驰骋在数字信息传输天地
——天津开发区星力游戏网络设备有限公司科技创新纪实
本报记者 王宝琳 通讯员 李彩霞
当一个新产品问世，市场上就会出现形形色色的复制品。按理说，后来的产品要比先前的产品先进一些，或者更实用一些。但是，现在的复制品大多只复制了原创产品的皮毛，不得其精髓，投放市场后，质量大打折扣，“一颗老鼠屎坏了一锅汤”。作为媒体记者，有责任将原创产品的研制过程告诉读者，以正视听,还产品的本来面目，为消费者澄清事实。———记者手记
对于北京奥运社区宣武区椿树园小区的居民来讲，每两月一次的进户抄水（气）表让他们感到生活中的不便。哪天要查表了，抄表员把告示往电梯间门口一贴，看到告示的居民到时一定在家候着。虽然不是很麻烦，但张先生老觉得几千户居民都为自来水（燃气）公司服务，本末倒置了。抄表员也有怨气，现在新建小区的居民拿到钥匙后左装修右装饰，把个不怎么美观的铁疙瘩水表藏在了不被看到的犄角旮旯里，抄表员总得低头猫腰、借着手电光才能勉强看到。这番情景发生在信息传输发达的现代化大都市里，应该说是一种缺憾。是没有成熟的技术吗？
答案是否定的。早在10年前，天津市塘沽区星力游戏智能设备有限公司，在国内供水行业会议首次提出无线抄表产品是“抄表到户”方向性产品的理念；2001年12月份，星力游戏无线抄表产品第一代居民表问世。一个像对讲机模样的无线水表被挂在居民家中普通水表上方，由一根导线连接；在一个门洞的各层楼道里分别安装一个采集器，如果是高层楼房还需加装中继器。抄表时，抄表员持像手机一样的“无线抄表器”到居民楼道里对准采集器按键，该楼门居民户的用水量一目了然。无线水表使用电池，每6年更换一次，而采集器或中继器使用市电。第一代产品虽然简单了一些，甚至技术还不是很完善，但是，星力游戏的无线抄表产品是国内第一款、也是唯一无线抄表产品，它把先进的理念变成了产品，用先进技术解决了老百姓的生活难题。它代表了时代发展方向，具有划时代意义。
无线抄表的倡导者
有资料显示，从1949年1月到2002年1月，在跨度长达53年的时间里，塘沽区居民由原来的5万余户增长到15万余户，共50多万人，可在这些居民中，有65％以上的住户，家里没有自来水水表，只能是按照共用的700余个总水表计费方式纳费，出现了水费过高或水表跑冒滴漏等问题，再加上多数情况下采取市民轮流抄收的方式进行水费结算，产生的不合理缴费达10万多起，要求改变水费抄收办法的呼声从未间断。塘沽区人大和政协共收到人大代表和政协委员要求解决抄表入户的意见、建议和提案达数十件，群众来信上千封。
从2002年1月起，塘沽区委、区政府顺应群众的要求，把实施抄表到户工程作为政府为市民办理的头等实事来抓。政府克服各种困难筹资1.15亿元，历时630天，给15万户居民免费安装了星力游戏的无线抄表产品，把长达50多年的“老大难”问题圆满解决。这种由政府出资，为数十万百姓免费安装无线水表的民心工程不仅在天津市是首次，在全国也属首开先河，成为国内无线抄表的标志性工程，曾得到国内众多媒体的关注。
随着在塘沽区的大量应用，星力游戏一代产品的缺陷也逐渐暴露出来：中继、采集设备使用市电，故障影响面大，服务费用高；多个室内无线表对楼道单个采集器单一路径传输，数据效验效果差，通讯故障难以避免。针对发现的问题，以享受国务院特殊津贴专家丛汲泉研究员领衔的项目组历时2年，取得了微功率无线抄表技术的重大突破。于2005年5月推出代表当今微功率无线抄表产品最高水平的换代产品。与第一代产品相比，二代产品更加简洁。它取消了中继器和采集器，一个门洞不管有多少层，门洞内各户无线表构成微型微功率无线网络。抄表时，抄表员持抄表器可一次性将同一微网中的水表信息集中抄出。据介绍，换代产品采用的核心技术，就是他们的专有技术———微功率无线网络技术：利用现场无线表的双向无线特性，结合多频点无线跳频技术，构建现场微功率无线网络，此网络中的所有无线表均实现多传输路径的无线通讯，数据集中于指定虚拟采集器（某现场无线表）内，从环境的适应性到运行的可靠性都产生了质的飞跃，进一步确立了星力游戏无线抄表产品的领导地位。近几年，二代产品在天津、河北、辽宁等地大规模应用后发现，其适合于高层、多层或各种复杂房型的住宅，数据准确、维护简单、运行费用低，而且扩展性也好。
安装一代和二代无线水表后，都需要抄表员持无线抄表器到居民楼内采集表数。二代无线表推出半年后即2005年年底，星力游戏又推出无线远程集中抄表系统，免除抄表员深入居民楼之苦，居民无线表通过构建的两级微功率无线网络，形成小区数据集中，然后通过GPRS方式，传送至远程服务器，自来水公司需要这些数据的部门根据授权可在本地计算机上获取这些数据。
据塘沽区星力游戏智能设备有限公司总经理邓兆训介绍，截至目前，星力游戏无线抄表产品实现抄表到户的几年里创下了多项国内之最：投放市场的第一款户表，边施工边运行；唯一实现地级城市覆盖应用的产品，稳定运行6年已达电池更换周期的智能化水表；唯一经历水司改制，经过中法水务公司严格管理考核的产品。因此，将“无线抄表的倡导者”的光环戴在他们的头上，恰如其分！
引领无线抄表潮流
成立于1999年5月的塘沽区星力游戏智能设备有限公司，隶属于天津开发区星力游戏网络设备有限公司，与具有独立法人资格的子公司泰华科技公司，共享整合的资源平台，又各有独立的经营体系。塘沽区星力游戏智能设备有限公司致力于供水领域智能测控产品的研制，120名员工，具有大学本科以上学历的有78人，享受国务院特殊津贴专家1名，业内许多知名专家顾问提供咨询服务，同国际相关知名公司有着良好的互动交流。公司下设3个合资合作公司，3个地区营销中心，与国内50余家地级以上水（气）公司保持良好的合作关系。对行业深入了解结合较强的创新能力，使公司先后推出了一批具有影响力的产品。其实，在居民无线抄表一、二代和远程集抄产品之前，星力游戏就推出了供工商企事业单位使用的井表无线抄表一、二代产品和井表无线集中抄表一、二代产品；在2003年7月又推出了与之配套的应用于区域漏失分析的用水（气）曲线记录仪、2004年底推出了供水（气）远程监测系统，2005年将无线抄表系统推广到燃气户表。无论是从横向还是从纵向，星力游戏在国内始终引领着无线抄表潮流。
在这里值得一提的是，井表无线抄表产品独特的构成系统反映出科研团队的创新能力。系统由4部分构成：发讯水表（利用传感器将水表机械读数转变为具有点信号输出功能的水表，利用现有普通水表改造成光电式远传水表，且实现系统的低功耗设计是星力游戏公司的专有技术）———智能计数单元（采集、处理、存储水表流量信息，并实现无线通讯的现场电子设备，可配接目前市场所有类型传感器）———手持抄表器（在表井周围10米范围，10秒内即可将水表信息抄出。存储2000条用户信息，安装充电锂电池，可浏览用户ID、抄表时间、水表指数、35天用户日用水量或小时用水量，自动比较水量差率和井况信息）———系统管理软件（可按照用户要求量身定制各种管理项目）。
对于那些洗车房（洗浴）和餐饮等重点用户、边远地区的企事业单位和发电厂等用水大户，星力游戏公司又为井表无线抄表研制了远程监测系统。该系统既可配接水表，又可配接燃气补偿仪、流量计、压力传感器、水质传感器等。该系统与其他产品相比较，结构复杂，科技含量高。一个像电视天线的LG远程监测仪连接在发讯水表上，负责水表信息远程传输，置于表井内及各种恶劣环境中，微功耗设计、电池供电，信息采集间隔1小时、每日远程传输1次；第二种远程监测仪像带天线的半导体，它与流量计（或燃气补偿仪）等设备连接，负责流量、压力等信息的远程传输，采集间隔可设计，最小采集间隔为5分钟，远程传输间隔可设计，最小上传间隔为5分钟；远程监测仪实时采集现成设备或传感器的信息，并保存起来，当设备运行到预先设定的时间，内置GPRS通讯模块的监测仪就开始工作，将采集到的流量数据向管理系统发送；在一台通讯服务器上安装通信平台软件，接收远程监测仪上传的数据，并集中、分发、保存；各个用户可以连接到通信服务器上共享远程数据，各自可浏览、查询、打印和分析等操作。在这套远程监测系统中，包括通信服务器、数据服务器和应用终端组成的远程通讯平台组网方式灵活，所以，网络变化或新增设备都不必改变通信服务器配置。
不该遇到的阻力
随着产品应用范围的扩大和科技含量的不断提升，星力游戏无线抄表产品知名度越来越高，特别是在天津市塘沽区民心工程中的成功应用，国内掀起了无线抄表产品的开发热潮，陆续推出类似星力游戏第一代技术的无线抄表产品，使无线抄表市场鱼龙混杂。
据了解，目前号称拥有无线抄表产品的生产商很多，其产品以原理试验或实验室验证居多，真正经实践验证的厂家很少。由于自主创新能力较弱，这些厂家只学到了皮毛，而没有掌握其核心技术，更谈不上消化再创新。因此，模仿出来的无线抄表产品科技含量低、质量差，不但没给居民带来便利，反而引起了一些居民和供水、供气公司的反感。俗话说“一条鱼满锅腥”，在鱼龙混杂的市场上，包括星力游戏这样的原创产品也跟着背黑锅，推广遭遇阻力。
如何辨认星力游戏公司产品，专家告诉消费者,首先看外表，星力游戏产品一般标有公司商标和公司全称：天津塘沽区星力游戏智能设备有限公司（或天津开发区星力游戏网络设备有限公司）及联系方式：022-26579998。其次注意产品说明书，星力游戏品牌与其他品牌的根本区别在于产品的核心技术性能，星力游戏产品有“微功率无线网络构建”“低功耗光电传感器”等17项专利技术，这一点无人与之比拟。
如果楼房居民改用无线抄表产品，星力游戏公司专家说，“改造也很简单”，在既有建筑里安装无线抄表产品就是将现有的“普通水（气）表”换装成“无线表”即可。换表操作用时与水（气）表的例修例换的工作量相当，用时相差无几，换表操作不会对居民生活造成影响。
当今时代，各个领域的新技术新产品层出不穷。搞过油田测井工作的人都知道，现在测井仪器多种多样，声波测井仪、阵列感应测井仪、成像测井仪等不胜枚举。天津泰华公司技术人员可贵之处是将这些已有的仪器进行集成创新，挖掘它们1+1=3的潜能，用以弥补技术空白，其难度不亚于研制一台新仪器。———记者手记
油田测井作业就是使用测井绞车，把各种测量地层物理参数的测井仪器下放到井中，沿井身移动，把地层和共眼的各种参数，如电阻率、声波时差、声波幅度、放射性强度、井径等，以电信号的形式，通过电缆传到地面，再由测井仪器车上的地面记录系统，记录下来。目前先进的测井车可以在现场直接进行解释处理，我们现在用的测井车，必须把记录资料带回解释中心再解释，进而得出的油水层、水淹层等参数，这一过程为测井。
在缝隙中诞生
在石油勘探中，测井仪器发挥着重要的作用，以前我国测井仪器大多依赖进口。近年来随着企业自主创新体系的建立，测井仪器的研发和制造日趋成熟，研制出各式各样的测井仪器。随着芯片技术、通信技术及数字化技术的日益更新和发展，目前，这些在我国各大油田已经大量应用的井下仪器低速的数据传输系统已不能有效满足高速传输的需要，如何让传输速度快起来，就成了急需解决的问题。
一面是各式各样的测井仪器，一面是低速数据传输系统，制约测井技术发展的缝隙被天津市泰华科技有限公司的技术人员牢牢地盯住，他们打算用自己的智慧将现有的测井仪器连接起来，打造现代化的测井平台。
想得容易，做起来就难了。打造测井平台，需要将各个厂家的不同规格的产品组合成一个应用平台，其间各只仪器与系统的匹配程度，仪器本身的性能参数和系统整体性能的相关性，都会对整个应用平台的技术层次和应用适应性有着重要的影响。实际上，在应用层面，每一只仪器都有它的优缺点，如何站在整体的高度和应用的角度对各个部分的功能、性能进行优化整合，提高测井技术的整体性能？只有全面了解和熟悉整个测井工程业务流程、传感器采集信号到数字信号转换流程、数字信号传输流程、地面系统对井下数据的解析流程、以及可靠的供电保护流程等一系列流程的应用者才可以做到，有着雄厚科技实力的天津市泰华科技有限公司非我莫属。
不息的创新源泉
天津开发区星力游戏网络设备有限公司子公司泰华科技有限公司，坐落在天津市红桥区丁字沽一号路永明大道5号。老板、员工加起来还不到50人，就是这样一个小企业，他们个个都是行家里手，本科以上人员占80%%，具有中高级技术职称的人员占20%%左右。公司有一支高素质的研发团队，是公司不息的创新源泉。资深技术专家丛汲泉先生，毕业于北京大学数学系和计算机系，有着50多年的惯性导航理论和实践经验，对于构建基于重力加速度和地磁场作用的轨迹控制的应用数学模型有着极高的理论和应用水平；公司总经理李成军先生，在有/无线通信传输、高速数据通信、工业化智能控制领域有着国内外顶级水平，第一代PCM9801组合测井平台就是由李成军先生主持设计的，至今在大庆油田应用已经超过10年了；资深结构工程师姜金生先生，有着丰富的大型工业产品结构设计经验，对材料力学、金属/非金属材质加工工艺有着透彻的了解，对于探管的实用性、抗震性设计有着精深独到的设计见解。在这样一些各领域精英组成的核心团队的带领下，公司的技术实力不断增强，产品不断丰富，真正成为有技术、有产品、有人才、并能可持续发展的创新型企业。
为了吸引人才、留住人才，公司采用多种方式，鼓励创新、支持创新，打破常规建立破格晋升及奖励制度，为员工营造舒适环境和宽松氛围，许多员工在这里找到了与企业共同发展的机遇和动力，找到了互相尊重、互相体谅的同事和朋友。公司的技术合作方式也很灵活，为客户提供解决方案、联合研发、提供开放的协议和代码以供客户进行二次研发，不仅为自己赢得了机会，同时为客户培育了应用、维护、研发的技术队伍，真正实现了合作共赢的局面。到目前，公司相继建立起与大庆油田钻探勘测产业的合作为主，与北方环渤海经济区、天津滨海新区的工业控制产业合作为辅，以小规模的智能家居产品为补充的三大发展格局。
发展中的里程碑
泰华科技成立公司是近两年的事，但创始人和主要技术人员，从20世纪90年代开始就与大庆油田合作进行石油测井通信传输项目的研发与实施。2006年公司成立后的第一个项目正是对这个项目产品的延续与改造，客户对产品的信任与认可，成就了泰华公司这块“金招牌”。随着与大庆油田合作的日益加深，公司集中技术研发优势，于去年年末一举中标“高速数据传输平台”“高分辨率声波数字化测井”“补偿式连续测斜仪”等多个重点项目，并取得了“连斜仪改造”“源库改造”等多个技改新项目的合同，为公司的大发展树立了里程碑。
他们研制的高速数据传输平台，可完全替代和兼容现有的高分辨率快测平台井下集成仪器井下150K数传系统，实现高速数传系统和快测平台的无缝连接；井下通信协议满足高分辨率快速测井平台数据通信传输的相关需求，遥测短节与各井下仪器能够进行双向通信；能够自由挂接各种新开发的仪器，上传速率不小于200Kbps，误码率不大于10-7。该产品可有效解决勘测中的低孔、低渗、薄互层的难点，准确描述地层状况，是一种全新的、更先进、更精密的测井仪器。特别是能够对薄油层进行准确定位，获取大量地层信息，充分挖掘石油储量。
实现了高速数字化测井，使得多种测井仪器能同时下井测量地层信息，从而缩短了测井周期，提高工作效率。另外，测井信息的数字化能够更真实直观地反映地层信息，消除长电缆对模拟信号的衰减和影响。本产品的诞生，填补了测井技术空白，使测井费用大幅降低。
声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同特性进行的一种测井方法。通过在井中放置发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应地辨别岩性。
高分辨率声波测井仪应用于石油测井及地质勘探领域，主要是在井下进行AD采样，并记录数据；同时将所需要的声波时差量计算出来，然后通过总线将波形的采样信号、声波时差及补偿声波时差上传。通过测井电缆实现井下仪器和地面测井系统之间信息的高速传输。
高分辨率声波测井仪，完成高分辨率声波时差求取及补偿声波时差求取及相关数据传输技术，从而实现下列功能：1.统一由上层软件控制声波测井以及上传测井数据；2.在井下完成声波波形的取样，声波时差以及补偿声波时差的求取；3.能够达到使用要求的高分辨率。
高分辨率声波测井仪区别于传统的声波测井仪的优势在于消除了测井电缆对声波信号的衰减和干扰，从而提高测量精度；采用多通道采集，保证了深度推移的严格对应，从而正确反映地层信息；可通过地面系统调整井下仪器的工作参数，使其工作于最佳状态，测量更准确；消除了接收探头信号因长线传输而产生的共模干扰，使得接收的信号更真实。
数字式连续测斜仪是在石油测井钻探中，对测井、钻斜井及定向井时，测量自身轨迹（方位、倾角、工具面）的专用仪器，它采用高精度的惯性导航部件———磁力计、加速度计等传感器采集数据，通过MCU及微处理器的处理计算，连续得到井斜、方位、倾角的一组数据。
从原理上说，测钻井工程中的井眼轨迹控制与航空航天运载器轨道控制是完全相同的，测斜仪是石油工人的眼睛，为测钻井井眼控制提供必要的信息。
目前，广泛应用的连续测斜仪由于在使用过程中因振动等原因，导致传感器的机械定位发生偏移，从而产生测量误差。维修工作中，很难通过人工方式对传感器进行重新定位，同时，当井位斜度趋于水平时，由于目前仪器的滤波方式存在缺陷，造成测水平井时，测得的靶心偏离误差很大，且输出延迟时间较长。公司历时一年，研制出THL800补偿式连续测斜仪，其核心是以重力加速度和地球磁场强度作为参考矢量，以建立井眼轨迹控制的姿态基准。为提高测量的实时性和准确度，通过软件方式建立滤波模型，同时对传感器的安装位置进行校正补偿。
电子技术的飞速发展使得测井仪器的智能化、数字化变得极为简单。测井信息的数字化传输可以减小传输失真，并能使得地面系统依命令方式控制下井仪器，从而增加测井的灵活性和真实性。同时，测井仪器的智能化、数字化使得组合测井变得简单，一次下井可以获得多条测井曲线，从而缩短了测井时间。
数字传输能使地面系统获得更多的井下仪器信息，除了测井数据外，还可以上传井下仪的状态信息，尤其是自检信息。这使得井下仪组合串挂接热备份成为可能，从而提高测井成功率。
1998年，由公司资深工程师进行研发设计的PCM9801数据传输系统，在大庆石油测井公司应用已经超过10年了，其间，随着测井仪器及数字化通信新技术的更新换代，用户希望对原PCM9801产品进行技术升级，经过技术研发人员反复深入调研和设计调试，在短短3个月内完成了PCM9801R升级改造。改进了上传数据驱动方式，增加了监视系统运行状态的手段，提高了纠错能力，自动调节上传PCM数据包长度，保证了与现有测井仪器的可靠配接，突破了原产品的传输瓶颈，可承担所有井下测井仪器的通信中枢职责，并可为高速数据传输平台提供可靠的数据通路保证，为产品的扩大化应用提供了基础。
现在，泰华科技已是塘沽区海洋高新技术产业园区内的一个高科技企业。从去年初，公司开始与天津开发区顶嘉机械有限公司进行技术合作，先后为其开发了DJ332、DJ343系列叠带机，结束了顶嘉公司长期依赖进口设备、售后服务无法保障的困扰。该产品现已在其集团公司旗下康师傅方便面生产厂家全面应用，被评为其集团公司2007年度推出的最成功的产品之一。今年泰华科技还将为顶嘉研发新一代投包机，通过与客户建立互相信任的合作关系，进一步扩大企业在开发区的知名度。
在结束这次报道之际，我们想借用两位老总的话作为全篇的结尾。泰华科技有限公司总经理李成军先生骄傲地说，我们不仅是简单设备的提供商，更愿意作您值得信赖的技术合作伙伴；在您完美的应用系统背后，能看到我们的产品、接口、协议甚至服务，默默地为您提供强力的支持。
星力游戏智能设备有限公司总经理邓兆训先生深有感触地说，心有多大，舞台就有多大，只要有一颗强壮的“心”，就会创造出一个又一个的奇迹来。
作者：星力游戏