無線通信技術在無人值守站中的應用

蔣仕隆 李小強 王浩東

摘要：建立無人值守油站旨在對常規(guī)采油集輸生產流程的自動化升級，并且能夠進一步實現對油田生產的遠程監(jiān)控、定期巡檢、應急響應聯動，無人值守網絡信息中心的操作人員可以通過無線網絡對生產進行遠程管理，而且能夠不斷的優(yōu)化現有的勞動組織結構，最直觀的表現就是人力資源可以得到合理的分配。因此利用無線網絡技術的應用是建設無人值守油站的立項之本。本文主要結合現有石油企業(yè)的固有通信模式進一步提出油田專網及結構化、模塊化、集成化的無線通信網絡技術。

關鍵詞：無人值守;無線通信;遠程;專用網絡

一、無線通信技術下無人值守的建設

（一）無人值守模式的建設內容

1、井場部分

井場建設方面采用高清視頻監(jiān)控系統，井組生產凝析油回收系統、電磁防蠟技術、電加熱系統、系統效率檢測。然而這些功能的實現就是依靠無線通信技術進一步去實現的。即時傳輸通信轉化為數字信號進行實時監(jiān)測，例如圖傳、語音傳送、數據傳送等。

2、站點

在站點建設方面，無人值守站主要通過增設電動控制閥門，利用遠傳信號進一步控制閥門，從而實現員工遠程操作，另一方面配合液位聯動變頻連續(xù)輸油集輸和關鍵裝置區(qū)的高清防爆視頻，進而能夠對站點的生產狀況進行遠程監(jiān)控、定期巡檢以及一鍵停止等無人值守模式。對于站內注水井而言，通過采用PID控制調節(jié)技術，就能對水源井、供水站、注水站、配水間以及注水井等進行統籌規(guī)劃、合理安排，進而實現注水系統的自動平穩(wěn)運行、遠程調配無人值守模式。

（二）無人值守模式中通信網絡建設

在無人值守站的建設內容中，我們進一步知道了無線通信網絡在實現無人值守管理中的重要性。其內涵在于通過從環(huán)境、資源到應用的通信連接與數字化轉化，即在通信網絡基礎平臺上構建一個數字空間，使得生產全面轉變?yōu)樾畔⒒M而提升生產管理水平及生產效率。

無人值守站中通信建設主要是對傳統單鏈路、樹形結構網絡進行了全面的升級，并在原有鋪設光纜及桿路資源設備上新建光纜，進一步構新的網絡環(huán)路，此舉的意義在于當出現網絡中斷情況可以及時切換至反向鏈路，從而實現網絡“零中斷”，進一步提升了網絡鏈的抗風險能力，從而縮短了網絡中斷情況下的恢復時間，這對SCADA系統的平穩(wěn)安全運行有一定的幫助。并且對網絡結構進行網關下移優(yōu)化，確保為無人值守管理提供一套高速、安全、穩(wěn)定的網絡系統。

（三）無人值守占中的SCADA 系統

SCADA 系統主要結合利用電腦計算機技術、自動化控制技術、通信及網絡技術進而對無人值守站的分散控制點進行數據采集，促進本地控制與遠程控制相結合，在石油生產過程進行了全面實時監(jiān)控，進一步為安全生產、組織管理、生產調度、系統故障判別及診斷提供了完整的數據及技術支持。現有SCADA系統在層級上主要分為了廠級系統、作業(yè)區(qū)系統、采油站級。從系統建立設計開始就對油井、集輸增壓、轉接站、聯合站及附屬輸油管網、相關水源井、注水站、注水井及相關的數據通過通信網絡進行傳輸與采集，三個層級所操作界面及管理權限也會有所不同。SCADA 系統的推廣以及無人值守配套功能的完善，對油田生產、安全管理帶來諸多益處，產量監(jiān)控功能為實時調度提供了更及時、有效的管理手段，油水井工況分析判斷為技術人員進行產量分析、動態(tài)分析提供了更科學、有效的依據。通訊故障分析功能使數字化專業(yè)技術人員對現場故障的判斷更加及時、準確。

二、石油通信專網組網方案

（1）應急指揮網絡中心

基于應急通信技術的石油通信專網的應急指揮網絡中心，正常工作時可以實現與各遠端小站進行生產數據的傳輸以及電話的調度，遠期可以有效的利用視頻會議系統，在中心站和各遠端站之間進行視頻會議。在應急情況下，應急指揮網絡中心作為指揮中心和調度中心，有效的實現網絡的靈活調度和管理，從而有效的保證救災及應急條件下的數據信息的及時傳遞和處理，并通過接受小站返回的現場信息，有針對性的下達指揮和調度命令。保障無人值守應急能力的可靠性。

（2）移動車載指揮通信站

應急通信過程采取移動指揮模式，通過利用應急指揮車輛進一步開展合理的應急指揮調度，當出現網絡中斷情況，例如，光纜斷裂，無線傳輸故障等。利用移動車載指揮系統能夠充當臨時衛(wèi)星的通信節(jié)點，作為現場臨時的指揮中心。

（3）便攜式通信站

作業(yè)區(qū)配置便攜式衛(wèi)星站，無人值守站出現通信故障無法進行應急處置的時候，可以利用便攜式衛(wèi)星站進一步實現現場與指揮中心或與車載衛(wèi)星站之間的雙向衛(wèi)星傳輸。其中便攜式通信站上應配置有無線對講系統、衛(wèi)星移動電話、衛(wèi)星通信設備、北斗導航通信系統以及音視頻系統等。在站點無法進入現場的情況下，應將現場視頻傳回便攜站，通過衛(wèi)星信道回傳到指揮中心，來為應急指揮提供相應的參考數據。

結論

基于以上的探討和分析，我們主要是站在實現無人值守站的角度對通信模式建立進行研討。以目前油田的通信建設現狀為基礎，提出利用無線通信技術實現無人值守站體系的建立。并且針對無人值守模式進一步提出建立應急通信體系，從而進一步保障無人值守模式下通信網絡的可靠性。探討主要目的是為了促進無人值守站的推廣運行，在目前通信技術條件下，無論從溝通及應急處置層面，通信技術已經完全可以提供可靠保障，這也將進一步推廣無人值守站的建立。

參考文獻：

[1] 楊建興，顏立紅，陽書擁，高予軍.配網通信中無線通信技術的應用研究[J].中國新通信.2019（21）

[2] 高倩.無線通信技術對廣播電視衛(wèi)星通信的影響[J].科技創(chuàng)新導報.2016（24）