全海域应急通讯监控系统的应用分析

刘田保

（中海油信息科技有限公司湛江分公司，广东湛江 524000）

全海域应急通讯监控系统的应用分析

刘田保

（中海油信息科技有限公司湛江分公司，广东湛江 524000）

海上油气田应急通讯包含卫星通信，海事卫星通信，飞机导航通讯，单边带通讯等系统，任何一个通讯系统瘫痪，都会影响相关通讯导航业务，导致安全事故的发生。全海域应急通讯监控系统的建立，就是为了实时了解任何一个平台通讯设备的运行状态，及时发现故障的通讯系统，保障海上通讯系统的完整性。

海上通讯；监控系统；原理；油田生产

1 建设全海域应急通讯监控系统的意义

海上通讯系统是中海油海上油田工作和生活的基础设施，一旦通讯系统发生设备故障，将会给海上作业带来极大的困难和损失。近年来，信息技术的快速发展，给海上通讯带来了发展的机遇，如涠洲作业区基本覆盖了海底光缆通讯系统，东方、乐东、崖城作业区覆盖了微波通信系统，新老文昌作业区覆盖了散射通信系统，而这些通讯系统有个共同的特点—高带宽。海上油田由于高带宽的通讯系统的成功应用，为全海域应急通讯监控系统的建设提供了可靠的基础。

由于微波、散射、光纤通讯系统的实施，传统的卫星通信、单边带通讯、海事卫星通信、飞机导航通信都成了海上应急通讯系统。全海域应急通讯监控系统的建立就是为了保障这些系统的安全运行，一旦高带宽业务瘫痪，立即启动应急通讯系统，做到有备而无患。利用全海域应急通讯监控系统，维护人员可以通过监控软件实时看到监控的通讯设备状态，从而及时发现通讯故障，以最快的速度去发现海上通讯故障，及时处理。

“全海域应急通讯监控系统”概念的提出，使得维保的概念从被动转化为主动，利用快速发展的信息技术，更加有效的保障海上的通讯设备，使得海上平台在遇到通讯中断时，更加有条不紊地启动应急通讯系统，从而有效地保障了海上作业及海上人员的安全。

2 全海域应急通讯监控系统关键技术及系统的介绍

2.1 全海域应急通讯监控系统

全海域应急通讯监控系统是以网络为依托，以数字信号处理技术为核心，利用设备网络接口、数字电路处理技术、计算机系统、数据传输网络等技术，通过IP网络，把海上需要监控的通讯系统状态远程、实时、集中的传输至陆地服务器，维护人员可以通过监控软件实时看到监控的通讯设备状态，从而及时地发现通讯故障。系统由前端设备信息采集，网络传输和陆地信息处理系统三部分组成。

2.2 全海域应急通讯监控系统的基本组成部分

全海域应急通讯监控系统由前端设备信息采集，网络传输和陆地信息处理系统三部分组成。

2.2.1 前端设备信息采集部分

主要是把要监控设备的运行状态相关参数记录下来，通过前端处理单元处理成计算机接收的数字信号。

2.2.2 网络传输部分

网络传输部分是将前端采集的信息通过网络传输线路打包成网络信号，传输至陆地服务器端。中海油海上及陆地是一个大的局域网，满足网络传输的需求。

2.2.3 陆地信息处理系统

陆地信息处理系统接收到海上设备信息包将其解析后，和设定好的数据进行比较，通过软件编程的方式，将结果显示在陆地端服务器上。一旦发现数据异常，就启动报警数据模块来通知陆地维保人员。

2.3 全海域应急通讯监控系统的基本工作原理

全海域应急通讯监控系统的基本工作原理是，通过设备本身自带的信息采集网口或自行开发的电子电路将设备的运行状态相关参数记录下来，然后处理成计算机接收的数字信号，通过中海油的网络线路将该信号回传到陆地服务器，陆地服务器通过编程好的软件将设备信号重新处理，显示在监控屏幕上，达到远程监控的目的（见图1）。

目前，受监控的海上应急通信设备包含三类：第一类为传输数字信号的设备，这种设备本身具有数字通信网络口，如海上卫星调试解调设备，海事卫星主机。这类设备本身就是数据采集设备，只需将数据读取出来即可。第二类为模拟设备，但即将要升级换代。如飞机导航设备，目前平台使用的大多为模拟信号设备，但厂家已经升级为数字设备，而中海油新建平台已经开始采用。这一类的设备已经具备信息采集系统。第三类则为模拟通讯设备，如单边带应急系统，航空对讲系统等，这一类系统则需开发电路板，采集设备的模拟信号后，通过模拟转数字电路转换成数字信号，最后输入计算机处理。

中海油的海上和陆地是一个大局域网系统，在网络结构上已经满足了远程监控的基础，我们将采集到的设备信号，通过中海油大网传输到陆地服务器端，通过软件开发，将我们所需监控的通讯设备集成在一个系统里，将传输过来的信号和原系统的初始值进行对比，一旦出现异常，则启动报警模块功能，以最快的速度通知维保人员，以达到全海域通讯系统被监控的目的。

图1 基本工作原理图

3 全海域应急通讯监控系统在中海油的应用

3.1 卫星系统的全海域监控的应用

各个油田作业区目前已经成功安装高带宽的网络通信系统，卫星通信已经作为海上应急通讯的最重要的通讯设备。

卫星通信系统是一种使用非常广泛的通信系统，其特点是：设备小型化、网络管理灵活、设备可靠性高、安装开通方便、操作维护简便。卫星通信系统可以为海上平台提供一个稳定可靠的点对点的卫星通信链路，通过此链路可以进一步搭建网络和语音链路。一旦高带宽网络瘫痪，卫星通信系统立即可以启用来满足海上平台的通讯。海上卫星通信设备包含VSAT卫星通信系统和海事卫星通信系统。

卫星通信系统的卫星调制解调器是卫星系统的重要组成设备，它本身已经是一个数字信号设备，带网络输出口。通过连接网络输出口，可以读取设备参数，其中的链路的接收，发射信号数值大小可以代表通信链路的好坏。通过采集该设备的数据，再通过服务器的软件处理，就可以实现对卫星通信系统的远程监控（见图2）。

目前，通讯技术服务部已经成功实现VSAT卫星通信系统运行状态的监控，并实施了新老文昌油田海事卫星在台风季节的远程监控项目，它们成功开发为全海域应急通讯监控系统奠定了基础。

图2 卫星通信系统监控工作原理图

3.2 飞机导航系统实现全海域监控的应用

导航被定义为通过不断的确定位置、航向和已航行的距离而驾驶航行器从一地到另一地。在飞行过程中，飞行员现在可以依靠导航辅助系统，而导航辅助系统是通过提供导航数据来减轻飞行员的工作负担。目前，海上平台使用的导航辅助系统是无方向无线电信标（NDB）系统。

无方向无线电信标（NDB）系统作为海上平台飞机飞行的最重要导航设备，设备的好坏直接关系到飞行的安全。目前，大多数海上平台使用的是SAC-100导航机，该型号导航机为模拟信号设备。随着信息技术的高速发展，生产厂家已经升级为数字设备SE-125，使得设备已经具备信息采集系统，而中海油新建平台已经开始采用。随着该设备的不断推广和旧设备的更新换代，全海域飞机导航设备监控系统将具备条件实施。飞机导航系统远程监控原理见图3。

通过无方向无线电信标（NDB）SE-125系统网络数据口，我们可以读取导航机运行时的正向功率，反向功率，天线电流等数据，通过服务器端的软件处理，我们可以清楚地知道导航设备的运行状态，一旦导航机运行出现状况，这些数据将会相应地出现变化，我们就可以通过陆地服务器端进行有效的监控。

图3 飞机导航系统远程监控原理图

3.3 无线通信系统实现全海域监控的应用

无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，这些年信息通信领域中，发展最久、应用最广的就是无线通信技术。海上无线通信系统主要包括单边带通信，航海通信系统，航空通信系统等。

目前海上无线通信系统都是模拟通讯系统，其中单边带通信系统为最典型的海上应急通讯系统。单边带通信可以用于有线载波电话，无线电话、传真、电视和数据传输等方面，目前最常用于有线载波电话和远距离点对点短波无线电通信。现以单边带系统为例如何实现全海域监控[1]。

对于模拟通讯系统，最关键的问题是如何将模拟数值的信号转化为数字信号传输至陆地服务器。这就需要我们设计电路板，利用模拟转数字信号电路，然后将转换成的数字信号输入计算机处理。我们可以从单边带主机电路某个关键部件上取得工作时的电压，电流（如功率放大器），通过模数电路转换后，输入计算机进行处理，最终得到软件终端处理的数据，达到设备监控的目的（见图4）。

图4 无线通信系统监控原理图

4 结束语

“全海域应急通讯监控系统”的建立，使得通讯设备维保的概念从被动转化为主动，利用快速发展的信息技术，更加有效地保障海上通讯。借助于全海域应急通讯监控系统，可以实时得到海上应急通讯设备状态数据，实现对生产、设备运行情况的随时掌握，从而实现公司业务的综合自动化，最终实现陆地端的无人或少人值守，达到增本增效的目的。

[1]邓菲.视频监控在智慧环保中的应用[J].农业与技术，2016，（08）.

Full Waters Emergency Communications Monitoring System Application Analysis

Liu Tian-bao

Offshore oil and gas fields contain emergency communications satellite communications，maritime satellite communications，aircraft navigation and communication，SSB communication systems，any communication system failures，will affect communication and navigation-related business，resulting in security incidents.Full waters proposed emergency communications monitoring system is to acquire real time operating platform for any communications device，to detect faulty communications system to ensure the integrity of the maritime communication systems.

maritime communication；monitoring system；principle；oil production

TM774

A

1003–6490（2016）04–0020–02

2016–04–01

刘田保（1983—），男，广东湛江人，工程师，主要从事油田通信工程设计、通信技术维护等工作。