馬連波
(中海油信息科技有限公司天津分公司 天津市 300452)
近年來(lái)隨著新一輪信息技術(shù)的進(jìn)步,中國(guó)海油集團(tuán)發(fā)展面臨全新的競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn),大力推動(dòng)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(shí)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(tái),由于其位置、空間的特殊性,對(duì)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。
通訊業(yè)務(wù)使用的系統(tǒng)眾多,各系統(tǒng)間多獨(dú)立運(yùn)行,融合通訊程度低,缺少統(tǒng)一的輸出平臺(tái),缺乏融合互通的能力;同時(shí)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(lái),無(wú)法發(fā)揮積極的作用,削弱了統(tǒng)一管理的能力。
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)操作人員來(lái)說(shuō),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(dòng)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(gè)環(huán)節(jié)上費(fèi)時(shí)多,效率低,影響生產(chǎn)。
海上平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)需要更加融合、智能化的通訊手段,特點(diǎn)在于:
(1)打破系統(tǒng)之間的隔離,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互通,節(jié)省操作時(shí)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(dòng)通信和數(shù)字化通信同時(shí)推進(jìn),在更短的時(shí)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(dòng),提升管理效率。
我們從用戶使用的實(shí)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(shí)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(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力。
開發(fā)一套一體化融合通信系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)軟交換、對(duì)講、廣播、單兵、視頻會(huì)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(shí)現(xiàn)各通訊系統(tǒng)互通,節(jié)省操作時(shí)間;實(shí)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(shí)具備海上平臺(tái)的三維展示能力,在相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化聯(lián)動(dòng),采用規(guī)則引擎邏輯判斷,實(shí)現(xiàn)智能的聯(lián)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)立體、可視化的綜合展示,提升現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)管理水平。
總體框架設(shè)計(jì)圖如圖1 所示。在設(shè)計(jì)中,充分考慮利用標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的操作系統(tǒng)、平臺(tái)軟件、成熟框架、通用語(yǔ)言和開發(fā)體系來(lái)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(jí)而帶來(lái)的不兼容的隱形風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)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(jì)圖
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,將采用面向服務(wù)的架構(gòu)體系來(lái)實(shí)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(jì)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(cuò)等設(shè)計(jì)思想,保證整個(gè)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(lái)一段時(shí)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(jì),基于J2EE 平臺(tái)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(kù):Mysql,采用DROOLS 規(guī)則引擎。
整個(gè)系統(tǒng)的硬件采用刀片式服務(wù)器形式,將功能節(jié)點(diǎn)(一體化融合通信系統(tǒng)、軟交換、視頻會(huì)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(diǎn)上,既能獨(dú)自運(yùn)行,又能通過融合節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)度與聯(lián)動(dòng)。
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(gè)高配計(jì)算節(jié)點(diǎn)、4 個(gè)中配計(jì)算節(jié)點(diǎn)和一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),具有很高的計(jì)算密度、理想的擴(kuò)展性及良好的管理特性。
系統(tǒng)基于GB/T 28181-2016 接入視頻管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控?cái)z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(tái)操控、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。
通過API 接口的方式,不僅在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)紅外視頻圖像的顯示,還可操控鏡頭,讀取測(cè)量的溫度等,同時(shí)可根據(jù)設(shè)定溫度閾值值進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)。
軟交換及視頻會(huì)議單元通過SIP 協(xié)議的方式,實(shí)現(xiàn)直接接入IP 電話、IAD 設(shè)備、APP、PC 軟終端、視頻會(huì)議終端、IP 廣播、對(duì)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(huì)議,實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有視頻會(huì)議系統(tǒng)的音視頻通信。
通過有無(wú)線接駁器實(shí)現(xiàn)將對(duì)講機(jī)的音頻轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)SIP協(xié)議的VOIP 語(yǔ)音。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)到手機(jī)、座機(jī)或電話的語(yǔ)音呼叫。
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(shí)時(shí)數(shù)據(jù),進(jìn)行展示。可在氣象系統(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。
接入陸地服務(wù)器人員信息數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)人員信息數(shù)據(jù)的展示。
接入工單系統(tǒng)獲取信息:每日工作工單信息,包括工單號(hào)、工作時(shí)間、工作單位、工作內(nèi)容、許可證類型等。
通過API接口對(duì)接,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與IP廣播之間的實(shí)時(shí)語(yǔ)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(shí)間、對(duì)應(yīng)話站編號(hào)或撥入電話號(hào)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(dòng)顯示。
主界面(如圖2)采用模塊化方式,展示了綜合態(tài)勢(shì)(平臺(tái)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
通過三維虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建平臺(tái)整體環(huán)境。三維模型包括平臺(tái)甲板、建筑樓體、采油、儲(chǔ)油設(shè)備、工作生活場(chǎng)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(shí)外觀,完整呈現(xiàn)平臺(tái)建筑的外觀,以直觀的方式管理、展示,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的虛擬仿真。三維模型上標(biāo)注所有視頻監(jiān)控點(diǎn)位、防爆電話機(jī)的實(shí)際空間位置。
平臺(tái)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(tái)全景;鼠標(biāo)指針點(diǎn)擊監(jiān)控點(diǎn)位附近后,出現(xiàn)視頻窗口。
事件日志分為廣播事件、告警事件、通知事件。展示各對(duì)接業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
可手動(dòng)撥號(hào),由撥號(hào)欄、呼出鍵、通訊錄功能組成,在輸入號(hào)碼時(shí)可通過姓名、號(hào)碼、部門、歷史呼出記錄等信息自動(dòng)聯(lián)想??旖輷芴?hào):用戶可自行添加常用聯(lián)系人(如監(jiān)督等),點(diǎn)擊頭像可呼叫相應(yīng)聯(lián)系人。
通過呼叫鍵呼入對(duì)講系統(tǒng)指定頻道;用戶可自行添加常用對(duì)講分組,點(diǎn)擊分組圖標(biāo)可呼叫相應(yīng)分組聯(lián)系人。
由輸入框和呼入鍵組成,在輸入框內(nèi)輸入會(huì)議信息,通過右側(cè)呼入鍵進(jìn)入會(huì)議;用戶可自行添加常用會(huì)議信息,點(diǎn)擊常用會(huì)議圖標(biāo)可呼入相應(yīng)會(huì)議。
由文字選項(xiàng)、定時(shí)選項(xiàng)和文件上傳選項(xiàng)組成,通過勾選并輸入對(duì)應(yīng)信息確定發(fā)送內(nèi)容和廣播時(shí)間;由語(yǔ)音發(fā)送按鍵和文字/文件發(fā)送按鍵組成,點(diǎn)擊語(yǔ)音發(fā)送按鍵,可直接通過系統(tǒng)收音設(shè)備實(shí)時(shí)至廣播;點(diǎn)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)。
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(shí)時(shí)信息顯示,點(diǎn)擊可進(jìn)入二級(jí)頁(yè)面,可查詢對(duì)比歷史趨勢(shì)圖。
可同時(shí)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(diǎn)區(qū)域”,需要查看時(shí),一鍵就可調(diào)出該區(qū)域所有畫面。
包含紅外視頻圖像和測(cè)溫界面,在測(cè)溫界面中標(biāo)注重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域溫度。當(dāng)溫度高于告警閾值時(shí)進(jìn)行告警。
在主界面下方,放置可跳轉(zhuǎn)各系統(tǒng)管理平臺(tái)的超鏈接,以按鈕形式展示。
工單欄展示當(dāng)日工單統(tǒng)計(jì)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(jì),包括熱工許可、冷工許可、隔離鎖定許可、信號(hào)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(jì)、人員信息記錄、查詢等功能;平臺(tái)POB 使用量、出海人員出海天數(shù)及證件統(tǒng)計(jì)、承包商信息統(tǒng)計(jì)、平臺(tái)主要施工內(nèi)容及預(yù)施工天數(shù)。
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(xiàng)聯(lián)動(dòng)主要針對(duì)氣象事件進(jìn)行預(yù)警提示。系統(tǒng)對(duì)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(duì),將數(shù)據(jù)對(duì)比后產(chǎn)生的預(yù)警事件通過廣播系統(tǒng)進(jìn)行播報(bào),并調(diào)取相關(guān)視頻監(jiān)控?cái)z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(chǎng)風(fēng)速大于等于5 級(jí)且小于6 級(jí)時(shí)(以10 分鐘平均風(fēng)速超出5 級(jí)為例),廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)風(fēng)速大于等于6 級(jí)時(shí),廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)風(fēng)速條件不滿足上述條件時(shí),廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺(tái)區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)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(shí),廣播系統(tǒng)進(jìn)行全區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工作及監(jiān)護(hù)人員,當(dāng)前溫度條件下應(yīng)及時(shí)調(diào)整工作時(shí)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(shí),廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺(tái)區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)濕度條件大于等于90%時(shí),廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺(tái)區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)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(bào)、氣象預(yù)警事件、平臺(tái)所處海域地理?xiàng)l件、氣象要素實(shí)時(shí)信息顯示、實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)分析畫面,提供氣象報(bào)表查詢?nèi)肟凇?/p>
8.1.4 海洋氣象環(huán)境預(yù)報(bào)
可根據(jù)平臺(tái)具體參考平面,對(duì)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(tái)區(qū)域廣播,通知平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工作及監(jiān)護(hù)人員,建議停止相關(guān)平臺(tái)室外作業(yè)。
主要構(gòu)成系統(tǒng):紅外測(cè)溫、視頻監(jiān)控、廣播系統(tǒng)、程控系統(tǒng)。
此項(xiàng)聯(lián)動(dòng)主要針對(duì)測(cè)控點(diǎn)位溫度異常情況進(jìn)行預(yù)警提示。紅外測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)位或區(qū)域溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并根據(jù)判選條件進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì),將數(shù)據(jù)對(duì)比后產(chǎn)生的預(yù)警事件通過廣播系統(tǒng)播報(bào),并調(diào)取相關(guān)視頻監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)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。
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(yǔ)音系統(tǒng)。
該項(xiàng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì),主要針對(duì)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(duì)平臺(tái)周邊海域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),如漁船等非常規(guī)作業(yè)船舶靠近平臺(tái)時(shí),由防登臨系統(tǒng)自動(dòng)向融合平臺(tái)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?cái)z像頭進(jìn)行畫面捕捉,同時(shí)調(diào)用語(yǔ)音系統(tǒng),聯(lián)系相關(guān)人員采取防登臨措施。
主要構(gòu)成系統(tǒng):視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)。
該項(xiàng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì),主要針對(duì)常規(guī)做作業(yè)船舶靠泊平臺(tái)進(jìn)行提示。視頻監(jiān)控系統(tǒng)船只靠泊測(cè)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(tái),系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用廣播系統(tǒng)進(jìn)行全平臺(tái)區(qū)域廣播,同時(shí)調(diào)用語(yǔ)音系統(tǒng),聯(lián)系平臺(tái)相關(guān)人員進(jìn)行靠泊準(zhǔn)備。
主要構(gòu)成系統(tǒng):溢油監(jiān)控系統(tǒng)、語(yǔ)音系統(tǒng)。
該項(xiàng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì),主要針對(duì)指定點(diǎn)位的海面監(jiān)控視頻,可對(duì)該點(diǎn)位的海面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,當(dāng)海洋油污染事故發(fā)生時(shí),調(diào)用語(yǔ)音系統(tǒng),聯(lián)系平臺(tái)相關(guān)人員查看現(xiàn)場(chǎng)情況,及時(shí)采取有效措施,避免海洋污染的事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
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(yǔ)音系統(tǒng)。
(1)針對(duì)人員出海天數(shù)超期進(jìn)行預(yù)警通知,對(duì)人員出海天數(shù)超過28 天、35 天、42 天三個(gè)主要時(shí)間節(jié)點(diǎn)后,調(diào)用系統(tǒng)消息公告功能或語(yǔ)音功能,通知個(gè)人,避免違規(guī)安全事件的發(fā)生。
(2)針對(duì)許可證超期人員進(jìn)行預(yù)警通知,根據(jù)許可證到期時(shí)間判別,對(duì)證書超期的人員,調(diào)用系統(tǒng)消息公告功能或語(yǔ)音功能,通知個(gè)人,避免違規(guī)安全事件的發(fā)生。
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(huì)議系統(tǒng)、氣象主機(jī)系統(tǒng)等,分別集成運(yùn)行于各刀片節(jié)點(diǎn)上。一體化融合通信系統(tǒng)作為系統(tǒng)核心軟件,同樣運(yùn)行于刀片節(jié)點(diǎn)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(dòng)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(yùn)行于統(tǒng)一硬件平臺(tái)上的各功能集成部署并實(shí)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(chǎng)融合業(yè)務(wù)平臺(tái),形成海上平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)通訊調(diào)度、安全監(jiān)控、工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景的整體解決方案,實(shí)現(xiàn)各級(jí)功能模塊的數(shù)字化、智能化升級(jí),并根據(jù)需要進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng),真正實(shí)現(xiàn)“一體化”的價(jià)值。