謝光華，王 滔，張 亮，萬春曉

（中國石油西南油氣田分公司通信與信息技術中心，成都 610051）

0 引 言

文章主要研究油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺功能設計中的功能應用模式與機制，以期打破傳統(tǒng)運維管理工作的局限性，運用科學化的功能設計方式增強整體的運行效果與運行水平，為企業(yè)良好發(fā)展以及平臺運維工作的有效開展與提升提供幫助。

1 油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺建設的重要意義

近年來，油氣田信息化建設不斷發(fā)展，企業(yè)勘探、開發(fā)、生產(chǎn)等業(yè)務快速拓展，各類業(yè)務部門持續(xù)新建信息系統(tǒng)與業(yè)務系統(tǒng)，此類系統(tǒng)在開發(fā)建設之后承載業(yè)務的內容增多、數(shù)據(jù)信息數(shù)量增加，呈現(xiàn)出復雜性的特征，尤其是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內容多，由站控類型、SCADA 實時生產(chǎn)類型、視頻智能分析類型、智能化調度類型、數(shù)據(jù)傳輸類型等各類系統(tǒng)組合而成，按照業(yè)務需求、信息技術的應用特點等不斷完善，能夠滿足油氣田企業(yè)信息化共享、長遠發(fā)展戰(zhàn)略方面的需求。強化系統(tǒng)的運維管理，設計統(tǒng)一運維平臺意義重大。

1.1 能夠提升運維工作精細化水平

當前所使用的生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運維方式已經(jīng)無法滿足復雜、煩瑣的系統(tǒng)運維需求，難以專業(yè)、準確、全面地診斷故障或問題，尤其在未來油氣田場站數(shù)量不斷增加的情況下，位置分布也會呈現(xiàn)更加分散的狀態(tài)，運維管理工作規(guī)模增大，運維人員的壓力過大，而設計統(tǒng)一運維平臺，可以集成相關系統(tǒng)統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)管理、日常運行維護管理、故障診斷和問題分析管理等，在一體化功能支持和流程化應用下，提升運維工作的精細化水平。

1.2 有助于優(yōu)化配置數(shù)據(jù)資源

依托統(tǒng)一運維平臺，可以利用對系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的整合與分析處理形式，從多個層面、多個角度進行運維數(shù)據(jù)信息的挖掘和利用，尤其是將長時間從生產(chǎn)工作中沉淀、積累的業(yè)務數(shù)據(jù)信息進行綜合化的整合運用，有助于提升運維工作的效果和自動化程度，形成智能化的運維模式，達到在線動態(tài)診斷故障的目的，在數(shù)據(jù)信息的驅動下，實現(xiàn)油氣田企業(yè)的各類業(yè)務數(shù)據(jù)和內部數(shù)據(jù)相互連通，有效應對現(xiàn)場運維和數(shù)據(jù)管理的核心問題，加快有價值數(shù)據(jù)信息的挖掘速度和整合速度，在改善運維工作效果的同時，減輕人員的勞動強度。同時利用數(shù)據(jù)信息的挖掘和共享，消除數(shù)據(jù)孤島，為上級部門和其他業(yè)務部門提供可靠的數(shù)據(jù)信息，增強業(yè)務管理效果。借助先進運維功能，促進業(yè)務工作協(xié)同發(fā)展，創(chuàng)建智能化應用系統(tǒng)平臺，豐富新型勘探與生產(chǎn)管理機制，為油氣田實現(xiàn)數(shù)字化轉型升級和智能化創(chuàng)新進步奠定重要基礎。

2 油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺功能設計

2.1 明確設定平臺功能范圍

運維平臺需要具備物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)信息的采集功能，在數(shù)據(jù)預處理方面、質量篩選方面、物聯(lián)網(wǎng)設備自動化巡檢和診斷方面、故障定位與分析方面有較為完善的功能，可以有效診斷與運維測量計量儀表、自控設備、物聯(lián)網(wǎng)設備，其中的測量儀表主要包括壓力、液位、溫度等變送器設備與可燃、有毒氣體探測儀設備；計量儀主要包括各種智能化的流量計，自控設備涉及浪涌保護器部分、信號隔離器部分、RTU/PLC 控制器部分；物聯(lián)網(wǎng)設備涉及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關部分、HART 采集器部分、工業(yè)安全網(wǎng)關部分。與此同時，系統(tǒng)還需具備現(xiàn)場的主動巡檢功能、實時性的故障上報功能、類似故障問題處置的功能等，可以和其他類型的系統(tǒng)之間形成數(shù)據(jù)交互的模式，借助既有系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)內容，打通所有的互聯(lián)網(wǎng)運維環(huán)節(jié)。

2.2 平臺功能設計及思路

2.2.1 強化功能與業(yè)務對應

在油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺的功能設計過程中，建立并結合整體的功能框架，梳理不同的子功能模塊，和相關業(yè)務之間相互對應、對接。

a.一級首頁功能和二級的監(jiān)控設備狀態(tài)總覽功能、實時電子巡檢查看功能、告警通知管理功能，對應的業(yè)務主要就是一體化展示、監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)重大故障、問題，及時做出告警。

b.一級的數(shù)據(jù)資源管理功能與二級的各系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口配置功能、數(shù)據(jù)采集規(guī)則設置功能、數(shù)據(jù)篩選和預處理功能，對應業(yè)務方面數(shù)據(jù)指標采集工作，對于非關鍵性、明顯問題數(shù)據(jù)信息清洗處理，合并存儲多種類型的數(shù)據(jù)源。

c.一級資源管理功能與二級設備基礎信息管理功能、資源指標采集配置功能、資源狀態(tài)實時查詢功能，利用模塊化設計的方式，監(jiān)測生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)設備的運行狀態(tài)與情況，增強設備數(shù)據(jù)信息的獨立性，形成相應的狀態(tài)監(jiān)測頁面。

d.一級運維管理功能與二級呼叫受理功能對接功能、運維全流程管理功能、外協(xié)單位管理及評價功能、移動終端應用功能，對應業(yè)務方面的統(tǒng)一運維平臺作業(yè)管理工作，有效完成外協(xié)單位管理工作，對服務單位的處理服務請求進行評價。

e.一級算法配置和告警管理功能與二級多指標與單指標場景算法配置功能、指標告警規(guī)則設置功能等，對應物聯(lián)網(wǎng)中的多種設備，通過大數(shù)據(jù)算法、智能化算法等在線實時性進行指標數(shù)據(jù)信息的分析和診斷，借助分級告警的設置方式，有效監(jiān)控、管理相關設備的運作狀態(tài)。

f.一級報表生成和評價管理的功能與二級自動普通周期報表、自定義運維報表、各類運維工作量、運維故障統(tǒng)計功能等，結合系統(tǒng)預制報表的內容合理配置具備一定自動化根據(jù)計劃生成報表的規(guī)則，結合用戶自定義形式，生成相應的關鍵性數(shù)據(jù)報表，存儲文件內容，自動發(fā)放報表處理。

2.2.2 合理設計子系統(tǒng)功能

物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺功能設計過程中應重點關注相關的子系統(tǒng)功能設計，利用既有業(yè)務系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)接口的合理設置，自動進行運維業(yè)務數(shù)據(jù)信息的采集處理、監(jiān)控處理，按照故障數(shù)據(jù)值生成電子工單，利用企業(yè)主數(shù)據(jù)、權限、設備管理等系統(tǒng)相互進行數(shù)據(jù)信息的集成化處理，將BPM 作為流程引擎，按照運維業(yè)務的流程特點與內容，結合業(yè)務范圍制定生產(chǎn)調度的任務，創(chuàng)建統(tǒng)一化運維、管理與調度指揮系統(tǒng)。如圖1所示，為首頁的功能結構，其中涉及監(jiān)控設備狀態(tài)總覽、實時化電子巡檢查看、告警通知管理等功能，并且配置相應的子系統(tǒng)功能模塊，能夠為有關系統(tǒng)和平臺的良好運行提供幫助。

圖1 首頁功能結構

除了首頁功能之外，還涉及數(shù)據(jù)源的管理功能，子功能模塊如圖2 所示，各種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口配置模塊具有數(shù)據(jù)采集狀態(tài)監(jiān)控功能與清單查詢功能等，有助于增強數(shù)據(jù)源的管控效果。數(shù)據(jù)采集規(guī)則設置方面統(tǒng)一了相應的功能模式，能夠增強數(shù)據(jù)采集的工作水平，數(shù)據(jù)篩選與預處理的子系統(tǒng)中的功能也十分完善，是提高系統(tǒng)運行水平、管理效果的重要部分。

圖2 數(shù)據(jù)源的管理功能

數(shù)據(jù)管理功能設計的工作中需按照整體的平臺運行需求、特點等，完善相應的管控模式，如圖3 所示，應健全有關的子系統(tǒng)、子功能模塊，為物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維、管理等工作提供支持。

圖3 資源管理功能

平臺功能設計的過程中應重視運維管理功能的完善、優(yōu)化、設置，如圖4 所示，結合平臺的發(fā)展需求、建設需求等，健全其中的運維管理呼叫受理功能對接、運維全流程管理模式、外協(xié)單位管理及評價機制、移動終端應用功能，在各個二級功能下還需設置多種子系統(tǒng)、子功能，保證相應的系統(tǒng)和平臺有效運行，預防發(fā)生功能不足問題。

圖4 運維管理功能

重點設計算法配置和告警管理的功能，如圖5 所示，設計二級多指標場景算法配置功能系統(tǒng)、單指標場景算法配置功能系統(tǒng)、指標告警規(guī)則設置功能系統(tǒng)、告警信息分級管理功能系統(tǒng)，在各個二級功能系統(tǒng)的基礎上設置不同子系統(tǒng)、子功能模塊，從而增強相應的平臺應用水平。

圖5 算法配置和警告管理功能

報表生成及評價管理功能結構的設置過程中，按照不同二級功能的特點與情況，設計不同的子功能系統(tǒng)、子模塊，如圖6 所示，確保不同功能模塊的完善性、優(yōu)化性，改善系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀。

圖6 報表生成與評價管理功能系統(tǒng)

3 結 語

綜上所述，在互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，油氣田企業(yè)積極設計與完善物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺功能，不僅能夠促進運維工作精細化水平的提升，還能保證數(shù)據(jù)的有效挖掘與處理，具有非常重要的意義。開展油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維平臺功能設計，強化功能和業(yè)務對接，設計子系統(tǒng)、子功能模塊，對助力物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一運維工作順利開展和提升運維水平有重要意義。