“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)”在新疆油田的建設及應用

文|劉健 李遠 李清輝 許國劍 王含宇 溫曉燕 程鵬

1.中國東方紅衛(wèi)星股份有限公司 2.新疆油田數(shù)據(jù)公司 3.克拉瑪依油城數(shù)據(jù)有限公司 4.航天恒星空間技術應用有限公司

一、項目背景

“一帶一路”倡議的提出被認為是中國經(jīng)濟發(fā)展的新機遇。為了在通信領域為“一帶一路”鋪平道路，未來三到五年內(nèi)，我國將發(fā)射多顆通信衛(wèi)星，實現(xiàn)“一帶一路”沿線的通信信號全覆蓋。由于衛(wèi)星資源的極大豐富，預期未來幾年，衛(wèi)星移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入將得到廣泛發(fā)展。尤其在一些特定領域，包括應急通信、海洋船舶通信、高速鐵路通信、機載通信、行業(yè)專網(wǎng)、無地面網(wǎng)覆蓋地區(qū)信息接入等，衛(wèi)星通信以其特殊的技術優(yōu)勢，具有廣泛且不可替代的應用。

2012年，國家發(fā)改委、財政部聯(lián)合批復了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項目“Ku/Ka多頻多體制油田寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)”（以下簡稱“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)”）建設項目。項目通過衛(wèi)星通信技術在新疆油田安全生產(chǎn)及信息化建設方面的綜合集成示范性應用，解決新疆油田油氣作業(yè)區(qū)地域廣闊、邊遠地區(qū)有效的信息通信手段缺乏的問題，并實現(xiàn)一批關鍵衛(wèi)星通信技術的國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化。

二、項目建設概況

“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)”項目將為新疆油田用戶建設一套衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在為油田用戶提供一個基于衛(wèi)星移動通信應用的指揮調(diào)度網(wǎng)絡，通過衛(wèi)星鏈路與地面光纖、有線網(wǎng)和無線基站等的融合，為新疆油田的生產(chǎn)、應急指揮調(diào)度綜合應用系統(tǒng)在新疆油田的全面覆蓋提供了完善可靠的通信鏈路保障，為解決新疆油田的信息傳輸提供有效的解決方案。同時，該網(wǎng)絡還可為新疆及西部地區(qū)的各行業(yè)用戶提供應急衛(wèi)星接入服務。

該系統(tǒng)的建設主要包括指揮調(diào)度中心平臺、衛(wèi)星網(wǎng)管中心站、油田及各行業(yè)的應用系統(tǒng)建設幾部分，系統(tǒng)總體組成如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體組成圖

指揮調(diào)度中心平臺是系統(tǒng)的信息匯聚及處理中心，包含了應急指揮、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、視頻會議、生產(chǎn)管理、輔助決策、網(wǎng)絡辦公和技術分析等功能應用于一體，通過地面網(wǎng)絡與衛(wèi)星網(wǎng)絡相結(jié)合的通信保障體系，實現(xiàn)采集的各類生產(chǎn)及安防監(jiān)控數(shù)據(jù)與衛(wèi)星影像、地理信息的綜合應用，為新疆油田的生產(chǎn)信息化、指揮調(diào)度、應急維穩(wěn)等提供技術支撐。

衛(wèi)星網(wǎng)管中心站是整個系統(tǒng)衛(wèi)星鏈路的核心接入點及管控中心，承擔全網(wǎng)的網(wǎng)絡管理及通信匯接功能。主要由衛(wèi)星系統(tǒng)及視頻、語音等業(yè)務管理支撐系統(tǒng)組成。實現(xiàn)了與多個地面網(wǎng)絡的接入，可實現(xiàn)各種綜合業(yè)務信息及時傳遞至指揮調(diào)度中心平臺。

根據(jù)新疆油田的實際業(yè)務發(fā)展需求，在油田信息化建設中的多個領域開展了衛(wèi)星通信的示范應用建設，具體包括在油田視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)中的應用以及在油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應用等。在這些應用中，衛(wèi)星通信主要提供了無網(wǎng)絡覆蓋地區(qū)信息接入、關鍵數(shù)據(jù)節(jié)點備份鏈路、應急通信鏈路等衛(wèi)星接入服務。應用中的業(yè)務數(shù)據(jù)通過各類衛(wèi)星應用站點接入衛(wèi)星網(wǎng)管站匯聚后，傳輸至指揮調(diào)度平臺進行綜合應用。

三、系統(tǒng)示范應用情況

根據(jù)新疆油田的實際業(yè)務發(fā)展需求，以建設的“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)”為支撐，在油田信息化建設中開展衛(wèi)星通信示范應用建設，包括新疆油田視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)及油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應用建設。另外，在新疆各行業(yè)進行了拓展應用建設，為新疆及西部地區(qū)的各行業(yè)用戶提供應急衛(wèi)星接入服務，具體包括在公安、消防、邊防等行業(yè)的應用站點建設。

1.衛(wèi)星視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)建設應用情況

項目建設完成油田衛(wèi)星視頻監(jiān)控系統(tǒng)1套，針對重點要害部位和偏遠地區(qū)無有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)的井和站庫，共完成13個重點站庫和9個沙漠腹部物資檢查站道路卡口的安防系統(tǒng)建設（見圖2）。系統(tǒng)采用衛(wèi)星通道進行數(shù)據(jù)傳輸，采集的視頻及數(shù)據(jù)通過集成衛(wèi)星終端發(fā)送到衛(wèi)星網(wǎng)管站，衛(wèi)星網(wǎng)管站將接收到的數(shù)據(jù)接入油田指揮調(diào)度中心平臺，并實現(xiàn)與市應急指揮系統(tǒng)、市報警與監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的集成應用，滿足油田公司指揮調(diào)度中心和機關部門關鍵崗位遠程調(diào)閱，并在市數(shù)字沙盤系統(tǒng)上進行集成展示，實現(xiàn)視頻與衛(wèi)星影像、地理信息、城市和油田三維模型等數(shù)據(jù)的綜合應用。

圖2 視頻安防監(jiān)控衛(wèi)星站點建設

2.衛(wèi)星油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設應用情況

建設完成了衛(wèi)星油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的示范采油廠建設，對于采油廠偏遠作業(yè)區(qū)的井、管匯閥池的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采用衛(wèi)星進行傳輸（見圖3）。對腹部油田及西北緣油田地面網(wǎng)重要通信站點建立衛(wèi)星保障機制，保證網(wǎng)絡在出現(xiàn)緊急中斷情況下，快速恢復語音通信正常。這些數(shù)據(jù)和信息通過衛(wèi)星鏈路傳輸?shù)胶蠓降恼{(diào)度指揮中心實時數(shù)據(jù)庫進行綜合處理與分析，提供生產(chǎn)實時監(jiān)控、遠程計量、工況分析、預測優(yōu)化、設備管理等功能，達到生產(chǎn)操作自動化、生產(chǎn)運行可視化、管理決策系統(tǒng)化的目的。

圖3 油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)衛(wèi)星站點建設

3.應急通信保障建設應用情況

建設完成了基于衛(wèi)星傳輸?shù)囊苿討北Ｕ贤ㄐ畔到y(tǒng)1套，包括車載站及便攜式可搬移站點，可根據(jù)需求實現(xiàn)實時的機動部署。一是在生產(chǎn)區(qū)域的應急消防、突發(fā)安全事件方面提供信息通道及現(xiàn)場指揮平臺。二是作為對應急保障體系相關應急要害崗位已有網(wǎng)絡的補充、完善和備份。本項目共建設車載衛(wèi)星站15套，包括豐田、金龍、福特、GMC等車型作為載體平臺，具備衛(wèi)星通信、圖像采集、圖像監(jiān)控、音視頻處理、集中控制等功能，能夠在移動過程中實時地保持通信車與主站之間的圖像、語音及數(shù)據(jù)的遠程通信（見圖4）。建設便攜式衛(wèi)星站7套，便攜站部署視頻會議、IP電話等業(yè)務終端，可在有緊急任務時，由人力或小型車輛運抵目的地進行布設，充分體現(xiàn)了衛(wèi)星通信部署快速靈活且不受地形條件限制的優(yōu)勢，能夠滿足移動應急通信、應急指揮等業(yè)務需求（見圖5）。

圖4 動中通衛(wèi)星車

圖5 便攜式衛(wèi)星站

四、項目應用效果

“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應用系統(tǒng)”項目的建設，對新疆油田的生產(chǎn)信息化建設，起到了積極的作用。系統(tǒng)自建成以來，運行狀態(tài)良好。

通過本項目實施，以全新的支持衛(wèi)星移動通信的指揮調(diào)度網(wǎng)絡為核心，為用戶單位提供實時指揮調(diào)度控制信息通道，優(yōu)化信息傳輸流程、減少管理層次、提升指揮調(diào)度和生產(chǎn)管理水平，有效降低各項管理費用支出。

在安全防控方面，通過視頻監(jiān)控，有效減少和預防油田偷盜，破壞油田物資情況發(fā)生；通過電子巡井、自動操控、過程監(jiān)控等功能，減少了員工操作頻次，降低危險環(huán)境下的操作風險，提高了生產(chǎn)安全水平。

另外項目的建設在應對各種突發(fā)事件、搶險救災、反恐防暴、國家安全等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

在“一帶一路”倡議的推動下，新疆作為新絲綢之路經(jīng)濟帶核心區(qū)，將迎來重大發(fā)展機遇。該項目將為全疆的農(nóng)村、教育、醫(yī)療、工業(yè)、商業(yè)等多層次多領域進行應用及運營服務，發(fā)揮衛(wèi)星應用產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展的帶動作用。