馬連波

（中海油信息科技有限公司天津分公司 天津市 300452）

1 引言

近年來隨著新一輪信息技術(shù)的進(jìn)步，中國海油集團(tuán)發(fā)展面臨全新的競爭挑戰(zhàn)，大力推動現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，積極通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高工作效率，實現(xiàn)降本增效，成為公司高質(zhì)量發(fā)展的重要目標(biāo)。在眾多的海上平臺，由于其位置、空間的特殊性，對于信息化、智能化要求更高的集成和融合，為進(jìn)一步減少操作，優(yōu)化流程，減少工作的復(fù)雜程度提供支撐。

2 現(xiàn)狀與需求分析

通訊業(yè)務(wù)使用的系統(tǒng)眾多，各系統(tǒng)間多獨立運行，融合通訊程度低，缺少統(tǒng)一的輸出平臺，缺乏融合互通的能力；同時與信息化系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、周界安全、工業(yè)互聯(lián)等系統(tǒng)沒有關(guān)聯(lián)起來，無法發(fā)揮積極的作用，削弱了統(tǒng)一管理的能力。

對于現(xiàn)場操作人員來說，通訊工具是離散的，融合化、智能化程度低，使用效率較低；各種信息是離散的，非可視化的；業(yè)務(wù)自動化關(guān)聯(lián)程度低，在搜集信息、傳遞信息、展示信息、做出判斷等各個環(huán)節(jié)上費時多，效率低，影響生產(chǎn)。

海上平臺現(xiàn)場需要更加融合、智能化的通訊手段，特點在于：

（1）打破系統(tǒng)之間的隔離，實現(xiàn)系統(tǒng)互通，節(jié)省操作時間，保護(hù)投資；

（2）可視化通訊，提升調(diào)度的效率和準(zhǔn)確性；

（3）功能提升，移動通信和數(shù)字化通信同時推進(jìn)，在更短的時間和更小的空間內(nèi)獲取更多的信息；

（4）讓業(yè)務(wù)系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，提升管理效率。

我們從用戶使用的實際需求出發(fā)，將自身的能力與用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行深度整合，貼近用戶的本質(zhì)需求提出解決方案。

（1）打造統(tǒng)一入口、實現(xiàn)系統(tǒng)集中，增強(qiáng)融合的能力；

（2）通過與業(yè)務(wù)結(jié)合的聯(lián)動引擎，賦能物聯(lián)網(wǎng)智能化；

（3）從產(chǎn)品和技術(shù)上構(gòu)建一體化，打造核心競爭力。

3 建設(shè)目標(biāo)

開發(fā)一套一體化融合通信系統(tǒng)，實現(xiàn)對軟交換、對講、廣播、單兵、視頻會議、視頻監(jiān)控、氣象信息等多系統(tǒng)的融合通訊調(diào)度，打破各系統(tǒng)之間的隔離，實現(xiàn)各通訊系統(tǒng)互通，節(jié)省操作時間；實現(xiàn)可視化統(tǒng)一通訊，提升調(diào)度的效率和準(zhǔn)確性；同時具備海上平臺的三維展示能力，在相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間實現(xiàn)自動化聯(lián)動，采用規(guī)則引擎邏輯判斷，實現(xiàn)智能的聯(lián)動。打造融合統(tǒng)一的通信中心，將各類系統(tǒng)接入后進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換；將用戶關(guān)心的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中匯總展示，基于同一界面即可完成主要的操作；實現(xiàn)立體、可視化的綜合展示，提升現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理水平。

4 技術(shù)構(gòu)架

總體框架設(shè)計圖如圖1 所示。在設(shè)計中，充分考慮利用標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的操作系統(tǒng)、平臺軟件、成熟框架、通用語言和開發(fā)體系來封裝服務(wù)以進(jìn)行相關(guān)的業(yè)務(wù)處理，從而避免由于技術(shù)升級而帶來的不兼容的隱形風(fēng)險，同時也可以有效提高數(shù)據(jù)處理的效率。

圖1：總體框架設(shè)計圖

在系統(tǒng)設(shè)計中，將采用面向服務(wù)的架構(gòu)體系來實現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)功能，提供系統(tǒng)的擴(kuò)展性。以成熟的數(shù)據(jù)處理、J2EE、Web 服務(wù)、作業(yè)調(diào)度、并行計算、負(fù)載均衡等技術(shù)為基礎(chǔ)，以開放性、標(biāo)準(zhǔn)化為準(zhǔn)則，采用組件式、分層次、服務(wù)提供者/使用者間定義接口、容錯等設(shè)計思想，保證整個應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。遵循標(biāo)準(zhǔn)化和先進(jìn)性的原則可使系統(tǒng)既滿足現(xiàn)有功能需求，又保證在未來一段時間內(nèi)，所采用的技術(shù)仍能適應(yīng)應(yīng)用發(fā)展的需求。

系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，基于J2EE 平臺開發(fā)，采用主流技術(shù)框架SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis），支持主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：Mysql，采用DROOLS 規(guī)則引擎。

5 物理部署方案

整個系統(tǒng)的硬件采用刀片式服務(wù)器形式，將功能節(jié)點（一體化融合通信系統(tǒng)、軟交換、視頻會議、視頻監(jiān)控、IP 廣播系統(tǒng)、紅外攝像系統(tǒng)）安排到不同刀片節(jié)點上，既能獨自運行，又能通過融合節(jié)點實現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)度與聯(lián)動。

刀片服務(wù)器采用浪潮i48 服務(wù)器，在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架4U 高度里部署1 個高配計算節(jié)點、4 個中配計算節(jié)點和一個存儲節(jié)點，具有很高的計算密度、理想的擴(kuò)展性及良好的管理特性。

6 系統(tǒng)對接方案

6.1 與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的對接

系統(tǒng)基于GB/T 28181-2016 接入視頻管理平臺，實現(xiàn)視頻監(jiān)控攝像頭(含現(xiàn)有NVR、IP 攝像機(jī)畫面等)的接入、視頻圖像顯示、視頻管理、云臺操控、視頻數(shù)據(jù)存儲等。

6.2 與紅外測溫監(jiān)控系統(tǒng)的對接

通過API 接口的方式，不僅在系統(tǒng)中實現(xiàn)紅外視頻圖像的顯示，還可操控鏡頭，讀取測量的溫度等，同時可根據(jù)設(shè)定溫度閾值值進(jìn)行報警聯(lián)動。

6.3 與視頻會議系統(tǒng)的對接

軟交換及視頻會議單元通過SIP 協(xié)議的方式，實現(xiàn)直接接入IP 電話、IAD 設(shè)備、APP、PC 軟終端、視頻會議終端、IP 廣播、對講機(jī)等，進(jìn)行統(tǒng)一接入及音視頻數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)可直接呼入寶利通、華為、思科等品牌的視頻會議，實現(xiàn)與現(xiàn)有視頻會議系統(tǒng)的音視頻通信。

6.4 與集群對講系統(tǒng)的對接

通過有無線接駁器實現(xiàn)將對講機(jī)的音頻轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)SIP協(xié)議的VOIP 語音。從而實現(xiàn)對講機(jī)到手機(jī)、座機(jī)或電話的語音呼叫。

6.5 與氣象/水文系統(tǒng)的對接

接入陸地服務(wù)器的氣象水文數(shù)據(jù)并通過串口服務(wù)器接入本地氣象站的實時數(shù)據(jù)，進(jìn)行展示?？稍跉庀笙到y(tǒng)內(nèi)獲取到的主要數(shù)據(jù)包括：風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、能見度、氣壓、波高、波速、流向、流速、海水溫度等。

6.6 與人員信息系統(tǒng)MTS的對接

接入陸地服務(wù)器人員信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人員信息數(shù)據(jù)的展示。

6.7 與工單系統(tǒng)的對接

接入工單系統(tǒng)獲取信息：每日工作工單信息，包括工單號、工作時間、工作單位、工作內(nèi)容、許可證類型等。

6.8 與IP廣播系統(tǒng)的對接

通過API接口對接，實現(xiàn)系統(tǒng)與IP廣播之間的實時語音、文字、音頻文件的播放。廣播系統(tǒng)在每次廣播事件后，將廣播時間、對應(yīng)話站編號或撥入電話號碼、轉(zhuǎn)成文字的廣播內(nèi)容、是否成功播出，以文字形式發(fā)送給融合通信系統(tǒng)，由融合通信系統(tǒng)接收并滾動顯示。

7 系統(tǒng)功能

主界面（如圖2）采用模塊化方式，展示了綜合態(tài)勢（平臺三維模型全屏展示）、音視頻調(diào)度、視頻監(jiān)控、氣象系統(tǒng)、消息通知、事件中心。

圖2：主界面圖

7.1 三維展示功能

通過三維虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建平臺整體環(huán)境。三維模型包括平臺甲板、建筑樓體、采油、儲油設(shè)備、工作生活場所等組成部分，可旋轉(zhuǎn)、平移、縮放。以虛擬仿真的全新展示形式，根據(jù)建筑物的真實外觀，完整呈現(xiàn)平臺建筑的外觀，以直觀的方式管理、展示，實現(xiàn)平臺的虛擬仿真。三維模型上標(biāo)注所有視頻監(jiān)控點位、防爆電話機(jī)的實際空間位置。

平臺三維圖形可整體展示也可分層展示，在模型下方設(shè)置樓層篩選按鈕，分為：上甲板、中甲板、下甲板、平臺全景；鼠標(biāo)指針點擊監(jiān)控點位附近后，出現(xiàn)視頻窗口。

7.2 事件日志功能

事件日志分為廣播事件、告警事件、通知事件。展示各對接業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。

7.3 電話功能

可手動撥號，由撥號欄、呼出鍵、通訊錄功能組成，在輸入號碼時可通過姓名、號碼、部門、歷史呼出記錄等信息自動聯(lián)想?？旖輷芴枺河脩艨勺孕刑砑映Ｓ寐?lián)系人（如監(jiān)督等），點擊頭像可呼叫相應(yīng)聯(lián)系人。

7.4 對講功能

通過呼叫鍵呼入對講系統(tǒng)指定頻道；用戶可自行添加常用對講分組，點擊分組圖標(biāo)可呼叫相應(yīng)分組聯(lián)系人。

7.5 會議功能

由輸入框和呼入鍵組成，在輸入框內(nèi)輸入會議信息，通過右側(cè)呼入鍵進(jìn)入會議；用戶可自行添加常用會議信息，點擊常用會議圖標(biāo)可呼入相應(yīng)會議。

7.6 廣播功能

由文字選項、定時選項和文件上傳選項組成，通過勾選并輸入對應(yīng)信息確定發(fā)送內(nèi)容和廣播時間；由語音發(fā)送按鍵和文字/文件發(fā)送按鍵組成，點擊語音發(fā)送按鍵，可直接通過系統(tǒng)收音設(shè)備實時至廣播；點擊文字/文件發(fā)送按鍵，可將編輯完成的內(nèi)容發(fā)送至廣播系統(tǒng)。

7.7 氣象信息功能

主要顯示氣象信息包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度、雨量、氣壓等實時信息顯示，點擊可進(jìn)入二級頁面，可查詢對比歷史趨勢圖。

7.8 視頻監(jiān)控功能

可同時展示多路視頻，用戶可通過目錄選取、拖拽等形式，自定義視頻監(jiān)控區(qū)展示視頻的數(shù)量、分布格局。支持提前設(shè)置規(guī)劃“重點區(qū)域”，需要查看時，一鍵就可調(diào)出該區(qū)域所有畫面。

7.9 紅外測溫功能

包含紅外視頻圖像和測溫界面，在測溫界面中標(biāo)注重點關(guān)注區(qū)域溫度。當(dāng)溫度高于告警閾值時進(jìn)行告警。

7.10 系統(tǒng)管理模塊

在主界面下方，放置可跳轉(zhuǎn)各系統(tǒng)管理平臺的超鏈接，以按鈕形式展示。

7.11 人員信息/工單

工單欄展示當(dāng)日工單統(tǒng)計內(nèi)容，包括當(dāng)日開具工作許可證數(shù)量、類型、信息統(tǒng)計，包括熱工許可、冷工許可、隔離鎖定許可、信號旁通及限制空間作業(yè)許可。

人員信息欄可顯示人員進(jìn)出狀態(tài)、人員統(tǒng)計、人員信息記錄、查詢等功能；平臺POB 使用量、出海人員出海天數(shù)及證件統(tǒng)計、承包商信息統(tǒng)計、平臺主要施工內(nèi)容及預(yù)施工天數(shù)。

8 智能聯(lián)動

8.1 氣象告警聯(lián)動

主要構(gòu)成系統(tǒng)：氣象系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

此項聯(lián)動主要針對氣象事件進(jìn)行預(yù)警提示。系統(tǒng)對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)判選條件進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，將數(shù)據(jù)對比后產(chǎn)生的預(yù)警事件通過廣播系統(tǒng)進(jìn)行播報，并調(diào)取相關(guān)視頻監(jiān)控攝像頭進(jìn)行監(jiān)控。

8.1.1 風(fēng)力預(yù)警事件

（1）當(dāng)現(xiàn)場風(fēng)速大于等于5 級且小于6 級時（以10 分鐘平均風(fēng)速超出5 級為例），廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，當(dāng)前風(fēng)力條件下建議停止相關(guān)登高作業(yè)；

（2）當(dāng)現(xiàn)場風(fēng)速大于等于6 級時，廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，當(dāng)前風(fēng)力條件下建議停止吊車作業(yè)；

（3）當(dāng)現(xiàn)場風(fēng)速條件不滿足上述條件時，廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，提示作業(yè)可正常進(jìn)行。

8.1.2 溫度預(yù)警事件

（1）高溫預(yù)警：當(dāng)前環(huán)境溫度大于等于35℃時，廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，當(dāng)前溫度條件下應(yīng)及時調(diào)整工作時段、注意補(bǔ)充水分、注意防暑防曬等內(nèi)容；

（2）低溫預(yù)警：當(dāng)前環(huán)境溫度大于等于零下10℃時，廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，當(dāng)前溫度條件下調(diào)整工作內(nèi)容、注意防寒保暖等內(nèi)容；

8.1.3 濕度預(yù)警事件

當(dāng)現(xiàn)場濕度條件大于等于90%時，廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，當(dāng)前濕度條件下建議停止室外電氣作業(yè)、人員注意防滑。

顯示海洋氣象環(huán)境預(yù)報、氣象預(yù)警事件、平臺所處海域地理條件、氣象要素實時信息顯示、實時氣象數(shù)據(jù)分析畫面，提供氣象報表查詢?nèi)肟凇?/p>

8.1.4 海洋氣象環(huán)境預(yù)報

可根據(jù)平臺具體參考平面，對甲板距海平面高度進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)能見度、波高超過閾值后，廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺區(qū)域廣播，通知平臺現(xiàn)場工作及監(jiān)護(hù)人員，建議停止相關(guān)平臺室外作業(yè)。

8.2 紅外測溫系統(tǒng)聯(lián)動

主要構(gòu)成系統(tǒng)：紅外測溫、視頻監(jiān)控、廣播系統(tǒng)、程控系統(tǒng)。

此項聯(lián)動主要針對測控點位溫度異常情況進(jìn)行預(yù)警提示。紅外測溫系統(tǒng)對監(jiān)控點位或區(qū)域溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)判選條件進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，將數(shù)據(jù)對比后產(chǎn)生的預(yù)警事件通過廣播系統(tǒng)播報，并調(diào)取相關(guān)視頻監(jiān)控攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，同時調(diào)用電話系統(tǒng)，聯(lián)系該區(qū)域或設(shè)備負(fù)責(zé)人采取措施。

8.3 防登臨系統(tǒng)聯(lián)動

主要構(gòu)成系統(tǒng)：防登臨系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、廣播系統(tǒng)、語音系統(tǒng)。

該項聯(lián)動設(shè)計，主要針對漁船等非常規(guī)作業(yè)船舶靠泊進(jìn)行預(yù)警提示。防登臨系統(tǒng)對平臺周邊海域進(jìn)行實時監(jiān)測，如漁船等非常規(guī)作業(yè)船舶靠近平臺時，由防登臨系統(tǒng)自動向融合平臺發(fā)送告警信息，并調(diào)用廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播，調(diào)取周邊視頻監(jiān)控攝像頭進(jìn)行畫面捕捉，同時調(diào)用語音系統(tǒng)，聯(lián)系相關(guān)人員采取防登臨措施。

8.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動

主要構(gòu)成系統(tǒng)：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)。

該項聯(lián)動設(shè)計，主要針對常規(guī)做作業(yè)船舶靠泊平臺進(jìn)行提示。視頻監(jiān)控系統(tǒng)船只靠泊測海域進(jìn)行監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)常規(guī)作業(yè)船舶預(yù)靠泊平臺，系統(tǒng)自動調(diào)用廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺區(qū)域廣播，同時調(diào)用語音系統(tǒng)，聯(lián)系平臺相關(guān)人員進(jìn)行靠泊準(zhǔn)備。

8.5 溢油監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動

主要構(gòu)成系統(tǒng)：溢油監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)。

該項聯(lián)動設(shè)計，主要針對指定點位的海面監(jiān)控視頻，可對該點位的海面進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)海洋油污染事故發(fā)生時，調(diào)用語音系統(tǒng)，聯(lián)系平臺相關(guān)人員查看現(xiàn)場情況，及時采取有效措施，避免海洋污染的事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

8.6 人員、工單系統(tǒng)聯(lián)動

主要構(gòu)成系統(tǒng)：人員信息系統(tǒng)、工單系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、廣播系統(tǒng)、語音系統(tǒng)。

（1）針對人員出海天數(shù)超期進(jìn)行預(yù)警通知，對人員出海天數(shù)超過28 天、35 天、42 天三個主要時間節(jié)點后，調(diào)用系統(tǒng)消息公告功能或語音功能，通知個人，避免違規(guī)安全事件的發(fā)生。

（2）針對許可證超期人員進(jìn)行預(yù)警通知，根據(jù)許可證到期時間判別，對證書超期的人員，調(diào)用系統(tǒng)消息公告功能或語音功能，通知個人，避免違規(guī)安全事件的發(fā)生。

9 結(jié)束語

本解決方案提供了一套軟硬件一體化的融合通信主機(jī)系統(tǒng)，硬件形式為刀片服務(wù)器。包含了廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、軟交換及視頻會議系統(tǒng)、氣象主機(jī)系統(tǒng)等，分別集成運行于各刀片節(jié)點上。一體化融合通信系統(tǒng)作為系統(tǒng)核心軟件，同樣運行于刀片節(jié)點上，具備基于三維模型的可視化展示、融合通訊調(diào)度、業(yè)務(wù)智能聯(lián)動三大業(yè)務(wù)功能。該核心軟件與其它刀片上的功能模塊進(jìn)行業(yè)務(wù)互聯(lián)，整體上構(gòu)成運行于統(tǒng)一硬件平臺上的各功能集成部署并實現(xiàn)內(nèi)部高度互聯(lián)的一整套融合通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

該解決方案打造了中海油現(xiàn)場融合業(yè)務(wù)平臺，形成海上平臺現(xiàn)場通訊調(diào)度、安全監(jiān)控、工業(yè)互聯(lián)場景的整體解決方案，實現(xiàn)各級功能模塊的數(shù)字化、智能化升級，并根據(jù)需要進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)動，真正實現(xiàn)“一體化”的價值。