河南油田借力華為打造智能生產(chǎn)信息系統(tǒng)

□　王　博

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河南油田借力華為打造智能生產(chǎn)信息系統(tǒng)

□王博

我們離不開聯(lián)接，正如我們離不開氧氣。通過新聯(lián)接，創(chuàng)造新的商業(yè)模式和新的商業(yè)價值，支持各個垂直行業(yè)的打通，支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化升級，實(shí)現(xiàn)一次革命性的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

——華為輪值CEO郭平

河南油田按照“價值引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動、資源統(tǒng)籌、開放合作、綠色低碳”的發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)中國石化《關(guān)于推進(jìn)油公司體制機(jī)制建設(shè)的指導(dǎo)意見》以及《油氣生產(chǎn)信息化建設(shè)指導(dǎo)意見》要求，著手進(jìn)行分公司生產(chǎn)信息化建設(shè)，將覆蓋廣、成本經(jīng)濟(jì)及支持多類業(yè)務(wù)作為部署新網(wǎng)絡(luò)的三個主要驅(qū)動力，為生產(chǎn)指揮提供有效的技術(shù)支撐，提高生產(chǎn)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理精細(xì)化，提高對突發(fā)事件的預(yù)警能力，降低突發(fā)事件造成的損失。通過與華為開展合作打造高速安全的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為“數(shù)字化油田建設(shè)”奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

○　高標(biāo)準(zhǔn)　嚴(yán)要求

河南油田地處偏遠(yuǎn)，地域廣，氣溫波動較大。由于工區(qū)各采油點(diǎn)分布較散，隨著油田專業(yè)化重組等改革的日益深入，采油點(diǎn)隨時可能增加或拆除。特殊環(huán)境及客觀條件的限制，無論采用何種組網(wǎng)模式，都要求通信設(shè)備具備全室外工作特性，不僅要求設(shè)備安裝簡便、靈活，還應(yīng)有較強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)充性。

實(shí)現(xiàn)油田之間的通信首先要克服地理環(huán)境的制約，而架設(shè)一個龐大的通信系統(tǒng)既費(fèi)時又耗錢。為此，華為認(rèn)為搭建無線網(wǎng)絡(luò)能較好地解決河南油田遇到的這個難題。

無線系統(tǒng)組網(wǎng)簡單，部署靈活，其點(diǎn)到面的覆蓋方式正好匹配采油點(diǎn)到上層的通信要求，在為油田的生產(chǎn)和管理提供充分便利的同時，還可以大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

石油石化企業(yè)尋求的是可靠、高容量的無線網(wǎng)絡(luò)，同時支持多種應(yīng)用以提升運(yùn)營效率及增強(qiáng)安全。設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的可靠性是石油產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)（25%），還有廣播安全消息的能力（23%）和集群（20%）。華為的LTE可以滿足95%以上的覆蓋需求、提供更好的網(wǎng)絡(luò)性能、匹敵或超越目前的專業(yè)集群性能等三個能力被視為關(guān)鍵價值點(diǎn)。河南油田按照“總體考慮、分步實(shí)施，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，先示范、后推廣，先新區(qū)、后老區(qū)”的思路，充分借鑒國內(nèi)外油公司油氣生產(chǎn)信息化經(jīng)驗和技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)可視化，支撐油公司體制改革管理模式的變化。

作為全球領(lǐng)先的信息與通信解決方案供應(yīng)商，華為在全球為140多個國家、1/3的人口提供服務(wù)。圍繞河南油田的需求持續(xù)創(chuàng)新，華為提供LTE的關(guān)鍵驅(qū)動力（30%）、集群調(diào)度（28%）和視頻監(jiān)控（15%）解決方案和服務(wù)，努力為河南油田創(chuàng)造最大價值。

○　高速安全　靈活可控

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是油田信息化建設(shè)的重要組成部分。華為建設(shè)的河南油田生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，把油井、站場的采集數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至基站，通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾韰^(qū)指揮中心，在客觀上加快推進(jìn)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)重組和優(yōu)化，深化油田管理模式革命，為“數(shù)字化油田建設(shè)”創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，切實(shí)增強(qiáng)企業(yè)活力、控制力、影響力和抗風(fēng)險能力（見圖1）。

圖1　華為-河南油田L(fēng)TE　4G無線網(wǎng)絡(luò)方案

華為的油氣生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)主要包括油氣水井、計量間、處理站庫及相關(guān)集輸管網(wǎng)的數(shù)據(jù)自動采集和控制，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、油氣田生產(chǎn)作業(yè)管理及運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)等內(nèi)容。通過在井場、站庫等現(xiàn)場安裝數(shù)據(jù)自動采集、監(jiān)控裝置及自動化控制設(shè)備，實(shí)時采集各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)和工業(yè)視頻信號，通過網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)、信號傳輸?shù)胶蠓降纳a(chǎn)調(diào)度指揮中心或中央控制室進(jìn)行集中管控，應(yīng)用生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)對收集的信息進(jìn)行匯總、綜合處理與分析，提供生產(chǎn)指揮決策支持，達(dá)到生產(chǎn)操作自動化、生產(chǎn)運(yùn)行可視化、管理決策系統(tǒng)化的目的。

井場、站點(diǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)無線傳輸，無線基站、無線網(wǎng)絡(luò)接入管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心網(wǎng)絡(luò)，有效提高了生產(chǎn)操作的自動化程度，保證了生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行；為優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，實(shí)施精細(xì)化管理創(chuàng)造了條件；根據(jù)生產(chǎn)管理特點(diǎn)，按流程建立勞動組織架構(gòu)，優(yōu)化一線員工布局，從而把人和機(jī)器的效率發(fā)揮到最佳水平。

○　合作共贏　領(lǐng)跑未來

2015年，河南油田建成河南油氣生產(chǎn)信息化無線網(wǎng)絡(luò)，對管理區(qū)的單井、站點(diǎn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與視頻圖像實(shí)時掌握，并對主要路口等場所進(jìn)行全天24小時不間斷實(shí)時監(jiān)控，確保生產(chǎn)正常運(yùn)行。

在河南油田L(fēng)TE4G無線網(wǎng)絡(luò)方案中，華為采用了1785～1805MHz的產(chǎn)品頻率資源，提供20MHz的信道帶寬，采用TDD時分復(fù)用方式，提供可靠性、時延、覆蓋和安全方面的獨(dú)特性能（見圖2）。

河南油田的核心網(wǎng)（CNS）設(shè)備安裝于中心站點(diǎn)機(jī)房，接入IP承載網(wǎng)端口與基帶處理單元（BBU）主控傳輸板連接。考慮到核心網(wǎng)（CNS）設(shè)備未來需要接入大量基帶處理單元（BBU），接口故障影響范圍較大，華為決定將與承載網(wǎng)絡(luò)之間通過路由設(shè)備采用負(fù)荷分擔(dān)或主備方式進(jìn)行保護(hù)，以增強(qiáng)可靠性。

基站的基帶處理單元（BBU）通過接口連接光傳輸設(shè)備或者微波傳輸設(shè)備回傳到核心網(wǎng)（CNS），基站一般情況下不考慮配置接口保護(hù)。射頻拉遠(yuǎn)模塊（RRU）安裝在塔上，通過光纖接入BBU基帶處理板接口。華為為每個基站的基帶處理單元（BBU）規(guī)劃到核心網(wǎng)（CNS）設(shè)備、網(wǎng)管設(shè)備的路由，以滿足業(yè)務(wù)、網(wǎng)管及X2通信需求。核心網(wǎng)（CNS）設(shè)備也規(guī)劃到所管理的各基站的基帶處理單元（BBU）局點(diǎn)路由。考慮LTE業(yè)務(wù)安全，IP承載網(wǎng)為LTE規(guī)劃獨(dú)立的VPN進(jìn)行邏輯隔離。井場/站場溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)通過RTU與無線終端接入設(shè)備（CPE）連接后，經(jīng)LTE無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)字油田上層應(yīng)用服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)多路實(shí)時數(shù)據(jù)并發(fā)采集回傳。視頻監(jiān)控采用IP攝像頭，經(jīng)過無線終端接入設(shè)備（CPE）接入無線網(wǎng)絡(luò)，將視頻信息回傳至視頻監(jiān)控服務(wù)器。

河南油田生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建成強(qiáng)化了應(yīng)用整合，促進(jìn)了系統(tǒng)一體化，實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控的集約化和精細(xì)化，提高了反應(yīng)速度，減少了產(chǎn)量損失，促進(jìn)了精細(xì)化管理向縱深推進(jìn)。對井站設(shè)施實(shí)行遠(yuǎn)程可視化生產(chǎn)管理，較好地提高了工作效率，降低了勞動強(qiáng)度，使生產(chǎn)管理更加適應(yīng)管理扁平化；完備的監(jiān)控系統(tǒng)減少了治安事件，確保了油田生產(chǎn)安全和正常秩序。同時，激發(fā)了華為的產(chǎn)品創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新。

華為強(qiáng)大的研發(fā)和綜合技術(shù)能力，“聚焦”和“被集成”戰(zhàn)略，理解客戶需求，正是其德所在。憑此方能與合作伙伴開放合作，為其提供ICT基礎(chǔ)設(shè)施，包括企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、云計算與數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一通信與協(xié)作、企業(yè)無線、網(wǎng)絡(luò)能源等，共同引領(lǐng)新ICT變革，構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，幫助企業(yè)領(lǐng)跑數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代。

圖2　網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)