基于物联网技术的海上生产设施人员信息和应急管理系统的开发和应用

刘颖 姜瑞苓 张志华

渤海油田作为国内海上第一大原油生产基地，一直十分重视信息化建设，由于现有系统无法实时掌握人员状态信息，对海上人员特别是运维过程中如登船、人员统计、管理和突发情况下人员的集合等管理存在缺口，难以满足上述情况人员管理的需要，所以，基于物联网信息技术和电子识别技术，开发了海上生产设施人员管理终端、密闭舱室管理终端和系统平台，并在渤中25-1油田海洋石油113进行了应用，实现了人员POB信息电子化和动态管理，同时为加快海上油田应急响应速度，提升海上油田应成果过科技创新提高了工作效率。

一、背景

随着海上采油事业的不断发展，对海上平台的安全管理也越來越关注。但是当前使用的人员日常和应急管理还存在以下问题：

目前，现有系统无法实时掌握人员状态信息，对海上人员特别是运维过程中如登船、人员统计、管理和突发情况下人员的集合等管理存在缺口，难以满足上述情况人员管理的需要。

海上设施依靠T卡对应急情况下的救生艇人员集合、点名和统计工作进行管理，目前T卡管理是一种机械式的管理手段，在发卡、插卡、翻卡过程中没有任何的信息反馈，导致无法实时掌握真实的人员状态。例如人员登离平台前后，有人提前取走T卡或没有将T卡及时插入T卡箱，应急集合时会出现T卡人数与实际POB不匹配情况。

在应急情况下，点名通过统计翻卡和数人头的方法确认集合人数，完全依靠人工统计、管理，费时费力且出错率高。同时，中控指挥也无法及时了解各个应急队伍和集合地点的人员集合情况，不便于及时发出合理的应急指令，给海上人员应急管理带来许多问题。

目前海上油田人员的人工统计、管理方式，未实现基于现代信息技术的自动化，需要花费许多人力进行统计管理，在统计过程中难免发生认为错误，出错率较高，无法实现人员POB信息电子化。

数据信息没有电子化，扩展和可移植性差，目前没有专门的系统进行海上平台信息电子化管理，人员管理和数据的可扩展行和可移植性差，难以实现对人员信息、统计等一体化、全面的有效管理。

基于以上问题开展海上油田应急管理系统中的开发和应用研究是必要和迫切的。

二、设计和开发

（一）技术方案

针对海上人员和应急情况下人员管理需要，基于物联网、RFID、信息和数据库技术，开发一套人员管理系统。

在正常情况下：实现人员登船时，进行人员信息录入、RFID/二维码生成、T卡绑定、T卡扫码插箱等操作；实现人员离船时，扫码解除人员信息绑定，完成人员下船、T卡回收等工作；实现基于人员姓名、房间、登船等查询，以及人员统计、登船统计、离船统计和其他信息统计等。

在应急情况下：实现发生紧急事故时，进行预警、人员集合、统计清点、安排撤离搜救等工作。手持智能终端设备，实时清点“遗漏”人员，查看当前人员集结情况，中控多媒体终端显示模块接入中控信息显示屏，便于显示整个人员应急管理系统的监控平台软件界面，提高海上设施应急情况下的人员管理水平和应急反应能力。

实现单点、泵仓等关键区域的人员纳入电子统计，实时了解人员动态。

主要应用场景如图1、图2：

（二）系统设计

服务器方面，系统支撑平台采用机架式服务器，服务器上安装了SQL Server数据库服务器、Web服务器以及海上人员应急管理系统业务软件，可为整个系统提供数据库服务、Web服务和业务应用服务。

管理终端方面，有21寸和10寸两种显示规格，21寸显示屏的多媒体刷卡机安装在紧急集合点处，实现人员紧急集合、人员登船等的刷卡功能，10寸显示屏的多媒体刷卡机安装在其它集合地点、危险舱室等处，用于刷卡记录人员进出的身份信息。

数据集成方面，集成接口包括以下三种方式：

1.通过标准化接口实现和其它系统集成，交换相关数据；

2.系统数据集成接口，对自身功能完备且相对独立的业务系统，采取通过统一身份认证等方式进行集成。数据集成接口主要为与数据库进行交互数据，采用数据库标准接口ODBC实现；报表数据接口，主要为方便数据导出需要和办公需要，方便用户编辑处理。

3.终端硬件接口，进行刷卡数据读取和打印数据，采用硬件厂家提供的协议进行接口设计。

（三）信息安全防护

系统的安全风险、网络系统结构和应用等因素密切相关。包括物理安全、链路安全、网络安全、系统安全、应用安全及管理安全等风险，涉及到机房、网络、计算机系统、管理系统、数据的安全存储与传输、用户的安全认证和管理规章等各方面。主要针对5个方面的安全策略，即物理安全、网络安全、数据安全、软件安全、系统管理和灾难恢复，且还应考虑以下几方面：

1. 加强对系统用户的管理和授权控制。

2. 对于数据统计、汇总、分析管理权限做到分用户、分数据源、分区域范围和分行政管理职权。

3. 对属性数据的控制做到按属性表、按字段、按专业、按用户组进行权限定制。

4. 对使用功能的控制，要细化到查询、读取、上传、加载、下载、修改编辑权限的设定。

增强系统日志管理功能，提供必要的日志分析手段。

三、实施和应用

系统在渤中25-1油田海洋石油113进行了实施，并在应用中对系统部分功能进行了优化，增加了预登离船、自动启动紧急集合等功能。通过项目应用检验，项目实现了预期目标，达到了项目规划功能要求，满足了现有业务管理的需求，系统使用效果及实施效果良好，用户满意度较高。系统通过简单易用的操作界面、灵活便捷的操作方式，为用户提供了高效的管理平台，提升了用户平台操作体验，提高了管理效率。

综上所述，基于物联网RFID技术的人员和应急管理系统的开发和应用，是RFID和物联网技术首次应用于海上平台人员和应急管理。相对与其他应用，如RFID门禁、考勤、物流跟踪等，虽然在总体技术水平和主要技术指标方面没有重大突破，但进一步扩展了物联网和RFID应用方向，提高了海上人员和应急管理的自动化、信息化水平和管理效率、应急水平。

在应用中也显示出系统存在的问题，如与出海人员动态管理系统没有对接，使系统不能与出海人员动态管理系统共享人员数据等问题，但系统在开发过程中提前考虑了该问题，提前预留了技术接口，后续提供了出海人员动态管理系统接口后，可进一步完善开发。

随着系统应用和对功能的优化，系统将不断的扩大应用范围，从渤中25-1油田向其他油田进行推广应用，同时项目成果不仅可应用于海上石油平台的人员、应急管理，而且可以进一步推广应用到海上风电平台和其他海上设施，市场前景广阔。

系统具体投用效果如下：

应急集合效率大大提高。消防演习过程中，救生艇人员集合和应急队员集合点名时间（由原来13分钟左右缩短至7到8分钟左右）缩短5分钟左右，大大提高了应急响应和集合效率。

智能记录人员进出单点和泵舱。不需要中控人员手动记录，通过中控大屏幕可以直接显示实时的人员进出数量，并能查询历史记录。

T卡制作和POB管理更加智能化。通過新的系统，可以更加智能地管理POB和制作T卡。

四、结论

基于物联网技术的海上生产设施人员信息和应急管理系统，实现了人员信息管理的业务功能，为人员信息管理系统在作业公司乃至渤海油田的全面推广打下坚实的基础。具体影响包括以下几个方面：

（一）管理制度方面

降本增效：利用人员信息管理平台，可进一步优化了人员信息管理、登离船、紧急集合等操作，平台无需安装客户端，使用浏览器访问即可，易操作、易使用、易维护，提高系统使用效率，同时也能有效降低系统运维、管理和培训成本。

（二）人员管理方面

在实施本项目之前，人员信息、登船管理和紧急集合需要通过人工进行管理，通过本项目的实施，对人员信息、登船管理和紧急集合等进行规范化，实现了人员管理的信息化，提高了人员信息和应急管理的效率。

（三）业务流程方面

主要的影响是流程对业务的支撑上。一是更及时了，业务处理完毕即可立刻看到相关的业务信息。二是支持的信息更丰富了，不仅仅是业务数据信息，还可以提供历史的数据业务条件的查询等更加丰富的信息，其信息分析和追溯的能力也比之前处理更加方便和快捷。

（四）用户操作方面

主要的影响在于信息录入和展示的载体发生了变化。以前更多的是通过手工操作的方式，利用人员信息管理平台之后，所有人员信息和紧急集合操作通过系统方式实现自动管理和统计，提高了操作效率，简化了操作步骤，提高了自动操作水平。