7月25日，位于河北省廊坊市固安縣的集團公司固安衛(wèi)星基地，管道局通信公司研發(fā)人員正在評估北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
“這個由管道局自主研發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)自7月1日正式上線以來，運行平穩(wěn)、監(jiān)控精準。”系統(tǒng)總負責人劉喜文告訴記者，這個系統(tǒng)可以對油氣管道、站場及閥室周圍自然環(huán)境進行實時監(jiān)測，測量管道周圍環(huán)境的滑坡位移沉降精度可達到毫米級，為管道平穩(wěn)運行提供全天候、大范圍自動化監(jiān)控服務。
智能化——北斗技術與管網(wǎng)運營融合
地面沉降、滑坡、巖溶塌陷……地質(zhì)災害是讓油氣管道運營管理者頭痛的問題。雖然有諸多檢測手段，但對地質(zhì)災害的監(jiān)測、預警始終沒有非常成熟的方案。
“經(jīng)過走訪調(diào)研，我們確定將管網(wǎng)全智能化運營與北斗技術相融合，研發(fā)一套北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)，專門解決管道維護中各種災害的預警和檢測。”管道局通信公司衛(wèi)星通信事業(yè)部劉明說。近年來，我國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)日趨成熟，管道局借力前行，將國產(chǎn)北斗技術與油氣行業(yè)深度融合，在全數(shù)字化移交、全智能化運營、全生命周期管理過程中找到融合點，利用北斗技術，為智慧管道發(fā)展植入“中國芯”。
北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)由基準站、監(jiān)測站、監(jiān)測平臺及多種傳感器組成。基準站建在管道周圍牢固可靠地區(qū)，猶如系統(tǒng)的基準、標桿，對北斗導航信號進行長期連續(xù)觀測，并將觀測數(shù)據(jù)實時或定時傳送至數(shù)據(jù)中心，覆蓋范圍半徑達10公里以上。監(jiān)測站建在基準站覆蓋范圍內(nèi)管道沿線易沉降、位移等地質(zhì)災害高發(fā)地區(qū)，對油氣管道監(jiān)測點周圍環(huán)境進行監(jiān)測，將監(jiān)測點觀測數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心，與基準站數(shù)據(jù)進行差分算法解算。監(jiān)測平臺對基準站和監(jiān)測站的數(shù)據(jù)進行采集、處理、存儲及展示，利用差分算法進行解算，消除測量定位誤差，實現(xiàn)管道周圍監(jiān)測點毫米級沉降位移變化趨勢監(jiān)控，并結合雨量計、裂縫計、現(xiàn)場視頻聯(lián)動，分析油氣管道及周邊沉降、位移速率及沉降量成因，根據(jù)統(tǒng)計分析結果進行圖形化顯示及預警安全監(jiān)控。
實時性——數(shù)據(jù)監(jiān)測全天候不間斷
北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)能實現(xiàn)監(jiān)測和預警功能。一個重要因素就是這個系統(tǒng)能夠將收集到的數(shù)據(jù)進行實時傳輸。管道線路大多處于空曠偏僻地帶，保障數(shù)據(jù)傳輸時效性，對系統(tǒng)監(jiān)測結果起著至關重要的作用。
“系統(tǒng)涵蓋光纜傳輸、4G無線傳輸、衛(wèi)星通信和北斗短報文4種傳輸方式，確保數(shù)據(jù)實時傳輸。”劉喜文介紹，在閥室或站場有因特網(wǎng)環(huán)境的管道區(qū)域，可利用光纜進行數(shù)據(jù)傳輸。在有移動網(wǎng)絡覆蓋的管道區(qū)域，利用4G通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。在既沒有因特網(wǎng)又無移動網(wǎng)絡覆蓋的管道區(qū)域，利用衛(wèi)星將數(shù)據(jù)中轉至有網(wǎng)絡區(qū)域進行傳輸。在沙漠、戈壁等既無因特網(wǎng)又無移動網(wǎng)絡覆蓋的管道區(qū)域，可利用北斗短報文終端進行數(shù)據(jù)傳輸。
通過數(shù)據(jù)進行監(jiān)測只是北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能之一。這個系統(tǒng)的優(yōu)勢還在于可以實現(xiàn)全天候不間斷實時監(jiān)測，實現(xiàn)事前預警、事中處理、事后統(tǒng)計分析；既不會受地形地貌及天氣變化的影響，又能主動提供及時精準的監(jiān)測信息；無需人員值守，減少人工巡檢，提高監(jiān)測效率；支持短信、郵件及北斗短報文等多種預警方式。
未來，隨著系統(tǒng)在我國的推廣運用，各管道調(diào)控中心可通過視頻聯(lián)動、可視化界面等現(xiàn)代化監(jiān)控方式實時掌控高危區(qū)域情況。尤其是在處于惡劣自然環(huán)境時，一旦管道遭遇地震、臺風等重大災害及突發(fā)事件，北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)就是搶險救災的生命線，既可以及時報告災害位置，又可以做到無延時通信，最大限度減少損失。
前沿性——聯(lián)合攻關不斷完善升級
科技攻關需要多專業(yè)團隊廣泛合作。系統(tǒng)研發(fā)團隊積極與國內(nèi)數(shù)十家科研機構交流溝通，特邀北京航空航天大學北斗專家參與討論技術方案。在沒有研發(fā)經(jīng)驗和技術資料的雙重困境下，他們自行設計搭建了一套北斗高精度自動化監(jiān)測實驗系統(tǒng)，建立仿真實驗基地。
系統(tǒng)測試之初，效果并不理想，整個項目陷入困局。劉喜文馬上帶人與廠家一道分析數(shù)據(jù)，重新實驗。
劉喜文回憶：“我們不斷在系統(tǒng)的精準度、穩(wěn)定性、進度等各種風險之間權衡利弊。”沒有系統(tǒng)實驗場地，就在天線場地上支一張桌子作為實驗操作臺，一支就是3個月；沒有精度高、效率高的設備支撐，研發(fā)團隊自己手工測量大量數(shù)據(jù)。夜以繼日刻苦攻關，換來的是項目研發(fā)成功。
如今，在管網(wǎng)智能運營的新時代，通信公司瞄準科技前沿，將智慧管道與國產(chǎn)北斗衛(wèi)星導航技術完美結合。隨著國家北斗導航全球覆蓋進程的提速，北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)還將走出國門，打造中國品牌。
□北斗衛(wèi)星導航發(fā)展歷程
第一步，北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（北斗一號）
2003年12月，北斗一號系統(tǒng)提供公開服務，面向中國地區(qū)提供定位、授時、短報文通信服務。
第二步，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)區(qū)域服務（北斗二號）
2004年至2012年，建成北斗二號系統(tǒng)，免費向亞太地區(qū)提供服務。
第三步，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球服務（北斗三號）
2017年11月5日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)首發(fā)星發(fā)射成功。
2020年左右，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將具備全球覆蓋能力，向全球提供服務。
□專家點評
航天恒星科技有限公司高級工程師萬祥：
北斗高精度自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用目前先進的北斗衛(wèi)星導航監(jiān)測技術，并輔以多類傳感器，監(jiān)測效果顯著，具有全天候不間斷自動監(jiān)控、覆蓋范圍廣、精度高、多級預警、無人值守等特點，提高了無縫、立體、全時的管道管理效率和管控能力，降低人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)，助力“管網(wǎng)智能運營”推進。
這個系統(tǒng)研制成功意義深遠，完全契合新時代智能管道、智慧管網(wǎng)主題發(fā)展需要，具有較強的實用性和廣泛的市場應用前景，油氣行業(yè)與國產(chǎn)北斗衛(wèi)星導航技術完美結合也將助推企業(yè)轉型升級。我國正處于向高質(zhì)量發(fā)展的重要階段，創(chuàng)新是各行業(yè)開展新時代高質(zhì)量發(fā)展的原動力。高精度北斗自動化系統(tǒng)在油氣行業(yè)的研發(fā)應用，也會推動企業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，實現(xiàn)業(yè)務發(fā)展高質(zhì)量，為建設具有全球競爭力的世界一流企業(yè)貢獻力量。
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