油气田视频综合安全管理及应急指挥系统平台

文/闰之

我国天然气工业现状

天然气是优质高效的清洁能源，二氧化碳和氮氧化物的排放仅为煤炭的一半和五分之一左右，二氧化硫的排放几乎为零。据统计分析，从2010到2050年，世界能源需求将增加60%，但煤炭和石油消费将处于逐步下降趋势，到2040年天然气的比例将与石油持平，到2050年将超过石油，成为世界第一能源。

我国近年来，随着开采技术的不断发展，天然气产量不断攀升，据发改委统计，2011年1-10月中国天然气产量达到826亿立方米，同比增长6.60%。

与此相应的则是，我国虽然天然气地质资源总量为35万亿方以上，但天然气资源所处地质结构较为复杂及勘探开采技术的受限，同时，我国天然气市场消费需求的增长速度的快速攀升，造成了国内的天然气供需不平衡。

无论是国内的天然气勘探开采以及天然气的进口，都将是天然气工业中的重中之重。特别是天然气作为一种洁净环保的优质能源，能够改善空气质量，因而带动经济繁荣及改善环境。

天然气勘探开采的安全信息化

中国天然气探明储量集中在10个大型盆地，依次为：渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。中国气田以中小型为主，大多数气田的地质构造比较复杂，勘探开发难度大。

以四川盆地为例，天然气资源大多分布在川南地区，具有天然气储量大、地质结构复杂、地层压力悬殊、底层岩性研磨性强、深层地底温度高等特征，这可以说是真正埋藏在重重困难下的宝藏。

为开采出这份庞大的地底宝藏，在提升勘探和钻探开采技术的同时，强化生产安全保障，以应对井下复杂情况和钻井故障事故等，各类信息化技术都在大显身手，一方面保障生产安全，强化生产作业的全面安全监察和安防监管。另一方面辅助生产管理，为生产作业流程、生产任务监督等提供助力。无论是哪一个，都在不断贴近核心需求和业务流程，让信息化真正能够服务于天然气勘探和开采生产作业。

视频综合安全管理及应急指挥系统平台建设要求

为油气田生产所规划的信息化建设的核心职能，就是要保障安全生产。视频综合安全管理及应急指挥系统平台是信息化的一个十分重要的组成部分，可以说整个油气田生产流程中所涉及到的各类视音频资源都将由该信息平台进行整合、调度和通信。其建设要求及目标要做到以下几点：

生产管理

·结合自上而下流程化管理，汇集生产作业相关的各类视音频资源，形成完整的资源整合平台；

·对生产作业进程能够进行实时巡检，各级生产管理部门能够远程可视监管；

·将视音频资源与生产作业数据、地理信息数据等进行共享互通，做到信息联动，为决策管理提供支持。

安全应急

·在出现生产事件的情况下，各类通信联络将形成自下而上联动，实现各类生产相关的视音频资源及通信信息的实时上报；

·各级公司可针对安全生活制定应急预案，快速启动自上而下指挥，进行多级多方的指挥调度；

·系统平台能够做到跨级别跨部门跨系统的快速可视化指挥通信，实现快速决策支持，多方部门协同。

系统平台组成

作为视频信息平台，其所需要整合的生产相关的图像语音等资源类型相当多，包括了井场现场监控、安防监控、单兵移动图传、车载图传、值班电话、手机通信、电视会议、无线对讲设备、报警信息等多种资源。同时，还要结合钻井数据系统、地理信息系统、项目管理系统等进行数据联动。所以视频综合安全管理及应急指挥系统平台在整体的规划设计上，针对“设备的互连互通”、“设备和系统的分级管理”、“运行时网络带宽优化”、“系统功能可扩展性”、“与现有视音频通信系统融合性”等问题，给出了整体解决方案。

如图1所示，整个系统平台在设计上采用了分层、全开放的体系架构，对系统需要进行接入采集的各种基本数据进行集中划分和分析，通过协议接入、SDK接入、数据接口互通等方式，将多种类型的视音频类设备和数据进行接入整合。这些数据信息都将通过传输网络层，到达系统的业务支撑层。由系统的业务支撑层形成系统的分级管理结构并构建起系统的多种集成化功能，最后在系统分级管理结构的基础上形成基于业务的运行体系，同时清晰的划分出整个系统的基本组网边界，从而形成一个开放的、完整的、标准化的系统架构。这样整个系统平台实现了系统数据、设备管理、业务控制、设备接入、媒体数据与业务承载相分离，系统采用基于IP网络的分布式控制结构，提供安全、可大规模部署、管理方便、便于维护的一体化视频指挥通信平台。

基于上面的的分层设计框架，整个系统平台将进行实质化的部署和实施，具体的设备部署方式，如图2所示：

图2 设备部署

如图2所示，由于气田的钻探和采气作业的生产作业方式及网络情况有着很大的不同，所以系统平台将分别为钻探公司和采气公司进行相应的子系统进行建设，而两大类型的子系统都将汇集接入到集团公司的总中心系统平台内。

集团公司总指挥中心子系统

集团公司总指挥中心子系统将通过石油网、租用专线、VPN或无线网络、为通信信道与各钻探公司、采气公司等单位进行信息交流，总指挥中心内能够实时监控各个项目部或采气厂的现场作业状况和监控报表数据，能够有效实现与各子公司、项目部、施工现场视/音频交互和数据交互。

该子系统作为核心，用于总体协调，联动指挥调度。该指挥中心拥有最高的权限，可以实时监控所有监控现场的情况，可以随时对下属指挥中心直接进行指挥调度，执行强插、强拆等指挥操作。同时，该指挥中心具备最完备的信息化系统平台的建设资源，可以完整实现视频监控，视频指挥调度，视频会议，报警联动、视音频录像、电子地图、语音调度等多业务功能；同时系统可以与现有的视频会议系统、语音通信调度系统等进行数字化融合。

钻探公司生产管理及应急指挥子系统

钻探公司生产管理及应急指挥子系统作为二级指挥子系统，在集团公司总指挥中心子系统的领导之下，作为承上启下单位，直接组织管理区域内项目部、施工现场工程实施。其与集团公司总指挥中心之间有石油网络或租用运营商专线，可有效实现视/音频和数据交互，也可通过广域网或无线信道与施工现场进行交互，并可监看现场监控图像。

考虑到部分钻探区域的所处位置较为偏僻或有线通信线路架设困难的情况下，该钻探项目部，也可通过借助卫星信道与现场进行交互，并可监看现场监控图像，实现集团总公司与项目部之间进行远程沟通和指挥通信。

采气公司生产管理及应急指挥子系统

采气公司生产管理及应急指挥子系统，也同样是作为二级指挥子系统，在集团公司总指挥中心子系统的领导之下。采气公司因场所相对固定，且采气作业周期较长，采气公司与集团公司之间大多已经部署的专线网络，网络情况较好，能够较为流畅和高质量的实现视音频的资源共享和指挥通信。

采气公司的现场的监控资源及报警资源都将通过网络接入到子系统内，一方面采气公司内可以进行生产安防管理及生产业务调度，另一方面这些资源也将同步共享给上级集团公司子系统，集团公司就能够实时查看到采气作业情况及接收到相应的生产业务调度情况。

应用效果

通过部署综合安全管理及应急指挥系统平台将大大的提高集团公司对其下辖各个钻探公司、项目部及采气公司的远程实时监控、调度、管理，加强对危险品、火工品等重要物资、车辆的监控、井场现场生产的安全保障，提高公司总部、项目部对一线作业现场的管控、调度能力，降低安全风险。

系统平台的综合接入和资源整合能力，将为集团公司及钻探公司、采气公司构建起多级平台，实现视频、语音、数据多元化的汇集和呈现基础上，结合报警联动、电子地图、电话调度、生产数据，实现安全生产数据联动。并以系统平台作为核心，整合监控、会议、指挥、数据等多种功能，实现生产业务可视化通信。

针对突发事件处置及应急指挥需求，系统平台还能够结合应急预案的各项数据库信息，以及历史事件记录，为应急决策提供助力的同时，结合现场无线图传及语音双向通信，做到快速应急响应和远程技术支持。

这样，整个系统平台既能够满足安全生产管理，又能够满足应急指挥，通过系统平台所具备应急预案的一键式快呼功能，增强公司安全生产管理与应急指挥能力，建设统一、高效的信息化平台。