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

文|劉健 李遠(yuǎn) 李清輝 許國(guó)劍 王含宇 溫曉燕 程鵬

1.中國(guó)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(shù)應(yīng)用有限公司

一、項(xiàng)目背景

“一帶一路”倡議的提出被認(rèn)為是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新機(jī)遇。為了在通信領(lǐng)域?yàn)椤耙粠б宦贰变伷降缆?，未?lái)三到五年內(nèi)，我國(guó)將發(fā)射多顆通信衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)“一帶一路”沿線的通信信號(hào)全覆蓋。由于衛(wèi)星資源的極大豐富，預(yù)期未來(lái)幾年，衛(wèi)星移動(dòng)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(lǐng)域，包括應(yīng)急通信、海洋船舶通信、高速鐵路通信、機(jī)載通信、行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)、無(wú)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(shù)優(yōu)勢(shì)，具有廣泛且不可替代的應(yīng)用。

2012年，國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部聯(lián)合批復(fù)了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目“Ku/Ka多頻多體制油田寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)”）建設(shè)項(xiàng)目。項(xiàng)目通過(guò)衛(wèi)星通信技術(shù)在新疆油田安全生產(chǎn)及信息化建設(shè)方面的綜合集成示范性應(yīng)用，解決新疆油田油氣作業(yè)區(qū)地域廣闊、邊遠(yuǎn)地區(qū)有效的信息通信手段缺乏的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)一批關(guān)鍵衛(wèi)星通信技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化。

二、項(xiàng)目建設(shè)概況

“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)”項(xiàng)目將為新疆油田用戶建設(shè)一套衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)旨在為油田用戶提供一個(gè)基于衛(wèi)星移動(dòng)通信應(yīng)用的指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)衛(wèi)星鏈路與地面光纖、有線網(wǎng)和無(wú)線基站等的融合，為新疆油田的生產(chǎn)、應(yīng)急指揮調(diào)度綜合應(yīng)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(shí)，該網(wǎng)絡(luò)還可為新疆及西部地區(qū)的各行業(yè)用戶提供應(yīng)急衛(wèi)星接入服務(wù)。

該系統(tǒng)的建設(shè)主要包括指揮調(diào)度中心平臺(tái)、衛(wèi)星網(wǎng)管中心站、油田及各行業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)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(tái)是系統(tǒng)的信息匯聚及處理中心，包含了應(yīng)急指揮、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理、視頻會(huì)議、生產(chǎn)管理、輔助決策、網(wǎng)絡(luò)辦公和技術(shù)分析等功能應(yīng)用于一體，通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的通信保障體系，實(shí)現(xiàn)采集的各類(lèi)生產(chǎn)及安防監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與衛(wèi)星影像、地理信息的綜合應(yīng)用，為新疆油田的生產(chǎn)信息化、指揮調(diào)度、應(yīng)急維穩(wěn)等提供技術(shù)支撐。

衛(wèi)星網(wǎng)管中心站是整個(gè)系統(tǒng)衛(wèi)星鏈路的核心接入點(diǎn)及管控中心，承擔(dān)全網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理及通信匯接功能。主要由衛(wèi)星系統(tǒng)及視頻、語(yǔ)音等業(yè)務(wù)管理支撐系統(tǒng)組成。實(shí)現(xiàn)了與多個(gè)地面網(wǎng)絡(luò)的接入，可實(shí)現(xiàn)各種綜合業(yè)務(wù)信息及時(shí)傳遞至指揮調(diào)度中心平臺(tái)。

根據(jù)新疆油田的實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展需求，在油田信息化建設(shè)中的多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展了衛(wèi)星通信的示范應(yīng)用建設(shè)，具體包括在油田視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用以及在油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用等。在這些應(yīng)用中，衛(wèi)星通信主要提供了無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)信息接入、關(guān)鍵數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)備份鏈路、應(yīng)急通信鏈路等衛(wèi)星接入服務(wù)。應(yīng)用中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過(guò)各類(lèi)衛(wèi)星應(yīng)用站點(diǎn)接入衛(wèi)星網(wǎng)管站匯聚后，傳輸至指揮調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行綜合應(yīng)用。

三、系統(tǒng)示范應(yīng)用情況

根據(jù)新疆油田的實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展需求，以建設(shè)的“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)”為支撐，在油田信息化建設(shè)中開(kāi)展衛(wèi)星通信示范應(yīng)用建設(shè)，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(yīng)用建設(shè)。另外，在新疆各行業(yè)進(jìn)行了拓展應(yīng)用建設(shè)，為新疆及西部地區(qū)的各行業(yè)用戶提供應(yīng)急衛(wèi)星接入服務(wù)，具體包括在公安、消防、邊防等行業(yè)的應(yīng)用站點(diǎn)建設(shè)。

1.衛(wèi)星視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用情況

項(xiàng)目建設(shè)完成油田衛(wèi)星視頻監(jiān)控系統(tǒng)1套，針對(duì)重點(diǎn)要害部位和偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)的井和站庫(kù)，共完成13個(gè)重點(diǎn)站庫(kù)和9個(gè)沙漠腹部物資檢查站道路卡口的安防系統(tǒng)建設(shè)（見(jiàn)圖2）。系統(tǒng)采用衛(wèi)星通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采集的視頻及數(shù)據(jù)通過(guò)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(tái)，并實(shí)現(xiàn)與市應(yīng)急指揮系統(tǒng)、市報(bào)警與監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的集成應(yīng)用，滿足油田公司指揮調(diào)度中心和機(jī)關(guān)部門(mén)關(guān)鍵崗位遠(yuǎn)程調(diào)閱，并在市數(shù)字沙盤(pán)系統(tǒng)上進(jìn)行集成展示，實(shí)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(yīng)用。

圖2 視頻安防監(jiān)控衛(wèi)星站點(diǎn)建設(shè)

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

建設(shè)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(shè)，對(duì)于采油廠偏遠(yuǎn)作業(yè)區(qū)的井、管匯閥池的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采用衛(wèi)星進(jìn)行傳輸（見(jiàn)圖3）。對(duì)腹部油田及西北緣油田地面網(wǎng)重要通信站點(diǎn)建立衛(wèi)星保障機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)在出現(xiàn)緊急中斷情況下，快速恢復(fù)語(yǔ)音通信正常。這些數(shù)據(jù)和信息通過(guò)衛(wèi)星鏈路傳輸?shù)胶蠓降恼{(diào)度指揮中心實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行綜合處理與分析，提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程計(jì)量、工況分析、預(yù)測(cè)優(yōu)化、設(shè)備管理等功能，達(dá)到生產(chǎn)操作自動(dòng)化、生產(chǎn)運(yùn)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(diǎn)建設(shè)

3.應(yīng)急通信保障建設(shè)應(yīng)用情況

建設(shè)完成了基于衛(wèi)星傳輸?shù)囊苿?dòng)應(yīng)急保障通信系統(tǒng)1套，包括車(chē)載站及便攜式可搬移站點(diǎn)，可根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的機(jī)動(dòng)部署。一是在生產(chǎn)區(qū)域的應(yīng)急消防、突發(fā)安全事件方面提供信息通道及現(xiàn)場(chǎng)指揮平臺(tái)。二是作為對(duì)應(yīng)急保障體系相關(guān)應(yīng)急要害崗位已有網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充、完善和備份。本項(xiàng)目共建設(shè)車(chē)載衛(wèi)星站15套，包括豐田、金龍、福特、GMC等車(chē)型作為載體平臺(tái)，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(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)地保持通信車(chē)與主站之間的圖像、語(yǔ)音及數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信（見(jiàn)圖4）。建設(shè)便攜式衛(wèi)星站7套，便攜站部署視頻會(huì)議、IP電話等業(yè)務(wù)終端，可在有緊急任務(wù)時(shí)，由人力或小型車(chē)輛運(yùn)抵目的地進(jìn)行布設(shè)，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(shì)，能夠滿足移動(dòng)應(yīng)急通信、應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)需求（見(jiàn)圖5）。

圖4 動(dòng)中通衛(wèi)星車(chē)

圖5 便攜式衛(wèi)星站

四、項(xiàng)目應(yīng)用效果

“寬帶衛(wèi)星通信指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)”項(xiàng)目的建設(shè)，對(duì)新疆油田的生產(chǎn)信息化建設(shè)，起到了積極的作用。系統(tǒng)自建成以來(lái)，運(yùn)行狀態(tài)良好。

通過(guò)本項(xiàng)目實(shí)施，以全新的支持衛(wèi)星移動(dòng)通信的指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)為核心，為用戶單位提供實(shí)時(shí)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(xiàng)管理費(fèi)用支出。

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

另外項(xiàng)目的建設(shè)在應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件、搶險(xiǎn)救災(zāi)、反恐防暴、國(guó)家安全等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

在“一帶一路”倡議的推動(dòng)下，新疆作為新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)，將迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。該項(xiàng)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(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用及運(yùn)營(yíng)服務(wù)，發(fā)揮衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展的帶動(dòng)作用。