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解决方案

华为油气数字生产解决方案

时间:2013-01-18

华为油气数字生产解决方案针对油气田复杂的生产场景,提供多样化的可靠网络、多媒体数字集群和智能的视频监控系统,有效地支撑生产过程数据和信息的实时、高速、可靠的传递,保障安全生产,提高企业运营效率。

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需求与挑战

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能源行业油气田作业区广,而且油气井多分布于环境恶劣的高山、沙漠、海上等区域,传统的人工抄表方式无法实现生产数据的实时回传,导致管理人员不能及时了解生产状况,油气田极大的影响生产和管理效率。

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此外,油气田安全隐患也较多,除了油气本身的易燃易爆、有毒等特点外,还需防范偷盗等人为破坏造成的经济财产损失,传统的人工巡检劳动强度大且效率低,也无法实现紧急状况的应急响应。因此,如何在保障生产安全的前提下,提高生产效率,降低成本,提高油气的采收率,对油气公司来说变得越来越紧迫。

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实践证明,信息化技术能够帮助我们有效解决上述问题。例如,通过生产自动化、统一调度指挥和安全监控可以实现安全、低成本和高效的生产,而这些关键业务对信息和通信系统也提出了更高的要求:

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(1)生产自动化业务要求生产数据的实时回传和远程控制,这就要求承载的网络能够适应各种复杂的生产环境,有着丰富的接入手段,有足够的带宽,较低的传输延迟和可靠的链路保障; xetimes.com

(2)油气田日常作业通过移动终端实现协同工作和应急处理,除了传统的语音集群通讯,在故障排除等特殊场景下还需要视频、数据业务,更需要能够适应各种恶劣环境的专业的通信终端,能够防水、防尘、防震,恶劣环境下还能防腐、防爆等,来保障生产安全;

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(3)油气田生产现场为了防范非法入侵,需要智能的安全监控系统,提高快速响应能力,减少人力的投入。 炫亿时代

解决方案

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基于长期对油气开发过程中信息化需求的分析,我们推出了油气数字生产解决方案,从网络、通信和安全三方面全方位的支撑业务的顺利开展。针对油气田生产环境比较复杂的特点,我们提供多种基础网络解决方案,同时提供了集群通讯系统和视频监控系统,满足业务的多方面需求。如下图所示:

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 在基础网络上,为满足业务交互和通信的需求,我们可以提供光纤、海缆、LTE、微波、无线网桥、WLAN等多种技术和产品,通过灵活的组合可以适应海上油气田、陆上油气田等场景需求,提供多种通信网络解决方案。 炫亿时代

在业务通信上,为满足在油气田维修、巡检、紧急营救场景下的统一指挥调度的需求,我们可以提供集群系统,实现群组呼叫、广播呼叫、调度台、呼叫控制、话权控制等功能,同时支持双工通话和高速数据业务。

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在安全方面,为辅助安全生产,防止非法人员入侵,在油气田的一些关键生产区域,我们可以提供智能视频监控系统,对生产区域和重要场所进行实时监视,保障安全生产。

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场景应用 xetimes.com

(一)多样化通信网络解决方案 炫亿时代

随着油气开发生产自动化与信息化的迅猛发展,基础网络需要承载的通信业务也越来越多。生产业务一般具有实时性强、可靠性高等特点,如SCADA、调度等业务;而管理业务一般具有突发性强、流量大等特性,如生产管理系统、视频监控、上网等业务。这些都需要一个高可靠、带宽保证的基础网络承载平台。

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场景一:LTE+WLAN网络解决方案应用场景:

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在油气井数量比较大、分布相对集中的油气田区域,可以使用无线网络覆盖,部署方便,建设成本低。 xetimes.com

方案概述: 炫亿时代

华为提供了具有广覆盖能力的LTE网络,进行区域的整体无线覆盖和业务接入,如下图所示:

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◆LTE基站通过微波或者光纤作为数据回传;

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◆在LTE网络信号覆盖区域内的任何固定和移动用户,可以通过轻便的无线通信终端CPE(Customer Premise Equipment)接入到油气田企业专网中,生产数据和视频监控数据可以使用这种方式上传;

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◆对于LTE网络覆盖不到的区域或者生产办公站点,可以采用WLAN网络作为有效补充,形成LTE+WLAN无线异构网建设模式,例如油气田区的控制中心可以使用WLAN设备连接无线通信终端CPE,实现办公区域内的多用户的网络接入; 炫亿时代

◆对于超出LTE覆盖区域的油气井,可以使用AP(Access Point)设备桥接扩展无线覆盖范围。

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解决方案亮点: 炫亿,炫亿时代

◆能够设置上下行带宽比例,灵活适应视频监控业务或宽带上网业务; 炫亿时代

◆CPE设备适应恶劣气候,满足IP66标准; 炫亿时代

◆单张网络可以同时承载语音、数据、视频等多种业务;

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◆WLAN部署灵活,可方便实现现场网络覆盖,补充LTE覆盖范围。 炫亿时代

场景二:P2P/PMP网络解决方案场景分析:

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对于偏远且油气井数量不多的井区,可以采用点到点、点到多点的无线传输方式,现场场区配备WLAN无线覆盖,节省投资成本。 炫亿时代

方案概述:

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对于偏远的少数油气井,如果采用光缆或者无线基站的网络覆盖方案,成本势必很高。针对这种场景,华为提出了微波或无线网桥+WLAN的无线传输和覆盖的方案。如下图所示: 炫亿时代

 

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在基地和油气井之间、或者油气井与油气井之间,如果距离较远采用微波或无线网桥的通信手段实现P2P/PMP的可靠传输;对于小范围的作业区现场可以通过WLAN实现现场网络覆盖,微波/无线网桥和WLAN互补达到最佳配合和投资效果。

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方案亮点: 炫亿时代

◆超大带宽室外型微波,灵活部署;

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◆微波采用空口自适应调制技术,不同天气状况都能保证数据的可靠传输;

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◆设备级、网络级等多种完善的保护方式,保证电信级的可靠性; xetimes.com

◆WLAN部署灵活,可实现现场网络覆盖。 xetimes.com

场景三:xPON网络解决方案场景分析: xetimes.com

对于有一定规模的新建油气田,可以考虑跟随电缆铺设光纤到油气井附近,实现通信业务的有线传输和接入。 炫亿,炫亿时代

方案简介: xetimes.com

现在新建的油田,考虑到后续的业务扩展,一般都会随同电力线缆铺设光纤到油井附近,覆盖整个油田的通讯网络,如下图所示: 炫亿时代

 

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在油田计量站、处理站等站场铺设光纤形成MSTP/SDH的环网,在站场等区域配备一台光线路终端OLT(optical line terminal)设备,负责管理区域的光纤接入;OLT设备通过PON口连接光分配节点ODN(optical distribution node)设备,ODN实现1:n(n=2,4,8,16...)的光纤分光,分光后可以连接到每个油井,每个或多个油井配备一台广网络单元ONU(optical network unit)设备,ONU设备下行可以通过光纤或者网线连接到现场RTU设备和视频监控系统,实现现场生产数据和视频的回传。 炫亿时代

方案亮点:

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◆ONU设备即插即用,实现zero-touch自动配置; xetimes.com

◆支持IP语音、视频监控、高速上网等多业务接入;

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◆无源分光,绿色节能; 炫亿时代

◆业务快速部署,维护简单方便;

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◆全天候适应性,满足IP66标准。

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(二)多媒体数字集群通讯解决方案

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传统的集群通讯系统通过语音对讲、多方通话等业务,实现生产的统一调度和指挥;华为集群通讯系统不但支持语音通信,还支持数据和视频业务,不但能够满足生产调度指挥,还能在油气田设备巡检或维修过程中提供远程共享现场图像信息和技术文档,使得专家能获取更详细的现场信息,提高解决问题的效率。

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场景分析: xetimes.com

方案主要应用在油气田作业区的站库巡检、维修和紧急营救等需要进行统一指挥调度的场景。 炫亿时代

方案简介: 炫亿时代

华为提供了基于无线网络的数字集群通讯系统,在油气田紧急营救、管道巡检、油气井和站库现场作业,以及生活园区的保安巡逻等场景下,为用户提供了群组呼叫、广播呼叫、调度台、呼叫控制、话权控制等集群通讯功能,同时具有双工通话、高速数据等业务通信功能;用户终端还使用了三防、防爆技术,有效保障生产的安全。数字集群的方案组网图如下所示:

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方案亮点: xetimes.com

◆专业集群,多方对讲,紧急事件调度指挥; 炫亿时代

◆数据、照片、视频流传送共享,现场情况一目了然;

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◆车载应急指挥中心,现场工作人员与总部多媒体信息通畅交互,高效决策;

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◆支持E2E的加密,符合油田信息安全要求。 炫亿时代

(三)智能视频监控解决方案 xetimes.com

油气生产作业现场分布广、所处环境偏远、地形复杂,仅仅依靠安全管理人员的人工巡查无法有效保障生产的安全性和稳定性,更不能对很多人为破坏的风险进行预防。因此,建立安全可靠的安全监控系统是实现安全运营的必要前提。 炫亿,炫亿时代

场景分析:

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油气井、管道、厂房等区域需要监视周边环境,以防非法人员入侵和破坏生产设备,造成财产损失。

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解决方案:

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华为智能视频监控解决方案,在油气井生产现场、管道沿线、路口以及厂房等关键区域,安装摄像头对现场进行视频监控,实现对生产现场关键场景的实时监控、智能分析和联动报警,有效的保障生产的安全。方案如下图所示: 炫亿时代

 

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监控系统通过有线或者无线的方式接入到网络,将采集到的视频数据传送到中控室,同时视频智能分析服务器对信息进行实时的分析和处理,一旦发现非法入侵,系统会自动报警,并将现场信息通过无线网络通知到现场作业人员,同时监控中心的人员也可以通过工业广播系统对现场入侵人员进行警告和驱散,多方位的保证事件的快速处理和生产安全。 炫亿时代

方案亮点:

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◆远程监控生产现场,通过图像智能识别,对于非法入侵,偷盗等异常情况进行告警和联动; 炫亿,炫亿时代

◆控制中心与生产现场通信,可以远程处理告警和指挥生产; 炫亿,炫亿时代

◆总部用户通过监控系统,实时了解重点油区的生产情况,进行数据分析和相关决策;

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◆全面兼容现有系统,保护客户原有投资; 炫亿时代

◆先进的图像压缩算法,占用网络带宽低。 炫亿,炫亿时代

华为油气数字生产解决方案特点

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(1)多样化的网络方案,适应各种场景的业务需求

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提供光纤进行骨干网络和新建网络的覆盖,提供LTE专网覆盖油井分布密集的生产区域,提供无线网桥覆盖油井分布稀疏的生产区域,WLAN覆盖小范围的终端接入,多种网络灵活组合可以满足能源客户不同的场景和业务需求,降低了客户投资。 炫亿,炫亿时代

(2)多媒体的数字集群 炫亿时代

我们提供的集群通讯系统不但支持语音通信,还支持数据和视频业务,在油田设备巡检或维修过程中可以远程共享现场图像信息和技术文档,使得专家能获取更详细的现场信息,提高解决生产现场问题的效率。 炫亿时代

(3)智能视频监控系统 xetimes.com

我们提供的视频监控系统,能够智能分析油气生产场景的图像信息,实现对入侵检测、偷盗物体等异常情况进行快速识别和告警,实现主动式监控,尽可能在事故之前进行制止,减少客户损失,提高检测的效率。

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华为油气数字生产解决方案从油田生产环境复杂、高危、过程协作多等特点出发,利用多种先进通信和信息技术,帮助油气企业实现生产信息实时、高速、可靠的传递,提升协作效率和决策效率,大大降低了系统维护的人力和资金成本,有效保障了油气生产的安全。 炫亿时代


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