打开文本图片集

摘要：随着油气田巡检作业朝着科学化、信息化、智能化的方向发展，传统的人工巡检方式已经无法满足现代油气生产的需求。本文提出了一种基于公网集群通信的智能化油气巡检管理系统，以期提高巡检效率和安全性。该系统综合运用了防爆集群通信、微服务、容器平台等先进技术，实现了对油气生产设备巡检工作的全面管理。

关键字：公网集群通信；油气生产；巡检作业；隐患上报；NFC技术

1引言

油气田巡检作业是确保油气生产安全、稳定的重要环节。然而，传统的人工巡检方式存在数据填报效率低下、易发生漏检误检、隐患无法及时上报等问题。此外，井场通信条件较差也导致前后方协作巡检效率低。为了解决这些问题，本文设计了一种基于公网集群通信的智能化油气巡检管理系统，旨在通过科学化、信息化、智能化的管理措施，提升油气生产设备巡检工作的管理效率。

2系统组成与设计

2.1系统组成

油气生产巡检作业管理平台是综合运用防爆集群通信、微服务、容器云平台等技术构建的科学化、信息化、智能化的人工巡检管理系统。系统由移动巡检作业管理平台电脑客户端、4G/5G公专网、移动巡检作业终端三部分组成，通过“NFC标签+公网防爆集群终端+智能移动作业管理APP”实现后方场站与前端井场的一键快速通信、高效人工巡检、隐患协同处理

系统由移动巡检作业管理平台电脑客户端、4G/5G公专网、移动巡检作业终端三部分组成。在油气场场站或中心站主控室部署油气生产巡检作业管理平台电脑客户端，通过4G/5G公专网与油气田作业现场移动终端连接。

移动巡检作业管理平台电脑客户端，通过数据看板界面获悉油井的开关井数量、场站数量、未处理告警、未处理隐患、终端在线状态等巡检数据；通过操作管理界面实现通知公告、工作任务、告警处理等信息的下发及相关巡检数据的接收、整理、分析和呈现；集群通信调度功能，统一调度管理所有巡检终端。

油气生产巡检作业管理平台移动端面向一线巡检人员提供通知公告、工作任务、告警处置、巡检打卡作业、隐患排查上报等功能。

2.2系统设计

从系统的定位、功能、技术边界和实际需求出发，结合相关技术和业务的关键点和难点，将系统分为分为应用层、服务层。

业务应用层主要包括集群通信、工作任务、告警处理、现场巡检、配置管理、统计分析等功能模块，由于业务服务层提供支撑，提供WEB应用端。

服务层由业务服务、支撑服务组成。业务服务包含通信、业务、管理三部分。通信模块主要功能为集群通信，实现端到端的音视频通话功能。业务模块主要功能为工作任务、现场巡检以及告警管理。管理模块主要功能为通知公告、管理配置以及统计分析。通知公告用于发布全平台公告消息。管理配置包含，井管理、井场管理、NFC管理、账号管理，实现对井、井场、NFC的增删改查功能，也可以配置用户的负责的井场、任务以及集群账号。该模块配置数据为平台基础数据来源。支撑服务包含集群通信核心网、GIS地图、推送服务、文件服务、位置服务等。为平台提供集群通信、集群地图、账号管理、平台消息推送、文件上传与下载、实时位置基础数据与功能支撑。

2.3系统关键技术

2.3.1公网集群通信技术

该技术具有覆盖范围广、通信质量高、组网灵活等优点，适用于油气田巡检作业的通信需求。本平台采用公网集群通信技术实现场站/中心站主控室与作业现场的一键通信功能，支持多路并发的音视频单呼和组呼，确保数据的实时性和可靠性。

2.3.2NFC标签技术

NFC标签技术是一种近距离无线通信技术，具有识别速度快、安全性高等优点。本平台在巡检设备上安装NFC标签，巡检人员通过公网防爆集群终端扫描标签，快速获取设备信息，提高巡检效率。

2.3.3微服务与容器平台技术

平台后端采用微服务架构，将功能模块拆分成独立的微服务，降低系统耦合度，提高系统可维护性和可扩展性。同时，采用容器平台技术实现微服务的快速部署和管理，提高系统的灵活性和可靠性。

3系统主要功能

系统由电脑客户端及移动终端共同组成，集集群通信、通知公告、工作任务、现场巡检、告警管理、统计分析等功能为一体，不仅保障人员安全巡检到位及通信畅通，也能够实时掌控设备运行情况，进一步提高了油气生产设备巡检工作的管理效率。

集群通信，支持音视频单呼组呼（可多路并发）、巡检人员位置实时定位、地图圈选呼叫；通知公告，支持安全培训、功能升级、故障告知和一些重大生产运行管理要求全用户通知公告下发；工作任务，支持井场、管道、场站日常工作任务快速精准下发及接收处理；告警处理，支持井场、管道、场站运行告警信息如漏油漏气、设备损坏、人员入侵等快速精准下发及接收处理；现场巡检，支持井场、管道、场站巡检区域NFC打卡，巡检数据规范化、电子化管理及上报，实现移动巡检业务智能化；隐患管理，支持井场、管道、场站隐患信息上报，确保隐患及时处理保证安全生产；统计分析，支持巡检数据、隐患信息、告警信息及工作量数据自动统计分析，实现关键数据指标量化考核。

4系统应用

以山西某煤层气处理厂为例，该厂生产运行过程中一直存在开关气井数量统计有误差的现象，主要原因为自控系统信息传输不准确或不及时，从而引起主控室平台数据统计出现偏差。基于公网集群通信的油气生产巡检作业管理平台通过电子化采集数据代替纸质化巡检，通过信息化、智能化的巡检管理措施有效解决了气井开关统计不准确的问题，同时确保了人员巡检安全到位及通信畅通。

参考文献：

[1]蒲鑫宇，吴江，韩胜男，等.某油气企业办公楼智能楼宇管理系统的设计与实施[J].智能建筑与智慧城市，2022，（04）：145-147.DOI：10.13655/j.cnki.ibci.2022.04.043.

[2]郝立光，刘召勇.综采工作面智能化管理系统的设计与应用研究[J].煤炭与化工，2021，44（08）：80-82.

[3]金计伟，温晓勇，李锋，等.油气田站场智能管理系统架构设计与功能简析[C].石油天然气勘察技术中心站第二十八次技术交流研讨会论文集.中国海南省海口市，2020：174-177.DOI：10.26914/c.cnkihy.2020.050149.