項目名稱

邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術及應用

推薦單位

中國石油大學（華東）

項目簡介

油氣領域高效、節能、綠色發展是實現國家油氣領域可持續發展戰略的重要保障。利用現代化信息技術實現智能化管控與決策對完成上述目標具有重大意義，也是油氣領域亟待解決的關鍵問題。本項目從基礎理論、決策關鍵技術、大規模示范應用三方面建立了完整的油氣物聯網智能決策體系，發展了智能決策關鍵技術：在數據層面上，實現了油氣領域的數據處理、共享及有效利用；在業務層面上，實現了業務自動重構和業務流智能調控；在系統層面上，研制了邊緣設備單元及嵌入式智能程序、云端一體化油氣物聯網智能決策平臺。

本項目取得了以下創新性研究成果：

（1）創新性地提出了油氣開采領域基于知識、數據與事件的混合驅動（KDEMD）模型的知識圖譜構建方法和基于對抗性分化嵌入向量的自動演化機制，解決了從數據到知識、從知識到決策的自主迭代和演化問題，實現了對知識和數據的智能管理及一致性邏輯分析。

（2）首次提出了油氣開采領域邊緣與云端協同的動靜態融合智能決策模型，建立了邊緣端實時數據與云端離線數據快慢相結合的大數據分析處理平臺。解決了油氣物聯網海量數據存儲、傳輸困難，以及不同時間尺度的數據融合與綜合分析利用等突出問題，實現了邊云協同的新型快速決策能力，提升了生產管控的時效性。

（3）系統提出了油氣物聯網智能決策的 DACVI（定義-分析-構建-驗證-實施）實施方法論，創建了知識與數據雙向驅動的油氣開采“四環聯動”優化模式。DACVI 綜合借鑒了 DMAIC 過程改進方法論、DFSS 設計方法論和 CRISP-DM 數據挖掘方法論，形成了業務過程的自動優化過程和智能決策技術實現的適用方法，能夠指導構建新的智能業務流程，以及智能生產運營體系的實現方法，實現系統的持續學習和持續優化創新。

（4）研制了邊緣設備單元及嵌入式智能程序、云端一體化油氣物聯網智能決策平臺，實現了邊緣與云端有機協同的智能閉環管控。實現了對行業海量數據的全面感知，油氣物聯網邊緣與云端數據的深度集成與協同分析，形成了智能化管控、網絡化運維、個性化定制、服務化延伸的新型油氣互聯網智能決策生產模式，以及相關技術體系和建設方案。本項目先后獲得國家科技部創新方法工作專項、國家自然科學基金等 4 項國家及省部級項目的支持；申請國家發明專利 24 項，授權 16 項；登記軟著 22 項；發表學術論文 105 篇，其中 SCI 期刊論文 63 篇；培養博士 8 名、40 名碩士，先后培訓專業技術人員 300 余次。項目成果的應用已取得超過28 億元的經濟效益。 

主要完成單位及推廣創新貢獻

第一完成單位

單位名稱

中國石油大學（華東）

對本項目的貢獻：

中國石油大學（華東）作為第一完成單位，持續開展有關理論、方法和應用技術攻關，并參與指導了項目成果的推廣應用，為本項目做出以下貢獻：

1、提出了油氣開采領域基于混合驅動模型的知識圖譜構建方法和基于對抗性分化嵌入向量的自動演化機制，系統地構建了油氣開采領域完整的知識體系，對創新點 1 有貢獻；

2、建立了云端離線數據快慢相結合的大數據分析處理平臺，參與構建了油氣開采領域邊緣與云端協同的動靜態融合智能決策模型，對創新點 2 有貢獻；

3、系統地提出了油氣物聯網智能決策的 DACVI 實施方法論，對創新點 3 有貢獻；

4、參與了邊緣與云端有機協同的智能閉環管控系統的研發，對創新點 4 有貢獻；

在開展上述技術研究的同時，將邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術推廣應用。通過本項目研究，申請國家發明專利 12 項，授權 6 項；登記軟著 8 項；發表學術論文 73 篇，其中 SCI 期刊論文 41 篇；培養博士、碩士 36 名，先后培訓專業技術人員 300 余次。

中國石油大學（華東）為邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術推廣應用做出了突出貢獻。

第二完成單位

單位名稱

重慶大學

對本項目的貢獻：

重慶大學作為主要完成單位，持續開展有關理論、方法和應用技術攻關，并參與指導了項目成果的推廣應用，為本項目做出以下貢獻：

1、提出了一種基于知識和數據雙向驅動方法將機理知識和數據規律融合，為邊云協同的油氣物聯網智能決策和自動推理提供了支撐。對創新點 1 有貢獻；

2、提出了基于分布式文件系統和內存計算技術構建了快慢相結合的大數據分析處理平臺，建立了油氣開采并行挖掘算法庫，對創新點 2 有貢獻；

3、提出一種基于工業工程的可持續優化運營系統和方法，將此工作流方法應用于油氣、單井，實現智能管理，對創新點 3 有貢獻。

在開展上述技術研究的同時，將邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術推廣應用。通過本項目研究，在國內外雜志和會議上發表學術論文 33 余篇，其中 SCI 檢索 27 余次，其中 IEEE Trans系列期刊 13 篇，授權專利 20 項，CCF 推薦會議 11 項。CCF 推薦會議年度最佳論文獎 2 次。

重慶大學為邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術推廣應用做出了突出貢獻。

第三完成單位

單位名稱

宇動源（北京）信息技術有限公司

對本項目的貢獻：

宇動源（北京）信息技術有限公司為主要完成單位，持續開展關鍵技術攻關，參與了項目成果的推廣應用，為本項目做出了如下貢獻：

1、在動態分布、多源異構環境下，設計了數據集成、數據治理、數據支撐為平臺的 BI （BusinessIntelligence）一體化架構，實現了對行業海量數據的全面感知，油氣物聯網邊緣與云端數據的深度集成與協同分析，對創新點 4 有貢獻；

2、智能服務軟件的油氣物聯網智能決策平臺應用與推廣，對創新點 4 有貢獻。

宇動源（北京）信息技術有限公司為邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術及應用做出了突出貢獻。

第四完成單位

單位名稱

北京智匯大成科技有限公司

對本項目的貢獻：

北京智匯大成科技有限公司作為主要完成單位，持續開展關鍵技術公關，參與了項目成果的推廣應用，為本項目做出了如下貢獻：

1、在單井智能生產業務優化方面，按照精益管理方法研究了油氣開采業務中需要優化提升的主要問題，設計了業務過程自動優化改進流程。

2、研制實現了油氣開采數據治理平臺、數據挖掘與知識應用中間件、單井智能生產管理系統，并提供了完整的技術文檔和操作手冊。對創新點 3 有貢獻。

3、協助完成了油氣開采企業的推廣應用，應用前面研究的方法和工具，建立起單井預測預警、原因分析、生產優化等環節的智能化閉環管理模式。對創新點 3 有貢獻。

北京智匯大成科技有限公司為邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術及應用做出了突出貢獻。

第五完成單位

單位名稱

益和電氣集團股份有限公司

對本項目的貢獻：

益和電氣集團股份有限公司為成果的主要完成單位，協助中國石油大學（華東）開展了關鍵技術的研究工作及項目成果的推廣應用，為本項目做出了如下貢獻：

1、在裝備管控方面，根據領域知識圖譜構建和自動演化更新方法研究了裝備管控業務中需要優化提升的主要問題，參與設計了部分裝備管控、維護過程自動優化改進流程。

2、協助完成了油氣開采企業的推廣應用，應用前面研究的方法和工具，形成了實時精準的狀態監測、故障診斷及預測、智能運維決策等環節的智能裝備管控模式，實現了高效的人-機聯動機制

3、主導完成了邊緣端實時數據與云端離線數據快慢相結合的大數據分析處理平臺的應用推廣工作，實現了邊緣與云端有機協同的智能閉環管控，形成了智能化管控、網絡化運維、個性化定制、服務化延伸的新型油氣互聯網智能決策生產模式，起草了邊云協同的油氣開采工業物聯網智能決策的建設標準。

益和電氣集團股份有限公司為本成果軟件產品的研發與成果應用推廣做出重要貢獻。

推廣應用情況

項目成果在中石化勝利油田、中海油湛江分公司、中石油大慶油田、益和電器集團有限公司等進行了示范應用，平均提高生產時率3%以上，減少作業次數16%，得了顯著的經濟價值和社會效益。在最近3年的推廣及應用中，本成果已經為相關企業取得28億元的經濟效益，在邊云協同的物聯網智能決策領域具有明顯的技術優勢，推廣應用前景非常廣闊。

主要應用單位情況

曾獲科技獎勵情況

主要完成人情況表

第1完成人

姓名

宮法明

技術職稱

副教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

本課題負責人，負責項目的全面構建與組織實施，主導完成了邊云協同的油氣物聯網智能決策關鍵技術及應用，參與了項目的推廣應用。對創新點1和4有突出貢獻，主要表現在：（1）提出了油氣開采領域基于混合驅動模型的知識圖譜構建方法和基于對抗性分化嵌入向量的自動演化機制；（2）解決了從數據到知識、從知識到決策的自主迭代和演化問題；（3）實現了對知識和數據的智能管理及一致性邏輯分析。

曾獲科技獎勵情況：油氣開采大數據技術研究，山東省高等學校優秀科研成果二等獎， 2016年，排名第一；石油大數據治理及智能生產應用技術研究，濟南計算機科學技術一等獎，2016年，排名第一。

第2完成人

姓名

王淑棟

技術職稱

教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要骨干，負責項目的算法設計及建模驗證。對創新點1和3有突出貢獻，主要表現在：（1）構建了石油本體數據，填補了石油領域本體的空白；（2）創建了知識與數據雙向驅動的油氣開采“四環聯動”優化模式。

曾獲科技獎勵情況：生物計算理論及其在系統生物學中的應用，青島市黃島區自然科學一等獎，2015年，排名第二；生物計算理論、模型及優化應用，山東省青島市自然科學二等獎，2015年，排名第一。

第3完成人

姓名

吳春雷

技術職稱

副教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要骨干，負責項目的理論研究和技術研發工作。對創新點3有突出貢獻，主要表現在：（1）提出了油氣物聯網智能決策的實施方法論；（2）完成了智能決策模式設計、知識驅動的智能決策實現和可持續優化運營體系的研究。

曾獲科技獎勵情況：油氣開采大數據技術研究，山東省高等學校優秀科研成果二等獎，2016年，排名第三；石油大數據治理及智能生產應用技術研究，濟南計算機科學技術一等獎，2016年，排名第三。

第4完成人

姓名

龐善臣

技術職稱

教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要骨干，負責項目軟件理論及關鍵技術的研究，對創新點3和4有突出貢獻。主要表現在：（1）基于企業實際需要，將項目研究成果、方法研究成果和單井智能生產應用成果，研究形成油氣開采智能生產構建的實施方法論；（2）指導油氣開采智能生產應用模式的推廣。

曾獲科技獎勵情況：動態工作流的建模理論及方法，青島市自然科學二等獎，2011年，排名第一；工作流的建模與動態構建技術研究及應用，山東省科技進步二等獎，2011年，排名第二；山東省第十屆青年科技獎，2015年，獨立。

第5完成人

姓名

夏云霓

技術職稱

教授

完成單位

重慶大學

工作單位

重慶大學

對本項目主要學術貢獻：

項目主要骨干，負責項目的理論研究與技術支持工作。對創新點2有突出貢獻，主要表現在：（1）提出了一種云數據中心任務分配方法，提升了云端處理的速度；（2）具體參與了知識驅動的邊云協同動靜態融合決策機制理論基礎研究。

曾獲科技獎勵情況：智慧金融中的集成生物識別關鍵技術及應用，吳文俊人工智能一等獎，2018年，排名第七；高維數據挖掘算法及可信服務計算預測模型研究，重慶市自然科學3等獎，2017年，排名第二；重慶市“創新青年科技人才”稱號，2014年，獨立；基于北斗系統的災害監控預警平臺關鍵技術及應用系統研究，四川省科技進步一等獎，2015年，排名第八。

第6完成人

姓名

董玉坤

技術職稱

講師

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，負責項目的理論研究與技術研究。對創新點2有突出貢獻，具體表現在：參與了智能服務軟件關鍵技術的理論基礎研究，優化了油氣開采的流程設計。

曾獲科技獎勵情況：知識驅動的油氣開采智能生產關鍵技術，中國產學研合作創新成果獎，2018年，排名第四。

第7完成人

姓名

周林蕻

技術職稱

教授級高工

完成單位

宇動源（北京）信息技術有限公司

工作單位

宇動源（北京）信息技術有限公司

對本項目主要學術貢獻：
項目主要研究人員，在項目負責軟件開發及推廣應用。對創新點4有突出貢獻，具體表現在：（1）實現了B1企業平臺構建；（2）智能服務軟件的油氣物聯網智能決策平臺應用與推廣。

曾獲科技獎勵情況：

第8完成人

姓名

安豐永

技術職稱

高級工程師

完成單位

北京智匯大成科技有限公司

工作單位

北京智匯大成科技有限公司

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，在項目中負責油氣開采領域知識圖譜構建、軟硬件開發，并對技術進行推廣。對創新點 1和3 有突出貢獻，具體表現在：（1）建立油氣開采領域的知識圖譜；（2）實現了油氣開采數據治理平臺、數據挖掘與知識應用中間件、單井智能生產管理系統；（3）完成了油氣開采企業的推廣應用。

曾獲科技獎勵情況：知識驅動的油氣開采智能生產關鍵技術，中國產學研合作創新成果獎，2018年，排名第6；大數據環境下油氣開采智能生產關鍵技術，中國石油和化學工業聯合會科學技術獎，2018年，排名第七。

第9完成人

姓名

孔祥沖

技術職稱

高級工程師

完成單位

益和電氣集團股份有限公司

工作單位

益和電氣集團股份有限公司

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，在項目中實現了裝備管控、維護過程自動優化改進流程，并對技術進行了推廣應用。對創新點4有突出貢獻，具體表現在：（1）建立了精準的狀態監測；（2）建立了故障診斷及預測、智能裝備管控模式，實現了高效的人-機聯動機制。

曾獲科技獎勵情況： XGN86－12箱型固定式交流金屬封閉開關設備，區科技進步二等獎，2013年，排名第三；ZF10B-126型氣體絕緣金屬封閉開關設備，市科技進步二等獎，2009年，排名第四；XGN46-40.5箱式氣體絕緣金屬封閉開關設備，獲區科技進步二等獎，2012年，排名第四；ZF口-252氣體絕緣金屬封閉開關設備，獲市科技進步獎三等獎，2014年，排名第九。

第10完成人

姓名

王珣

技術職稱

副教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，負責項目的智能決策算法設計。具體參與了邊云動靜態模型的理論基礎研究，對于創新點2的有重要貢獻。

曾獲科技獎勵情況：知識驅動的油氣開采智能生產關鍵技術，高?？蒲袃炐愠晒効萍歼M步二等獎，2017年，排名第七。

第11完成人

姓名

劉昕

技術職稱

副教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，負責項目的智能決策算法設計。具體參與了邊云協同云端協同算法的優化，對于創新點2的大數據數據處理方法與優化流程設計有重要貢獻。

曾獲科技獎勵情況：輿情大數據分析挖掘技術，青島市年度大數據優秀學術成果獎，2018年，獨立；基于模糊多目標協同評價的業務流程家族配置；東營市科技情報成果一等獎，2015年，排名第三。

第12完成人

姓名

王雷全

技術職稱

高級工程師

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，負責項目的軟件關鍵技術，具體參與了邊緣設備單元及嵌入式智能程序的正確性的驗證，對于創新點4的嵌入式設備的開發有重要貢獻。

曾獲科技獎勵情況：

第13完成人

姓名

崔學榮

技術職稱

教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，負責項目的邊云協同理論研究。對創新點2有突出貢獻，主要表現在：（1）提出了一種固定周轉時延的超寬段無限測距方法，提升了邊云通信能力；（2）提供了實時與離線數據的共同支撐。

曾獲科技獎勵情況：多源信息融合的高精度無縫定位車載終端的技術創新與產業化應用，青島市科學技術進步獎二等獎，2017年，排名第一；“重點運輸過程監控管理服務示范系統工程”車載終端及平臺的研制，中國智能交通協會科學技術獎三等獎，2014年，排名第一；BDS/GPS雙模智能車載終端的研制與應用，中國衛星導航定位協會科學技術獎一等獎，2013年，排名第一。

第14完成人

姓名

龔安

技術職稱

副教授

完成單位

中國石油大學（華東）

工作單位

中國石油大學（華東）

對本項目主要學術貢獻：

項目主要研究人員，在項目中實現了智能電廠故障檢測、裝備檢測智能優化算法，并對邊云協同技術進行推廣。對創新點2和 4 有突出貢獻，具體表現在：（1）參與研究了大數據分析處理技術；（2）協助完成了邊云協同的新型快速決策能力的建立。

曾獲科技獎勵情況：以深部調驅為中心的改善水驅技術，教育部科學技術進步一等獎，2009年，排名第十；下一代網業務沖突動態監測和動態解決方法的研究，山東高等學校優秀科研成果三等獎，2006年，排名第五。