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油气生产物联网助力企业发展方式转变
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中国石油作为国有特大型石油石化企业，主要在国内外从事石油天然气勘探开发、炼油化工、管道储运、销售贸易及新能源开发等业务，是实行上下游、内外贸、产供销一体化的综合性石油公司。多年来，中国石油认真贯彻国家两化融合的战略部署，把信息化作为企业转变发展方式的最主要驱动力，列为实施“资源、市场和国际化”战略的重要保证措施之一，持续加强集中统一信息化建设，累计建成应用了63个集团公司级信息系统平台，实现了信息化建设从分散建设向集中建设的阶段性跨越，在利用信息技术提升传统产业、走新型工业化道路上取得了长足发展，有力推动了传统管理向现代网络化管理的转变，传统石油企业向数字化企业的转变。
随着信息系统的陆续建成应用，企业对信息化与自动化集成的需求进一步凸显。物联网是智能感知技术、通信网络和信息处理技术的融合应用，是实现信息化与自动化集成的有效途径。20世纪90年代初，油气生产物联网的雏形——油气生产的自动化、数字化，在国内部分油田开始进行应用。在过去的十多年间，中国石油各油气田均不同程度地实施了油气生产自动化、数字化建设。近年来，中国石油大力应用物联网技术改造传统产业，创新劳动组织架构和生产组织方式，以提高劳动生产率、保障安全生产、实现以人为本为目标，促进企业发展方式转变。其中，长庆、新疆、大港、塔里木等油田通过信息化与自动化集成，实现生产现场数据自动采集、远程传输、实时监控，生产预警和智能管理，数字化管理水平大幅提升。
一油气生产物联网建设方案
（一）建设目标
利用物联网技术，建立覆盖中国石油油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂等规范、统一、可扩展的数据管理平台，实现作业现场数据自动采集、远程传输和生产运行实时监控，有效支持油气田生产科学决策，大幅提高生产管理水平，降低运行成本和安全风险。
图1油气生产物联网建设示意图
（二）建设内容
油气生产物联网按照感知、传输和应用三层建设，包括采集与控制、数据传输和生产现场监控与管理3个子系统共13个功能模块，制定统一的标准规范和安全架构，为其他信息系统提供数据服务。
1.采集与控制系统
主要实现油气生产现场的生产数据自动采集、生产环境自动监测、生产过程自动控制及物联设备信息监控等功能。
（1）生产数据自动采集。通过温度、压力、流量等传感器，对油气水井、计量间、油气处理站（厂）及相关集输管网的生产数据进行自动采集、监测和分析预警，为生产运行管理系统、生产指挥系统、管理决策系统等提供及时、准确的数据支撑。
（2）生产环境自动监测。通过摄像头、气体检测装置、自动报警装置等，对重点油气井、高危险井、重点站库、关键路口等生产环境进行及时、直接的观测了解，主动发现生产现场出现人为破坏、可燃有毒气体浓度超标等情况，提高生产安全性。
（3）生产过程自动控制。通过远程控制设备、联锁自动控制设备等，实现对生产过程的自动控制和无人值守，极大地减低了用工需求和劳动强度，提高了劳动效率。当有危险事件突发时，能够快速反应，避免事态进一步恶化，减少损失。
（4）物联设备信息监控。通过监控网络中所有物联设备的工作状态、入网标识、空间位置等信息，实现对这些物联设备的远程集中管理，保证物联网系统安全、可靠、高效运行。
2.数据传输系统
采用无线短距离、无线宽带专网结合有线的组网技术，建设覆盖整个油田生产区域的传输网络，实现油、气、水单井和站库等生产场所的网络互联互通，确保油田现场生产数据、视频图像、控制指令等信息稳定、可靠、安全、高效的传输。
图2油气生产物联网总体架构
3.生产现场监控与管理系统
向上为油气生产管理系统提供所需的生产数据，向下实现油气生产现场实时监测、工况分析、设备管理、生产动态分析等功能。主要面向油气生产前端，对实时性要求高，建设重点在采油厂/作业区一级。
（三）信息安全
采用单向隔离网闸、信道加密、防火墙和数据库防护网关等技术从边界安全、无线传输安全、数据库安全等方面，保障系统的整体安全。
1.单向隔离网闸
通过在生产网和办公网之间部署单向隔离网闸，保障生产网边界安全，防止来自办公网的病毒入侵和网络攻击。
2.无线通信协议信道加密
通过无线专网自带的加密算法在数据传输过程中进行加密，同时无线专网采用专用无线电频段，在一定程度上保证了信道安全，屏蔽信号干扰，抵御外网用户通过无线链路对生产网的恶意入侵和数据窃取。
3.防火墙
部署在生产网交换机和无线传输链路之间，对数据进行过滤，防止入侵者利用无线通道入侵生产网。
4.数据库安全防护网关
部署在油气田公司的关系数据库，抵御入侵者对关系数据库的攻击和非法使用，保障关系数据库的安全。
（四）标准规范
通过油气生产物联网系统建设形成项目实施
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