武瑛　蘭明菊　章玲　陳菲凡

摘要：移動應用是油田企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要手段之一，已成為中石油生產(chǎn)信息“扁平化、透明化、流程化”管理的發(fā)展趨勢。油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)移動應用APP以物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)為基礎，運用數(shù)據(jù)共享便捷查詢重點生產(chǎn)數(shù)據(jù)，快速定位巡檢目標，自動規(guī)劃導航線路，滿足工作組成員之間的指令傳達，是油田現(xiàn)場生產(chǎn)監(jiān)控、日生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢、調(diào)度指令推送反饋的重要輔助工具，該應用覆蓋采油廠的全體員工及各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)重點領域，具備較為廣闊的應用前景。

關鍵詞：生產(chǎn)指揮；移動APP；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；指令流轉(zhuǎn)；巡檢打卡

一、前言

隨著網(wǎng)絡信息時代的到來，信息化的應用手段正在呈現(xiàn)全新的發(fā)展趨勢，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)絡的普及應用以及4G到5G的過渡升級使得信息在處理、傳遞和交互上都突破了時間和空間的限制，大大提高了人們的工作效率和生活的便利，加速了社會的發(fā)展[1]。移動互聯(lián)技術的出現(xiàn)使得辦公管理不局限于時間和地點以及空間的約束中，改變了傳統(tǒng)的管理手段依靠時間和地點的限制的局面，因此為了企業(yè)快速發(fā)展，構(gòu)建基于移動互聯(lián)技術的企業(yè)管理平臺顯的尤為重要[2]。

采油廠生產(chǎn)現(xiàn)場地域廣，戰(zhàn)線長，現(xiàn)場員工巡檢路線長，勞動強度大，異常工況信息反饋不及時，容易引發(fā)次生生產(chǎn)事故。信息傳遞層級多、效率低。通過電話、口述等方式傳遞生產(chǎn)信息容易出錯，存在描述不清楚的問題，延誤現(xiàn)場處置時機及效率。油田作業(yè)中的任務派發(fā)、異常匯報等作業(yè)流程及現(xiàn)場管理中，主要靠紙質(zhì)文件命令傳達、人的口頭傳達以及QQ微信等外網(wǎng)通訊工具，辦公地點主要局限在辦公室內(nèi)，都需要大量的手工化操作，往往對接不及時還容易出錯。

近年來，各大油田在不斷強化、完善數(shù)據(jù)源頭采集的同時，更加注重利用真實的數(shù)據(jù)和信息技術優(yōu)化運行、降低成本、提高效率。油田采油廠稠油生產(chǎn)關鍵環(huán)節(jié)已實現(xiàn)全流程數(shù)字化覆蓋，在采油、集輸、注汽三大工藝方面有7萬余點監(jiān)測數(shù)據(jù)，此基礎上建立的油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)移動應用APP，針對油田特點及各種業(yè)務需求，在移動巡檢、數(shù)據(jù)上報與信息查詢等方面取得了良好的應用效果。

二、實現(xiàn)目標

1.建立同時應用于Android與IOS系統(tǒng)的移動客戶端，在保證數(shù)據(jù)安全性的同時，擺脫時間、地點、區(qū)域、設備的限制，實現(xiàn)重要生產(chǎn)指標數(shù)據(jù)、預警數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)的移動便捷查詢，便于采油廠管理人員及時掌握生產(chǎn)動態(tài)。

2.創(chuàng)建采油廠班組移動管理新平臺，實現(xiàn)巡檢跟蹤、打卡記錄、移動錄入、問題反饋等功能，輔助提升基層生產(chǎn)運行人員的執(zhí)行力，有效管控日常巡檢等工作，提高采油廠生產(chǎn)管理精細化水平。

3.在APP端和Web端實現(xiàn)生產(chǎn)指令在線申請、審核、執(zhí)行、關閉等全過程閉環(huán)管理和信息保存留痕，便于后期問題追溯、歷史查詢，更好的發(fā)揮系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度職能。根據(jù)采油廠組織架構(gòu)分級分組，實現(xiàn)APP端與Web端各節(jié)點不同功能的用戶授權、角色管控。

三、生產(chǎn)移動應用APP功能研究

（一）平臺整體架構(gòu)設計

平臺總體框架分為數(shù)據(jù)服務層、平臺支撐層、軟件服務層及用戶服務層四層，平臺搭建時，采用《數(shù)據(jù)交換設計規(guī)范》及《元數(shù)據(jù)內(nèi)容規(guī)范》兩個體系的標準和準則來規(guī)劃用戶服務層、數(shù)據(jù)服務層和軟件服務層。

數(shù)據(jù)服務層提供基礎數(shù)據(jù)，包括部門人員信息、井位坐標信息、員工操作記錄信息等；平臺支撐層是系統(tǒng)核心層，通過數(shù)據(jù)交互、分布式處理、安全認證等實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)移動應用APP功能研究與開發(fā)，保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全[3]；軟件服務層和用戶服務層是系統(tǒng)可視化部分，主要是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢、生產(chǎn)情況（文字、語音、圖片）溝通、巡檢情況上傳等功能。

數(shù)據(jù)應用層按照工藝劃分為 “采油- 集輸- 供汽” ；按照設備劃分為“井、鍋爐、機泵”；按照時間劃分為“實時數(shù)據(jù)- 定點數(shù)據(jù)- 日報- 月報”。

（二）平臺數(shù)據(jù)庫設計

為了保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的一致性，保證源點數(shù)據(jù)一次采集，多系統(tǒng)應用的要求，總體建庫原則為：系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)庫已有數(shù)據(jù)只進行鏈路提取，不對任何原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)項進行重復采集，保證所有數(shù)據(jù)都在源點錄入，而不再開設其它的數(shù)據(jù)入口，系統(tǒng)只進行相關生產(chǎn)數(shù)據(jù)的引用[4-5]。

APP數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)人員管理、消息管理、群組管理、統(tǒng)計分析等數(shù)據(jù)的存儲、調(diào)用，共設計數(shù)據(jù)表9張，數(shù)據(jù)字段49個，包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)兩種，如圖2所示。其他數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)庫鏈路為APP數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)，存放的是APP系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)。

在應用發(fā)布服務器發(fā)布的資源分為三類：一是需要專用控件支持的B/S架構(gòu)資源，采用IE核心架構(gòu)，如DMS系統(tǒng)、調(diào)度會系統(tǒng)等；二是直接使用移動終端瀏覽器訪問的B/S架構(gòu)資源，如門戶網(wǎng)站相關信息；三是需要客戶端程序支持的C/S架構(gòu)資源，如APP服務端消息報送、油區(qū)地圖等功能。

（三）平臺功能架構(gòu)設計

系統(tǒng)APP核心功能由新聞中心、生產(chǎn)運行、信息報送、油區(qū)地圖、個人中心五部分構(gòu)成。

1.新聞中心：根據(jù)門戶系統(tǒng)展示最新新聞內(nèi)容，新聞分類包括圖片新聞、通知通告、會議安排等。

2.生產(chǎn)運行：根據(jù)目前生產(chǎn)調(diào)度會系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)查詢內(nèi)容移植至本系統(tǒng)中，功能包括日報數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控、生產(chǎn)曲線及數(shù)據(jù)跟蹤等4大模塊。

3.信息報送：提供即時消息收發(fā)，消息可包含文字、語音、圖片等內(nèi)容，并為了更高效的管理，還可針對區(qū)塊、崗位等提供群組模式。

4.油區(qū)地圖：基于移動設備GPS定位系統(tǒng)，讓用戶通過可視化地圖方式查看實時位置、油區(qū)井位位置、巡檢路線，還提供實時路徑規(guī)劃和歷史路徑查看等功能。

5.個人中心：修改查看個人信息，及APP相關設置。

（四）移動應用功能開發(fā)

1.新聞中心模塊功能開發(fā)

使用 HTTP 協(xié)議訪問采油廠主頁，設計中先封裝 HttpClient 類，設置需要訪問的新聞和通知通告網(wǎng)頁的 URL 地址。當訪問某一個圖片新聞或通知通告時，瀏覽器會向網(wǎng)頁所在服務器發(fā)出請求，設置請求信息，使用 HttpClient 對象發(fā)起請求并使用HttpClient.execute（）方法獲取響應、解析響應、返回結(jié)果，得到相應網(wǎng)頁的 HTML 頁面數(shù)據(jù)，設置每10分鐘獲取一次數(shù)據(jù)。

2.生產(chǎn)運行模塊功能開發(fā)

該功能模塊從工藝角度出發(fā)，即采油、集輸、供汽、分線計量四個方面進行統(tǒng)計分析，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分類匯總。數(shù)據(jù)表類型分為10分鐘更新一次的實時數(shù)據(jù)表，和按日查詢的日報數(shù)據(jù)表，均默認顯示當前最新數(shù)據(jù)，支持歷史數(shù)據(jù)查詢。

3.指令中心模塊功能開發(fā)

（1）指令下發(fā)和查詢：頁面實現(xiàn)調(diào)度、應急、維修指令的發(fā)起，包括編輯與下發(fā)功能，選擇目標區(qū)塊、目標井，安排指令執(zhí)行人，詳細描述問題隱患情況，安排整改措施，提示注意事項，進行下發(fā)。在下發(fā)列表頁面，可以查看已下發(fā)的指令和目前整改、處理情況。

（2）指令處理和反饋：待處理指令頁面實現(xiàn)對調(diào)度、應急、維修指令的查收、查看，指令執(zhí)行人按照指令要求進行操作，將結(jié)果進行反饋。已處理指令頁面，可以查看已經(jīng)處理過的指令信息。

4.油區(qū)巡檢模塊功能開發(fā)

通過數(shù)據(jù)庫之間鏈路接口，讀取系統(tǒng)中的井位、鍋爐坐標；使用授權賬號可以對空間資源進行查詢和數(shù)據(jù)下載，通過JAVA方式調(diào)用API，可對發(fā)布的空間資源接口進行調(diào)用，獲得管匯及處理站坐標數(shù)據(jù)。油田生產(chǎn)作業(yè)中，地面工程使用的是北京54坐標系。手機通過衛(wèi)星和網(wǎng)絡得到的位置數(shù)據(jù)稱為坐標，如緯度、經(jīng)度和高程等，而坐標是在一定的基準下定義的，手機應用軟件提供的坐標一般是以世界坐標系為基準的，與衛(wèi)星系統(tǒng)定義的基準相同，即 WGS84 世界大地坐標系。為了提供較高的導航精度，將北京54坐標和經(jīng)緯度坐標進行必要的坐標轉(zhuǎn)換[4]。通過移動端GPS獲取實時位置，經(jīng)油區(qū)地圖、經(jīng)緯度、商用地圖三方坐轉(zhuǎn)換疊加，快速定位目標，自動規(guī)劃最高效的導航線路，定位誤差≤15m，導航準確率≥98%，大幅縮短路程耗時，為生產(chǎn)緊急處理爭取寶貴時間。

按比例顯示井區(qū)設備信息功能，優(yōu)化導航過程中展示內(nèi)容，為技術人員快速準確到達定位現(xiàn)場，實時掌握周邊井區(qū)設備提供可靠支撐。將井站坐標與數(shù)據(jù)補錄功能相結(jié)合，井站定位15m有效范圍內(nèi)，可進行井站巡檢打卡、數(shù)據(jù)移動錄入，巡檢完成后記錄自動成圖，班組長可根據(jù)路線圖分析巡檢工作是否到位，有效跟蹤基層生產(chǎn)維保工作質(zhì)量[5]。巡檢中，可查詢單井井口信息，包括生成層位、泵型、泵深、輪次等數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場員工對生產(chǎn)井況判斷提供依據(jù)。

5.Web端管理功能開發(fā)

按照系統(tǒng)管控需求，根據(jù)組織架構(gòu)分級分組，完成訪問APP端各模塊和Web端各節(jié)點的角色授權功能。管理員通過對用戶分配角色，分配權限，系統(tǒng)設置的安全規(guī)則或者安全策略，用戶可以訪問而且只能訪問自己被授權的資源。授權用戶可自定義群組的建立、編輯、刪除功能，以及群組內(nèi)成員的添加或刪除，以便用戶在移動APP客戶端進行群組消息發(fā)送。PC端指令中心操作平臺，實現(xiàn)PC端指令下發(fā)和反饋，歷史指令便捷查詢及批量導出功能。授權用戶可以自行定義班組名稱、班長（班組管理員）和班成員。通過APP前端進行巡檢打卡產(chǎn)生巡檢記錄，通過設置班長可以使用表格和曲線圖的方式，看到班成員的巡檢打卡情況。

（五）平臺使用關鍵技術

1.基于JAVA的生產(chǎn)指令流程管理技術

基于JAVA的業(yè)務流程管理系統(tǒng)是市場上流行的開源工作流引擎，可以很好地支持主流數(shù)據(jù)庫。三層架構(gòu)將業(yè)務分為表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層，表示層為用戶提供交互操作界面：業(yè)務邏輯層負責關鍵業(yè)務的處理和數(shù)據(jù)傳輸，是對數(shù)據(jù)層的操作，對數(shù)據(jù)進行業(yè)務邏輯處理：數(shù)據(jù)訪問層負責對數(shù)據(jù)庫的訪問，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的增、刪、改、查等操作。

APP系統(tǒng)指令中心功能采用流程設計器提供圖形化的操作模式，在工作流技術支持下定義指令下發(fā)、執(zhí)行、反饋、管理等流程，移動端和PC端均可參與操作，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中工作組成員之間的指令信息傳達與留痕。實現(xiàn)生產(chǎn)指令“掌上流轉(zhuǎn)”，為各級管理人員隨時隨地遠程指揮提供新手段，大幅提高生產(chǎn)運行指揮工作效率。

2.基于HTML5的跨平臺APP混合開發(fā)技術

采用以HTML5為主、Native技術為輔的混合開發(fā)模式，實現(xiàn)了Android、IOS移動APP兼容訪問，解決了培訓平臺在不同終端的使用問題。同時，該技術結(jié)合兩種開發(fā)模式優(yōu)點，實現(xiàn)業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)接口分離，既降低前期開發(fā)難度，又便于后期系統(tǒng)維護。

考慮到平臺使用的高效性與穩(wěn)定性，本平臺開發(fā)時采用以HTML5技術為主的混合框架，通過HTML5和JavaScript構(gòu)建程序，然后封裝在細薄的原生容器里面，可通過容器來訪問原生平臺功能。有效的結(jié)合了HTML5和原生態(tài)開發(fā)模式的優(yōu)點，既提高了系統(tǒng)開發(fā)性能及速度，又保證了應用的穩(wěn)定性和跨平臺的兼容性，在多人并發(fā)訪問及使用系統(tǒng)時，保證數(shù)據(jù)訪問性能及速度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.基于存儲共享的數(shù)據(jù)接口調(diào)用管理技術

異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)整合和集成的目的是為系統(tǒng)信息提供集成、統(tǒng)一、安全、快捷的信息查詢、數(shù)據(jù)挖掘和決策支持服務。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)倉庫集成模式，利用數(shù)據(jù)庫互訪技術將系統(tǒng)數(shù)據(jù)、自動化數(shù)據(jù)信息抽取到項目數(shù)據(jù)庫，通過移動端采集到的數(shù)據(jù)再由項目數(shù)據(jù)庫返回至各應用數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成與互通。

4.PhoneGap移動設備接口調(diào)用技術

PhoneGap是一個創(chuàng)建移動跨平臺移動應用程序的快速開發(fā)平臺，它使開發(fā)者能夠在網(wǎng)頁中調(diào)用IOS，Android等智能手機的核心功能——包括地理定位、聯(lián)系人、聲音等。

應用PhoneGap技術對手機終端核心功能進行調(diào)用，快速訪問手機通訊錄、照片視頻、地理位置等信息，應急處突時，能通過給目標聯(lián)系人發(fā)送照片視頻等方式讓調(diào)度人員掌握現(xiàn)場實況，溝通處理閃停、凍堵的生產(chǎn)故障更加快速便捷。

（六）平臺應用效果

APP系統(tǒng)實現(xiàn)采油廠井、間、站動態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)日報、關鍵參數(shù)預警信息的便捷查詢。廠領導可通過系統(tǒng)查看日產(chǎn)液油、注汽、分線、水平衡等全局數(shù)據(jù)，宏觀指導生產(chǎn)；基層站領導及技術人員可查看生產(chǎn)井、重點井、潛力井產(chǎn)液趨勢，判斷生產(chǎn)效果，降低欠產(chǎn)概率；現(xiàn)場班組可通過系統(tǒng)推送的預警信息，及時發(fā)現(xiàn)處理異常，保障生產(chǎn)時率。信息查詢效率提高50%以上。通過系統(tǒng)下發(fā)調(diào)產(chǎn)、點爐、燜開井等措施，現(xiàn)場執(zhí)行完畢及時反饋，提高執(zhí)行效率及管控力。應急處突時通過系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同遠程指揮，全面掌握現(xiàn)場實況，為生產(chǎn)恢復爭取寶貴時間，提高應急指揮效率。故障平均恢復時間由1.67h降低為1.23h。實現(xiàn)巡檢路線跟蹤、數(shù)據(jù)定位錄入、運維質(zhì)量檢查，語音交互對話，為強化管理過程、提高員工責任心提供平臺，輔助提高班組管理質(zhì)量，保護設備運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)時率平均提升3%以上。

系統(tǒng)使用后，在保障安全性的同時，實現(xiàn)信息便捷查詢、異常信息及時報送、生產(chǎn)遠程移動指揮等功能。

四、結(jié)語

云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與智能化建設提供了強大的驅(qū)動力，本項目推動了生產(chǎn)類系統(tǒng)從PC端向移動端應用的轉(zhuǎn)變，推實現(xiàn)了采油廠生產(chǎn)指揮閉環(huán)管理，提高生產(chǎn)管理及應急指揮效率，提升了采油廠精細化管理水平，在油田高質(zhì)量發(fā)展與數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級中發(fā)揮了較好的示范作用。APP以簡潔的方式展示油田重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用配套技術實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)“第一時間”獲知，便于科研單位快速獲得一線部門的生產(chǎn)信息。系統(tǒng)提供先進的巡檢技術和管理手段，全面提高巡檢質(zhì)量和管理水平，對異常生產(chǎn)信息快速響應，開啟了掌上油田的新時代。目前，生產(chǎn)移動應用APP用戶涵蓋管理、技術、運行層，成為采油廠分析決策、生產(chǎn)指揮、運行管理的重要驅(qū)動，展現(xiàn)出廣闊的應用前景，也為移動應用技術在其它采油廠的深化推廣應用提供了探索與實踐。H

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