“宽带卫星通信指挥调度应用系统”在新疆油田的建设及应用

文|刘健 李远 李清辉 许国剑 王含宇 温晓燕 程鹏

1.中国东方红卫星股份有限公司 2.新疆油田数据公司 3.克拉玛依油城数据有限公司 4.航天恒星空间技术应用有限公司

一、项目背景

“一带一路”倡议的提出被认为是中国经济发展的新机遇。为了在通信领域为“一带一路”铺平道路，未来三到五年内，我国将发射多颗通信卫星，实现“一带一路”沿线的通信信号全覆盖。由于卫星资源的极大丰富，预期未来几年，卫星移动宽带互联网接入将得到广泛发展。尤其在一些特定领域，包括应急通信、海洋船舶通信、高速铁路通信、机载通信、行业专网、无地面网覆盖地区信息接入等，卫星通信以其特殊的技术优势，具有广泛且不可替代的应用。

2012年，国家发改委、财政部联合批复了战略性新兴产业项目“Ku/Ka多频多体制油田宽带卫星通信指挥调度应用系统”（以下简称“宽带卫星通信指挥调度应用系统”）建设项目。项目通过卫星通信技术在新疆油田安全生产及信息化建设方面的综合集成示范性应用，解决新疆油田油气作业区地域广阔、边远地区有效的信息通信手段缺乏的问题，并实现一批关键卫星通信技术的国产化及产业化。

二、项目建设概况

“宽带卫星通信指挥调度应用系统”项目将为新疆油田用户建设一套卫星通信指挥调度应用系统，该系统旨在为油田用户提供一个基于卫星移动通信应用的指挥调度网络，通过卫星链路与地面光纤、有线网和无线基站等的融合，为新疆油田的生产、应急指挥调度综合应用系统在新疆油田的全面覆盖提供了完善可靠的通信链路保障，为解决新疆油田的信息传输提供有效的解决方案。同时，该网络还可为新疆及西部地区的各行业用户提供应急卫星接入服务。

该系统的建设主要包括指挥调度中心平台、卫星网管中心站、油田及各行业的应用系统建设几部分，系统总体组成如图1所示。

图1 系统总体组成图

指挥调度中心平台是系统的信息汇聚及处理中心，包含了应急指挥、生产数据管理、视频会议、生产管理、辅助决策、网络办公和技术分析等功能应用于一体，通过地面网络与卫星网络相结合的通信保障体系，实现采集的各类生产及安防监控数据与卫星影像、地理信息的综合应用，为新疆油田的生产信息化、指挥调度、应急维稳等提供技术支撑。

卫星网管中心站是整个系统卫星链路的核心接入点及管控中心，承担全网的网络管理及通信汇接功能。主要由卫星系统及视频、语音等业务管理支撑系统组成。实现了与多个地面网络的接入，可实现各种综合业务信息及时传递至指挥调度中心平台。

根据新疆油田的实际业务发展需求，在油田信息化建设中的多个领域开展了卫星通信的示范应用建设，具体包括在油田视频安防监控系统中的应用以及在油气生产数据采集系统中的应用等。在这些应用中，卫星通信主要提供了无网络覆盖地区信息接入、关键数据节点备份链路、应急通信链路等卫星接入服务。应用中的业务数据通过各类卫星应用站点接入卫星网管站汇聚后，传输至指挥调度平台进行综合应用。

三、系统示范应用情况

根据新疆油田的实际业务发展需求，以建设的“宽带卫星通信指挥调度应用系统”为支撑，在油田信息化建设中开展卫星通信示范应用建设，包括新疆油田视频安防监控系统及油气生产数据采集系统应用建设。另外，在新疆各行业进行了拓展应用建设，为新疆及西部地区的各行业用户提供应急卫星接入服务，具体包括在公安、消防、边防等行业的应用站点建设。

1.卫星视频安防监控系统建设应用情况

项目建设完成油田卫星视频监控系统1套，针对重点要害部位和偏远地区无有线网络和无线网的井和站库，共完成13个重点站库和9个沙漠腹部物资检查站道路卡口的安防系统建设（见图2）。系统采用卫星通道进行数据传输，采集的视频及数据通过集成卫星终端发送到卫星网管站，卫星网管站将接收到的数据接入油田指挥调度中心平台，并实现与市应急指挥系统、市报警与监控联网系统的集成应用，满足油田公司指挥调度中心和机关部门关键岗位远程调阅，并在市数字沙盘系统上进行集成展示，实现视频与卫星影像、地理信息、城市和油田三维模型等数据的综合应用。

图2 视频安防监控卫星站点建设

2.卫星油气生产数据采集系统建设应用情况

建设完成了卫星油气生产数据采集系统的示范采油厂建设，对于采油厂偏远作业区的井、管汇阀池的现场数据采用卫星进行传输（见图3）。对腹部油田及西北缘油田地面网重要通信站点建立卫星保障机制，保证网络在出现紧急中断情况下，快速恢复语音通信正常。这些数据和信息通过卫星链路传输到后方的调度指挥中心实时数据库进行综合处理与分析，提供生产实时监控、远程计量、工况分析、预测优化、设备管理等功能，达到生产操作自动化、生产运行可视化、管理决策系统化的目的。

图3 油气生产数据卫星站点建设

3.应急通信保障建设应用情况

建设完成了基于卫星传输的移动应急保障通信系统1套，包括车载站及便携式可搬移站点，可根据需求实现实时的机动部署。一是在生产区域的应急消防、突发安全事件方面提供信息通道及现场指挥平台。二是作为对应急保障体系相关应急要害岗位已有网络的补充、完善和备份。本项目共建设车载卫星站15套，包括丰田、金龙、福特、GMC等车型作为载体平台，具备卫星通信、图像采集、图像监控、音视频处理、集中控制等功能，能够在移动过程中实时地保持通信车与主站之间的图像、语音及数据的远程通信（见图4）。建设便携式卫星站7套，便携站部署视频会议、IP电话等业务终端，可在有紧急任务时，由人力或小型车辆运抵目的地进行布设，充分体现了卫星通信部署快速灵活且不受地形条件限制的优势，能够满足移动应急通信、应急指挥等业务需求（见图5）。

图4 动中通卫星车

图5 便携式卫星站

四、项目应用效果

“宽带卫星通信指挥调度应用系统”项目的建设，对新疆油田的生产信息化建设，起到了积极的作用。系统自建成以来，运行状态良好。

通过本项目实施，以全新的支持卫星移动通信的指挥调度网络为核心，为用户单位提供实时指挥调度控制信息通道，优化信息传输流程、减少管理层次、提升指挥调度和生产管理水平，有效降低各项管理费用支出。

在安全防控方面，通过视频监控，有效减少和预防油田偷盗，破坏油田物资情况发生；通过电子巡井、自动操控、过程监控等功能，减少了员工操作频次，降低危险环境下的操作风险，提高了生产安全水平。

另外项目的建设在应对各种突发事件、抢险救灾、反恐防暴、国家安全等方面发挥着越来越重要的作用。

在“一带一路”倡议的推动下，新疆作为新丝绸之路经济带核心区，将迎来重大发展机遇。该项目将为全疆的农村、教育、医疗、工业、商业等多层次多领域进行应用及运营服务，发挥卫星应用产业链快速发展的带动作用。