基于大數據平臺的海上油氣田動設備智能監控技術研究

高尚建 中海油能源發展裝備技術有限公司

目前，海上油氣田動設備的實時監控和實時預警已經得到了越來越多的應用，并產生了大量實時數據。大數據平臺應能夠對動設備中不斷產生的完整性實時數據進行存儲,通過數據接口開發，可將如泵類設備監測數據提供相關專業分析系統進行處理和分析，并在此基礎上進行預警，盡可能避免停機故障和實現預知性維修。

1 大數據概述及項目背景

隨著科學技術的進步和信息技術的高速發展目前我國已進入了大數據時代。就目前的現狀而言大數據在我國的許多行業中都有著非常廣泛的應用，所謂大數據，就是機遇互聯網技術與通信技術產生和發展的一種新興的電子計算機技術，大數據不僅改變了人們的生活，還改變了人們的生產方式。

目前，海上油氣田動設備的實時監控和實時預警已經得到了越來越多的應用，并產生了大量實時數據。大數據平臺應能夠對動設備中不斷產生的實時監測數據進行存儲,通過數據接口開發，可將如泵類設備監測數據提供相關專業分析系統進行處理和分析，并在此基礎上進行預警，盡可能避免停機故障和實現預知性維修。通過搭建實時數據庫，為動設備監測等動態數據存儲、應用提供服務支持，保障設備正常、安全運轉，具有重要意義。其工作范圍包括以下幾個方面：1）實時數據規劃；2）實時數據庫架構設計；3）數據庫系統功能設計開發；4）數據對接與數據采集、處理、導入；5）功能測試與數據庫部署。

此外，該項目包含有以下五個工作目標：1）完成實時數據庫總體架構設計，包括數據模型設計、接口設計和數據同步設計；2) 依據架構設計完成實時數據庫搭建；3）實現實時數據的高效接收、存儲、計算和輸出，以及數據歷史曲線展示，數據統計，報警與事件監測功能，權限管理等功能。4）組建設備協議統一解析平臺；提供標準的統一架構，為各類檢測設備協議配置、各種協議解析服務，為各類不同的設備提供統一的數據采集方式；5）組建針對實時數據的統一服務平臺，設備工況數據存儲在實時數據庫中，以統一的數據接口服務提供給各業務應用模塊或系統，實現大數據平臺與試點系統的數據對接。

2 基于大數據平臺的海上油氣田動設備智能監控技術的應用條件

2.1 保障數據的安全

基于大數據平臺的海上油氣田動設備智能監控技術應用通過大數據可以通過利用媒體數據完成加密，這是要在國家密碼局認可的基礎上完成的。大數據的加密和解密安全性是相當高的，這主要是由于機密過程需要硬件和軟件同時進行解密，這種解密方式為用戶提供了極大的便利與此同時還很大程度上保障了數據的安全性。

2.2 平臺的規模性

基于大數據平臺的海上油氣田動設備智能監控技術的應用條件之一就是需要保障平臺的規模。首先在通過大數據對海上油氣田動設備進行監控的時候，要明確管理設備的監控能力和平臺規模擴展能力，除此以外，為了保障大數據平臺能夠正常投入使用就需要把平臺變成具有應用彈性的平臺，可以根據實際情況增加需求支持雙機冗余配置并且可以保證極高的可用性，能夠及時的檢測出異常和錯誤并防止錯誤進一步擴散。除此以外還可以并正確報告錯誤信息從而大大提高了系統的整體可靠性，當網絡或通訊出現故障時，系統具有自動恢復歷史數據的能力，并且能夠保證不丟失數據。支持數據緩存功能，能夠在網絡中斷或者其它無法進行正常數據發送的情況下，可以將過程數據暫存于本地并且在恢復正常后將數據送入數據庫，數據緩存區的大小可按需配置。由于目前海上油氣設施主要通訊鏈路使用微波和衛星，多種應用共享網絡帶寬，網絡帶寬一般小于2M,受自然條件影響，具有低質低速特性，因此數據采集和匯聚傳輸方案，必須適應這一現狀，有良好的網絡適應性和可靠性。

3 大數據與智能監控技術相結合的優勢

3.1 有利于系統的擴展

基于大數據平臺的海上油氣田動設備智能監控技術具有分布式存儲結構的特征，這一特征可以在后臺對節點進行靈活的刪除和添加。該技術可與各組態系統無縫集成，可以將歷史數據、報警、事件等存儲在歷史庫當中，也可以從歷史庫 中檢索這些數據。此外，該技術可以通過標準的數據訪問接口可與MES、ERP、Office 和其他關系型數據庫系統集成，實現數據的雙向交換和共享；通過標準的數據存儲接口可以將這些系統中的數據保存（導入）到歷史庫中，也可以在這些系統中訪問到歷史庫中的歷史數據和系統配置數據。同時該平臺具有良好的伸縮性，既可以滿足只有幾百個點的小型應用，也可以滿足使用幾萬個點的中大型 系統用戶的應用需求。在此基礎上，該大數據平臺工具組件能逐步升級或替換，易于擴充功能并且還支持多種不同的通訊協議，如TCP/IP、共享內存等，大大提供了系統的靈活性、支持對稱多處理器系統。

3.2 實時數據庫與關系數據庫的數據交換

大數據平臺可以提供一組工具或組件，用戶通過靈活的定義組態，實現實時數據庫與關系數據庫的數據數據同步交換。比如大數據平臺-可以提供實時數據庫與關系數據庫（SQL Server/ORALCE/MY SQL 等）的數據交換接口技術，可在此基礎上實現大數據平臺實時數據庫與在線（振動）監測系統SQL SERVER 關系數據庫的集成。

3.3 運行監控

該大數據平臺實現了不僅實現對實時數據的存儲、監視，而且實現了對數據進行歷史和現狀的對比分析功能，從而實現對設備運行狀態的實時監測與管理。此外，大數據平臺支持WEB 發布方式，提供生產運行監控，做到中文界面、用戶友好。，滿足調度等特殊需要。在此基礎上，監控系統實現對數據的權限控制、分類顯示，比如同一個監測功能對于不同的使用人員，根據權限呈現不同的數據界面。如分析人員需要查看數據歷史曲線，工藝管理員需要的是工藝指標值，設備管理人員關心的是設備狀態。同時數據平臺支持如EXCEL，格式文件等數據導出，。通過選擇有關聯的數據存儲，快速、動態的生成任意時間間隔的曲線，方便用戶查看、保存。比如提供工藝參數的歷史與當前工況的對比。

4 結束語

隨著時代的發展和大數據時代的到來，基于大數據平臺的海上油氣田動設備智能監控技術通過對實時數據的采集、存儲及數據分析等功能實現，已逐漸成為海上油氣設施運營方實現對動設備進行有效監的可信賴的可靠技術，節約成本的同時有效提高了管理水平。利用大數據技術實現動設備智能監測分析是必然趨勢。