浅析物联网区块链在石油石化行业中的应用

石油石化行业是一个资金和技术密集型行业,其上中下游各个业务领域投资巨大、人员众多,各产业价值链的关联度较高,因此高新信息技术的应用程度在很大程度上影响着石油行业的竞争能力。对于中国石油石化行业来说,油田的勘探、开发难度日益增大,如何增强油田企业的反应能力和管理水平,降低风险与成本,提升效益和安全环保水平,提高生产经营管理水平,是当前迫切需要解决的问题。物联网作为信息化与工业化融合的组合技术,可以帮助石油石化企业对产业链的过程、设备、产品进行全时空、全过程、全状态、多维度感知和透明化管理,提高管理的时效性和敏捷性,提升生产运营管理水平。因此,石油石化企业应积极开展物联网的应用,以有效提高生产运行、成本控制、安全环保管控等方面的管理水平。

1 物联网技术特点及其在石油行业中的应用现状

物联网技术诞生于20世纪90年代初,是以计算机互联网技术为基础,通过利用智能感知、识别技术、无线数据通信等先进技术,将射频设备、通信模组和智能芯片等硬件、软件嵌入到所有设备中,最终实现物品自动识别、信息互联互通以及安全实时计算。石油石化企业对物联网的应用,主要表现在利用各种在线、实时测量的感知设备,诸如安装在油气水井、管道、油气处理、加工、储运设备上的各种仪表、射频识别标签(RFID)和油气田勘探开发生产现场的视频摄像机、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议连接到企业网或/和互联网,进行信息交换和通信,初步实现了智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网在石油行业应用场景集中于开采、开发及炼化环节和销售环节。

1.1 开采、开发及炼化环节

开采设备制造、运输、安装、使用过程中,应用RFID标签,可以对整个流程进行监控、追溯,迅速便捷地查询到设备的整个生命周期信息流。

在恶劣工况领域,物联网设备可以代替人工操作进行关键数据的采集,例如温度、湿度、关键化学气体含量等,并传输到控制中心,进而避免人员在恶劣工况下施工的危险,同时还可以实现更精确、更实时的数据采集和处理。

在大范围的工作区域,例如输油管道、野外待勘测地块,嵌入物联网模组并结合边缘计算能力和分布式数据采集、处理、传输,就可以实现大范围内的信息获取,设备永久性部署后就可以在野外长期持续工作,为生产运行提供不间断的监测数据,可以大大提高工作效率、降低人工成本。

在HSE领域,利用RFID技术进行人员及设备定位,可以建立完整的安全生产环境,精确的定位、跟踪厂区内所有人员,在面临紧急情况时,可以快速定位、迅速疏散,极大的提高了安全管理和危险处理能力。

1.2 销售

在运输过程中,RFID技术可以用来追踪、定位货物,物联网传感器模块可以用来实时检测车辆状态,建立统一的云平台管理中心,实现三维实时监控。

在销售过程中,芯片技术已经在零售环节被广泛采用,如中石化加油卡就是采用了高安全级别芯片,极大地提高了资金和交易的可靠性。

储油库同样是非常适合物联网应用的场景,由于存储条件要求非常高,对于检测指标类型、精度都要求很高,物联网模块可以很方便地部署在油库及其周边,完成分布式的数据采集、处理、通讯等功能,将信息汇总到云平台进行统一监控。同时基于传感器的数据采集及分析结果,物联网模块可以直接控制附近的微控制器,进而实现诸如电机的启动和停止、阀门的开启和关闭等操作,在几百毫秒到几秒的时间内,就可以实现完整的数据采集、分析、控制流程,极大地提高整个储油库的响应处理速度。

2 物联网技术在石油行业面临的挑战

石油石化的勘探、开发、炼化、运输、库存都是高危险高安全要求的环节,同时石油是国家战略资源,其开采、贸易都属于国家级别的重要业务。而互联网+物联网在带来便利、降低成本的同时,仍有一些问题和挑战需要解决,主要表现在以下几个方面：

2.1 安全问题

RFID属于物联网中技术比较成熟、应用较为广泛的技术,但在安全性上面,缺乏技术标准和方法,未形成综合全面的物联网安全体系。一是RFID的通讯模式采用非接触式远距离读写的方式,通过了RFID的认证就可以读写标签上的内容,通常情况下写操作的认证权限设置较高,而读操作的权限设置较低,射频识别标签发送的企业／个人物品信息可能被截获和篡改。二是对于企业机密的保护,虽然可以采用加密的办法,如采用CPU芯片并且采用国密、RSA或者AES安全算法可以在数据传输和存储中提高信息的安全性,但如何便捷部署加密算法和利用密钥分配机理是物联网面临的挑战。

文章来源：《石油石化物资采购》 网址: http://www.syshwzcg.cn/qikandaodu/2021/0613/648.html