海上平台现存不同品牌的单边带(中高频电台)(single side band, SSB)、海事甚高频(very high frequency, VHF)、特高频(ultra high frequency, UHF) 、航空电台、生产对讲系统、PAGA广播系统、程控交换机系统、IP程控语音交换机、气象观测系统、海事卫星F站、航空信标导航机、自动识别系统、北斗定位系统,各个通信系统都是独立运行和管理,不能融合互通,为了解决海上平台各通信设备的互联互通和统一管理,现急需要研究开发一套通信系统平台。
平台无线通信现状及存在的问题
海上平台作业危险性较高且作业协同性强,因此配备了大量通信系统,如 SSB、VHF、UHF 等,以满足不同场景下的通信需求。其中,SSB 电台和VHF电台在应急救生和紧急呼叫中的应用较为广泛,几乎是目前所有海上平台的标配。SSB 电台使用短波信号传输语音信号,基于短波岸台与海上平台端站进行通信,具有无方向特性和短波传输距离远的传输 优势,同时具备非常强的容灾能力。VHF 对讲系统作为一种通信手段,被广泛应用于船舶与海上平台、平台群之间的通信,是海上无线通信的主要方式,也是全球海上遇险与安全系统 (global maritime distress and safety system, GMDSS)标配设备,通信质量更高,但通信距离限于 20海里(约37 km)以内。而 UHF 对讲系统,则是平台上百米作业范围内最常用的日常通信设备,在海上平台调度中扮演中重要角色。
但随着数字油田建设的推进,这些常规通信手段面临着新的挑战:
①网络不互通。由于这 3种系统频段不同,不能互通,因此个体或值守房间内需要同 时配备不同的终端,操作频繁复杂,影响工作效率。
②呼叫距离限制。VHF 通信系统在海上应急场景中扮演着重要角色,但是由于超出 20海里便不能呼叫,这就给涉及大范围调度的海上油田应急场景造 成了严重困扰。
③对于SSB 的值守问题,海上平台的短波值守台固定在报房内,为了不漏接重要信息,要求报务人员全天值守。
④全局控制手段的缺失,因网络独立无法进行全局连接,便不能对语音及控制信号进行全局调度。
解决方案
云波通信(IPwave)凭借在室内外无线接入解决方案积累的成功经验,结合专网无线通信行业的口碑及影响力,通过与中海油专业人员的深入沟通,结合客户体验,提供利用 IP 协议转换和定制协议转换模块等技术手段,并结合地理信息系统(geographic information systems, GIS)技术和可视化技术,丰富网络的管理功能和业务调度。
中海油海上平台融合通信平台采用软硬件一体化的融合通信系统,通过定制开发的综合网关设备,可以将传统的无线通信系统单边带、海事甚高频、特高频、航空电台、生产对讲系统、PAGA广播系统、程控交换机系统、IP程控语音交换机、气象观测系统等系统接入融合通信平台,还可以接入视频监控系统、视频会议等,基于作业通信及应急处置流程进行通信信息融合,实现3D可视化展示、融合通讯调度、业务智能联动三大业务功能,形成海上平台通讯调度、安全监控、工业互联场景的整体解决方案,实现海上平台作业融合化、智能化。
建设过程中严格遵循总体设计思路,在完成本期项目的同时,充分考虑后续扩展及总体设计理念的实现,避免分步实施过程中因衔接问题造成的重复施工或成品改造工作。本次项目建设内容及系统架构图如下所示:
系统优势
中海油海上平台融合通信平台系统建设能够为海油提升信息化、智能化运维管理能力提供有力的帮助。通过对通信、巡检、应急、人员管理、安防等多个运营环节的优化,对海上平台工作效率、运营成本、应急水平、组织机构、安保能力、工作环境等方面产生积极的影响,为中海油带来多方面的收益。
1) 提高工作效率
通过各种智能化应用,显著提升巡检、响应、指挥等工作效率,达到整体增效的目的。
2) 降低运营成本
采用更简便的信息采集手段,搭建更快捷的信息传送通道,减少不必要的人工投入;尽早发现安全隐患,减少意外事件带来的损失,保障生产延续性,降低海上平台运营成本。
3) 增强应急水平
优化应急事件中信息传递流程,增强指挥系统对应急现场信息的感知能力,为应急事件决策指挥提供有力的技术支持。
4) 优化组织机构
系统的实施将减少人工收集、统计、上报信息的工作。与此同时,人员的工作时间将聚焦在更富创造性、更有价值的工作上,因此人员的工作重心也将发生变化。
5) 提升安保能力
加大对平台环境的监控力度,提高对平台工作人员的安全培训水平,让工作人员预先接收身临其境的安全操作体验,让海上平台人员及设备安全保障能力得到提升。
6) 改善工作环境
通过智能平台建设及无线应用的实施,可以在一定程度上减轻人员的工作,在户外、恶劣气候、危险环境等情况下,可不再依靠人员实地操作,大大改善员工的工作环境。