基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海上生產(chǎn)設(shè)施人員信息和應(yīng)急管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

劉穎 姜瑞苓 張志華

渤海油田作為國(guó)內(nèi)海上第一大原油生產(chǎn)基地，一直十分重視信息化建設(shè)，由于現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)掌握人員狀態(tài)信息，對(duì)海上人員特別是運(yùn)維過(guò)程中如登船、人員統(tǒng)計(jì)、管理和突發(fā)情況下人員的集合等管理存在缺口，難以滿(mǎn)足上述情況人員管理的需要，所以，基于物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)和電子識(shí)別技術(shù)，開(kāi)發(fā)了海上生產(chǎn)設(shè)施人員管理終端、密閉艙室管理終端和系統(tǒng)平臺(tái)，并在渤中25-1油田海洋石油113進(jìn)行了應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了人員POB信息電子化和動(dòng)態(tài)管理，同時(shí)為加快海上油田應(yīng)急響應(yīng)速度，提升海上油田應(yīng)成果過(guò)科技創(chuàng)新提高了工作效率。

一、背景

隨著海上采油事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)海上平臺(tái)的安全管理也越來(lái)越關(guān)注。但是當(dāng)前使用的人員日常和應(yīng)急管理還存在以下問(wèn)題：

目前，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)掌握人員狀態(tài)信息，對(duì)海上人員特別是運(yùn)維過(guò)程中如登船、人員統(tǒng)計(jì)、管理和突發(fā)情況下人員的集合等管理存在缺口，難以滿(mǎn)足上述情況人員管理的需要。

海上設(shè)施依靠T卡對(duì)應(yīng)急情況下的救生艇人員集合、點(diǎn)名和統(tǒng)計(jì)工作進(jìn)行管理，目前T卡管理是一種機(jī)械式的管理手段，在發(fā)卡、插卡、翻卡過(guò)程中沒(méi)有任何的信息反饋，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)時(shí)掌握真實(shí)的人員狀態(tài)。例如人員登離平臺(tái)前后，有人提前取走T卡或沒(méi)有將T卡及時(shí)插入T卡箱，應(yīng)急集合時(shí)會(huì)出現(xiàn)T卡人數(shù)與實(shí)際POB不匹配情況。

在應(yīng)急情況下，點(diǎn)名通過(guò)統(tǒng)計(jì)翻卡和數(shù)人頭的方法確認(rèn)集合人數(shù)，完全依靠人工統(tǒng)計(jì)、管理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且出錯(cuò)率高。同時(shí)，中控指揮也無(wú)法及時(shí)了解各個(gè)應(yīng)急隊(duì)伍和集合地點(diǎn)的人員集合情況，不便于及時(shí)發(fā)出合理的應(yīng)急指令，給海上人員應(yīng)急管理帶來(lái)許多問(wèn)題。

目前海上油田人員的人工統(tǒng)計(jì)、管理方式，未實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)代信息技術(shù)的自動(dòng)化，需要花費(fèi)許多人力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中難免發(fā)生認(rèn)為錯(cuò)誤，出錯(cuò)率較高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)人員POB信息電子化。

數(shù)據(jù)信息沒(méi)有電子化，擴(kuò)展和可移植性差，目前沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)進(jìn)行海上平臺(tái)信息電子化管理，人員管理和數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展行和可移植性差，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)人員信息、統(tǒng)計(jì)等一體化、全面的有效管理。

基于以上問(wèn)題開(kāi)展海上油田應(yīng)急管理系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究是必要和迫切的。

二、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)

（一）技術(shù)方案

針對(duì)海上人員和應(yīng)急情況下人員管理需要，基于物聯(lián)網(wǎng)、RFID、信息和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，開(kāi)發(fā)一套人員管理系統(tǒng)。

在正常情況下：實(shí)現(xiàn)人員登船時(shí)，進(jìn)行人員信息錄入、RFID/二維碼生成、T卡綁定、T卡掃碼插箱等操作；實(shí)現(xiàn)人員離船時(shí)，掃碼解除人員信息綁定，完成人員下船、T卡回收等工作；實(shí)現(xiàn)基于人員姓名、房間、登船等查詢(xún)，以及人員統(tǒng)計(jì)、登船統(tǒng)計(jì)、離船統(tǒng)計(jì)和其他信息統(tǒng)計(jì)等。

在應(yīng)急情況下：實(shí)現(xiàn)發(fā)生緊急事故時(shí)，進(jìn)行預(yù)警、人員集合、統(tǒng)計(jì)清點(diǎn)、安排撤離搜救等工作。手持智能終端設(shè)備，實(shí)時(shí)清點(diǎn)“遺漏”人員，查看當(dāng)前人員集結(jié)情況，中控多媒體終端顯示模塊接入中控信息顯示屏，便于顯示整個(gè)人員應(yīng)急管理系統(tǒng)的監(jiān)控平臺(tái)軟件界面，提高海上設(shè)施應(yīng)急情況下的人員管理水平和應(yīng)急反應(yīng)能力。

實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)、泵倉(cāng)等關(guān)鍵區(qū)域的人員納入電子統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)了解人員動(dòng)態(tài)。

主要應(yīng)用場(chǎng)景如圖1、圖2：

（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

服務(wù)器方面，系統(tǒng)支撐平臺(tái)采用機(jī)架式服務(wù)器，服務(wù)器上安裝了SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器以及海上人員應(yīng)急管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)軟件，可為整個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、Web服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。

管理終端方面，有21寸和10寸兩種顯示規(guī)格，21寸顯示屏的多媒體刷卡機(jī)安裝在緊急集合點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)人員緊急集合、人員登船等的刷卡功能，10寸顯示屏的多媒體刷卡機(jī)安裝在其它集合地點(diǎn)、危險(xiǎn)艙室等處，用于刷卡記錄人員進(jìn)出的身份信息。

數(shù)據(jù)集成方面，集成接口包括以下三種方式：

1.通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口實(shí)現(xiàn)和其它系統(tǒng)集成，交換相關(guān)數(shù)據(jù)；

2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成接口，對(duì)自身功能完備且相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，采取通過(guò)統(tǒng)一身份認(rèn)證等方式進(jìn)行集成。數(shù)據(jù)集成接口主要為與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)接口ODBC實(shí)現(xiàn)；報(bào)表數(shù)據(jù)接口，主要為方便數(shù)據(jù)導(dǎo)出需要和辦公需要，方便用戶(hù)編輯處理。

3.終端硬件接口，進(jìn)行刷卡數(shù)據(jù)讀取和打印數(shù)據(jù)，采用硬件廠(chǎng)家提供的協(xié)議進(jìn)行接口設(shè)計(jì)。

（三）信息安全防護(hù)

系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等因素密切相關(guān)。包括物理安全、鏈路安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全及管理安全等風(fēng)險(xiǎn)，涉及到機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)與傳輸、用戶(hù)的安全認(rèn)證和管理規(guī)章等各方面。主要針對(duì)5個(gè)方面的安全策略，即物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、軟件安全、系統(tǒng)管理和災(zāi)難恢復(fù)，且還應(yīng)考慮以下幾方面：

1. 加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)用戶(hù)的管理和授權(quán)控制。

2. 對(duì)于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、匯總、分析管理權(quán)限做到分用戶(hù)、分?jǐn)?shù)據(jù)源、分區(qū)域范圍和分行政管理職權(quán)。

3. 對(duì)屬性數(shù)據(jù)的控制做到按屬性表、按字段、按專(zhuān)業(yè)、按用戶(hù)組進(jìn)行權(quán)限定制。

4. 對(duì)使用功能的控制，要細(xì)化到查詢(xún)、讀取、上傳、加載、下載、修改編輯權(quán)限的設(shè)定。

增強(qiáng)系統(tǒng)日志管理功能，提供必要的日志分析手段。

三、實(shí)施和應(yīng)用

系統(tǒng)在渤中25-1油田海洋石油113進(jìn)行了實(shí)施，并在應(yīng)用中對(duì)系統(tǒng)部分功能進(jìn)行了優(yōu)化，增加了預(yù)登離船、自動(dòng)啟動(dòng)緊急集合等功能。通過(guò)項(xiàng)目應(yīng)用檢驗(yàn)，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，達(dá)到了項(xiàng)目規(guī)劃功能要求，滿(mǎn)足了現(xiàn)有業(yè)務(wù)管理的需求，系統(tǒng)使用效果及實(shí)施效果良好，用戶(hù)滿(mǎn)意度較高。系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單易用的操作界面、靈活便捷的操作方式，為用戶(hù)提供了高效的管理平臺(tái)，提升了用戶(hù)平臺(tái)操作體驗(yàn)，提高了管理效率。

綜上所述，基于物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的人員和應(yīng)急管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，是RFID和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)首次應(yīng)用于海上平臺(tái)人員和應(yīng)急管理。相對(duì)與其他應(yīng)用，如RFID門(mén)禁、考勤、物流跟蹤等，雖然在總體技術(shù)水平和主要技術(shù)指標(biāo)方面沒(méi)有重大突破，但進(jìn)一步擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)和RFID應(yīng)用方向，提高了海上人員和應(yīng)急管理的自動(dòng)化、信息化水平和管理效率、應(yīng)急水平。

在應(yīng)用中也顯示出系統(tǒng)存在的問(wèn)題，如與出海人員動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)沒(méi)有對(duì)接，使系統(tǒng)不能與出海人員動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)共享人員數(shù)據(jù)等問(wèn)題，但系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中提前考慮了該問(wèn)題，提前預(yù)留了技術(shù)接口，后續(xù)提供了出海人員動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)接口后，可進(jìn)一步完善開(kāi)發(fā)。

隨著系統(tǒng)應(yīng)用和對(duì)功能的優(yōu)化，系統(tǒng)將不斷的擴(kuò)大應(yīng)用范圍，從渤中25-1油田向其他油田進(jìn)行推廣應(yīng)用，同時(shí)項(xiàng)目成果不僅可應(yīng)用于海上石油平臺(tái)的人員、應(yīng)急管理，而且可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用到海上風(fēng)電平臺(tái)和其他海上設(shè)施，市場(chǎng)前景廣闊。

系統(tǒng)具體投用效果如下：

應(yīng)急集合效率大大提高。消防演習(xí)過(guò)程中，救生艇人員集合和應(yīng)急隊(duì)員集合點(diǎn)名時(shí)間（由原來(lái)13分鐘左右縮短至7到8分鐘左右）縮短5分鐘左右，大大提高了應(yīng)急響應(yīng)和集合效率。

智能記錄人員進(jìn)出單點(diǎn)和泵艙。不需要中控人員手動(dòng)記錄，通過(guò)中控大屏幕可以直接顯示實(shí)時(shí)的人員進(jìn)出數(shù)量，并能查詢(xún)歷史記錄。

T卡制作和POB管理更加智能化。通過(guò)新的系統(tǒng)，可以更加智能地管理POB和制作T卡。

四、結(jié)論

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的海上生產(chǎn)設(shè)施人員信息和應(yīng)急管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了人員信息管理的業(yè)務(wù)功能，為人員信息管理系統(tǒng)在作業(yè)公司乃至渤海油田的全面推廣打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體影響包括以下幾個(gè)方面：

（一）管理制度方面

降本增效：利用人員信息管理平臺(tái)，可進(jìn)一步優(yōu)化了人員信息管理、登離船、緊急集合等操作，平臺(tái)無(wú)需安裝客戶(hù)端，使用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)即可，易操作、易使用、易維護(hù)，提高系統(tǒng)使用效率，同時(shí)也能有效降低系統(tǒng)運(yùn)維、管理和培訓(xùn)成本。

（二）人員管理方面

在實(shí)施本項(xiàng)目之前，人員信息、登船管理和緊急集合需要通過(guò)人工進(jìn)行管理，通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)人員信息、登船管理和緊急集合等進(jìn)行規(guī)范化，實(shí)現(xiàn)了人員管理的信息化，提高了人員信息和應(yīng)急管理的效率。

（三）業(yè)務(wù)流程方面

主要的影響是流程對(duì)業(yè)務(wù)的支撐上。一是更及時(shí)了，業(yè)務(wù)處理完畢即可立刻看到相關(guān)的業(yè)務(wù)信息。二是支持的信息更豐富了，不僅僅是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，還可以提供歷史的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)條件的查詢(xún)等更加豐富的信息，其信息分析和追溯的能力也比之前處理更加方便和快捷。

（四）用戶(hù)操作方面

主要的影響在于信息錄入和展示的載體發(fā)生了變化。以前更多的是通過(guò)手工操作的方式，利用人員信息管理平臺(tái)之后，所有人員信息和緊急集合操作通過(guò)系統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理和統(tǒng)計(jì)，提高了操作效率，簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了自動(dòng)操作水平。