢驗(yàn)管理、定位管理、管理提醒、系統(tǒng)管理等功能模塊也可移植于其他特種設(shè)備的管理，幫助制企業(yè)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理信息化，提高設(shè)備管理水平，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。