无线网络进油田

无线技术以其快捷高效、组网灵活等优势逐渐为越来越多的企业所采纳、应用。对于石油行业的广大油田企业来说，无线技术能够带来哪些效益，有何应用前景呢？

中国石油是一家集油气勘探开发、炼油化工、油品销售、油气储运、石油贸易、工程技术服务和石油装备制造于一体的综合性能源公司。作为中国最大的超大规模国有企业之一，中国石油不仅要为提高自身的整体竞争力而搞好信息化，同时还有责任、有必要为中国石油行业和整个国家的信息化建设做出应有的贡献。但是，信息化建设并不是一劳永逸的。信息技术在飞速发展，企业的需求也在不断出新，信息化建设已经发展到了新的阶段。中国石油和其他国内外的石油企业一样，正面临着信息化建设的新课题――开发无线应用。

油田的无线需求

基础网络建设是中国石油“十一五”信息总体规划重要的组成部分，其整体目标为根据中国石油信息总体规划的六个“统一”原则，对其所属地区公司骨干网络进行改造及规范，并为随后上线运行的大型应用系统如企业资源计划（ERP）、地理信息系统（GIS）等提供全天候、稳定、可靠的专业应用网络环境。

目前，油田企业随着基础网络建设的部署，各领域都通过拥有层次化模块设计以及先进技术的有线网络所覆盖，将高可靠性、开放性、灵活可扩展性、可管理性、安全性融合为一体，使中国石油基础网络建设具有一定技术和需求的前瞻性。但是，随着中国石油网络改进的推进，业务不断的发展，部分专业应用无法在有线网络中传输数据，给网络中应用系统造成了瓶颈，这些网络瓶颈，一般会有以下几种:

地域问题

各作业小队分散或者海上油井，在铺设光缆造价过高或根本无法架设光缆时，实时数据无法传送给相关人员。

环境问题

严酷的工作环境是有线链路以及设备所不能接受的，例如高温，剧毒、天寒等恶劣的环境下。

人员问题

处于移动状态的工人无法和在办公室的专家一样获取内部资源和数据，使得在野外作业的人员与专家无法沟通，在这种情况下，专家不得不到现场进行指导作业。

资源有限

各数据采集点无法进行昂贵的链路铺设、不能保证有线设备的机房等各种资源有限原因，使重要的生产数据不能及时传输给相关人员。

在以上几类环境下，现有的网络无法保障重要数据的基本传输，使重要的生产系统无法正常上线，降低了企业生产力，致使企业蒙受巨大损失，然而无线技术凭借灵活高效的组网方式，能够解决这一系列的问题。

无线应用遍地开花

目前，无线网络已经有效结合有线网络，一同渗透到了中国石油信息化建设中各个角落。无线组网技术所涉及的领域有: 油田企业钻井装置、炼化石化企业的生产装置、销售企业加油站、长距离输油管道等。各个领域采用的无线组网技术各不相同，普遍采用的无线技术为Wi-Fi、TD-SCDMA、Mesh、WIMAX、3G等技术，这些组网技术相互结合或者与有线网络相结合，使中国石油在企业内部组成了一张“紧密的大网 ”。

中国石油众多油田是以石油天然气勘探开发为主营业务的，石油行业的油田、石油管道的生产作业多是在比较荒芜、偏僻，甚至恶劣的环境中进行，安全管理更需要实时监控各生产环节作业情况的变化，以便及时采取应对措施。油田企业需要实时监控油罐储量情况、油井生产环境等环节，但有线网络无法完全覆盖整个油田企业。为了解决油田企业网络覆盖问题，无线网络与有线网络有效结合在一起，可满足油田企业的以下几大需求:

1. 需要通过快速响应保证最少的停机时间，通过实时的数据接入检测数据;

2. 油量数据的采集回传;

3. 温度、湿度、压力传感器的数据采集回传;

4. 作业机器工作状态的数据采集回传;

5. 需要提供资产的物理安全信息，在发生紧急事件时追踪人员行踪;

6. 远程监控重要资产的位置信息，重要资产的库存远程管理; 对重要人员的行踪远程追踪;

7. 需要为员工、访客提供基于IP的语音、视频服务，以提高生产力;

8. VoIP的应用;

9. 采用PDA或者工业无线终端进行工作;

10. IP视频监控;

需要减少采用卫星链路带来的巨额链路支出;

采用远程无线回传技术提供数据联网功能。

油田企业适用的无线技术

一、 Wi-Fi技术

Wi-Fi全称Wireless Fidelity，基于IEEE 802.11网络规范，其802.11X规范中包括: 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等多种标准。而在油田企业普遍使用的Wi-Fi标准为802.11g以及802.11a，前者为2.4GHz频段，后者为5.8GHz频段，使用数据率都为54Mbit/s。

Wi-Fi接入方式

Wi-Fi是目前发展很快的基于IP的无线网络技术，它的特点是频带较宽，但通信范围比较小，所以被定义为无线局域网。引进无线Wi-Fi技术，能在一定程度和范围解决油田企业有线技术无法满足的应用需求。

油田单井以及计量间分布比较分散，有线网络无法覆盖，一般都是通过无线网桥接入到通信中心网络， 然后数据通过有线网络传输到总部机关。

Wi-Fi的特点

集中管理的动态射频控制

快速安全漫游

实时可见的定位服务

集中实施 IDS 和 IPS 安全防护黑客

统一的有线和无线解决方案――Qos、安全认证、带宽控制

高效率的WLAN安全, 部署及管理，降低总体成本

可升级、可靠的、具有弹性的WLAN架构

Wi-Fi应用范围

数据采集系统功能

主要应用于油田抽油机、计量间等，A2系统、地面工程动态信息系统，生产数据、地调日报、地质旬报查询系统等。

视频监控系统设计

主要应用于油井设备，各作业小队以及重要生产现场。

Wi-Fi与有线技术混合组网方式，可以解决油田企业存在的建网问题。Wi-Fi和有线技术有互补趋势，在很长时间内两者将共存并相互配合。

二、 SCDMA技术

SCDMA是同步码分多址的无线接入技术，它采用智能天线、软件无线电以及SWAP+空中接口协议等先进技术，是一个全新的拥有完整自主知识产权的无线通信技术标准。

SCDMA的接入方式

SCDMA采用时分接入方式，公共信道P-CCPCH在TS0时隙发射，下行同步信道DWPTS在自己的特殊时隙发射，一方面不和业务信道共用功率，另一方面在信噪比指标方面不和业务信道相互影响。

SCDMA的特点

网络覆盖范围广，尤其对偏远油田覆盖效果非常理想，完全适合油田自动化数据采集需要;

系统性能稳定，可靠性高，巡检时间短;

系统具有语音、数据优先级设置功能，可以根据用户的需求设定各种业务的优先级，可以令数据业务优先于语音业务，以保证数据传输的实时性、可靠性;

SCDMA数据通信终端具有自我检测功能，它与外接的RTU设备具有心跳机制，在工作过程中互相监视、互相复位。

SCDMA的应用范围

自动化测控系统功能

主要应用于油田企业的电压开关、高压计量、热力系统等生产数据的自动化。

视频监控系统设计

主要应用于油田企业重要资产的监控等。

无线网络带来效益

油田企业采用无线网络后，不但增加了油井开井时率，使原油日产量有所提高，而且油井及采油设施的安全方面也得到了保证，确保了油区正常的生产秩序,减少了维护开支，有效降低了生产成本，实现了降本增效的目的，同时，也在一定程度上改善了工作人员的劳动环境，降低了工作人员的劳动强度。

使用无线网络带来的效益可归纳为以下七个方面:

1. 实时自动监测和控制油井工作状态，提高了油田企业的现代化管理水平，提升了企业的形象。

2. 减少生产管理人员，提高劳动生产率，减轻了巡检员和维护人员的工作量，节约了劳动生产成本。

3. 完全避免了巡检员因巡检不及时所带来的故障延迟、维修速度慢、生产停止、采油量减少的人为损失。

4. 承担采油设备安全生产的监测与控制，出现异常情况时，能够迅速报警，使生产管理人员在事故发生之前即采取措施，防患于未然，减少了事故损失，保护油田的采油设备。

5. 减少停产时间，提高油井采油时率，在出现故障时，能够及时准确地报警，使油井在最短的时间内恢复生产，提高油井采油时率。

6. 降低电能消耗，减少设备磨损。对供液不足的抽油井建立合理的间抽时间表，实现抽油机的间抽控制，从而显著提高泵效，降低电能消耗，减少设备磨损，延长检泵周期。

7. 信息共享，管理优化。运用Internet/Intranet技术，在油田局域网的任何计算机上均可实时监测所有油井、计量站及水井的测控数据、电流图等，实现任意时间段的历史数据查询、电流图比较和报表图表的打印功能，使油田企业进一步迈向了数字油田。

无线技术的优势与不足

无线技术自诞生以来，便以快捷高效，组网灵活为优势在飞速发展，对企业网络来说，不需要布线或开挖沟槽，大大缩短了施工时间，有线网络不能到达的地方都可以通过无线网络来实现。

在扩展能力方面，无线有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，组网就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游”（Roaming）等有线网络无法提供的特性。

无线技术具有投资的可再利用性，投入无线设备的网络环境，如果到了具备有线接入的条件或其他原因，无线设备可以轻松地再用到别的地方，而不像有线网络的线缆那样，投资很难得到回收。

不过任何技术的成长完善过程中都会出现一些问题，无线技术的成长也不例外，清醒、客观地认识这些问题，对认清无线组网的未来至关重要。目前无线网络普遍反映、具有代表意义的几个问题是:

1. 不同标准的兼容问题

现如今无线技术由于不同厂商支持不同标准，多标准造成了很多麻烦的兼容性问题，不利于企业网络的发展，给用户带来很多不便。

2. 安全问题

虽然无线网络不断完善其安全性，但与成熟的有线网络相比，还是有很多的不足，这给企业建立一套行之有效的无线网络的安全策略带来了极大的难度。

3. 带宽问题

现有无线技术原来一直存在着带宽过低的困扰，与传统有线网络技术相比，相差甚远，但随着802.11g标准的出现，带宽的问题将在不久的未来得到改善，一定能够解决无线网络带宽不足的弊端。

随着无线网络技术在国内的日益成熟，相信无线技术会解决上述不足，使无线网络越来越多地被用户所接受，从军事到民用、从企业到家用，都将铺展开来。而无线网络在各方面的发展，更将会满足企业用户对无线网络的全方位需求。从日常办公环境到跨地区的网络互联，无线网络都扮演着重要的角色。无线网络的引入，为企业提供了一种新型的网络应用平台，为企业创建了无线自由的工作空间。（作者单位: 兰州石化北京项目部）