海上平台通导预警系统改造分析

海上平台通导预警系统改造分析

苗志旺

中海油信息科技有限公司天津分公司

摘要：中海油天津分公司负责渤海湾的油气勘探、开发、生产和销售业务，承担海上高危险作业任务。本文就天津分公司应急指挥系统的系统架构及应用进行论述。

关键词：中海油；通导预警；系统改造；应急指挥

一、背景

近年来，随着海洋石油事业的快速发展，海上作业范围迅速扩大，海上平台开采业务量急剧增加，海底石油管线分布越来越广，船舶通勤频率越来越高；船舶管理和救援指挥工作难度加大，使得对平台周围海域的船舶动态监控、海底石油管线的避碰预警、船舶的高效调度指挥、船舶的动态管理监控需求变得越来越来迫切。

中海油信息科技有限公司天津分公司投入人力物力，针对海洋石油行业特点和企业安全生产和应急指挥具体需求，结合自身技术优势，经过多年的时间研制开发通导预警系统，并实现与雷达系统的数据融合，完全满足并实现海上各油田群监控海上船舶、平台及海底管线周围海域情况，船舶避碰报警、海底管线避碰预警等重要功能。

目前此系统已经在中海油范围内的海域进行大规模应用，AIS基站已可以覆盖中海油34个油田区域，监控到海域内2000多艘船舶，同时对中海油内部200多条船舶进行实时监控管理，对通导预警系统覆盖范围内的海底管线实时监控。大大提高了海上作业平台、海底管线的安全性，提升了海上船舶的调度指挥效率，为建设“数字海油”增添一份力量。

QK18-1平台通过安装通导预警系统实现对周边船舶及海底管线的监控。平台上安装的AIS基站通过接收和发射AIS信息对过往船只实现动态监控，但对于未安装AIS设备的小渔船存在监控的盲区，无法保障海底管线和周边无人平台的安全生产。

同时QK18-1平台上的AIS设备是使用多年的FURUNOFA150设备，频繁出现故障，室内和室外相关设备老化严重，已经影响正常使用。

目前在QK18-1平台已经安装AIS及通导系统，但由于系统只接受AIS数据，故无法监控到未安装AIS设备的渔船或者AIS设备损坏的过往船只。因此，需要在装有AIS的通导系统基础上，配置雷达设备，弥补单AIS数据接入的不足，将雷达扫描到的船舶情况与接收到的船舶AIS信息相融合，完全实现对非法靠近的小渔船的监控，达到QK18-1平台区域海上作业设施的通导预警系统全覆盖，保障安全生产。

针对AIS故障问题，鉴于其型号老旧，采购困难，维修价值较低，建议更换为新型水手的AIS设备，可以实现实时监控周围海域的船舶信息，实现监控海上船舶、平台及海底管线周围海域情况，实现船舶避碰报警、海底管线避碰预警等重要功能。

二、方案

QK18-1平台AIS设备老旧、故障频发，且AIS作为对平台周围船舶及海底管线监控的主要手段，起着至关重要的作用。必须对其进行更换，保证AIS设备的稳定性，达到保障海上设备安全的目的。

平台上安装的AIS基站通过接收和发射AIS信息对过往船只实现动态监控，但大部非法作业船舶或是关闭AIS、或是未安装AIS。因此，为及时发现该类船舶对平台及管线产生的威胁，需要在QK18-1平台安装雷达系统，将雷达扫描到的船舶信息接入通导预警系统，以弥补AIS单一信息源的不足，达到对平台及管线周围全方位监控目的，保障安全生产。

2.1现场情况

QK18-1平台主要为两部分，一部分为PAPA平台，另一部分为WHP1平台，两部分通过栈桥相连接，雷达安装所选区域位于PAPA平台顶部，生活楼、直升机停机甲板和中控室位于WHP1平台；

PAPA平台顶部布置有排风口、放空管和设备平台，平台高度约3m，周围布置有吊车，所选雷达塔架安装区域大小约5.5m×5.5m，下部房间为配电机房。

2.2方案描述

本方案首先需要将原故障AIS相关设备进行更换，在中控室安装主机单元，显示辅助单元，分线扩展单元，串口服务器。从主机通过电缆连接到室外的VHF天线与GPS天线。在组合台内配置220V转24V稳压电源进行设备供电。最后输入本平台信息，进行调试。

在PAPA平台新建一套雷达系统，包含前期出海调研、塔架设计、图纸绘制、报审、CCS认证，以及后期的塔架安装和设备调试。最终将AIS系统和雷达系统通过串口服务器接入通导预警系统进行联调，设置报警区域，实现周围平台设施及海管的全面监测。

系统示意图如下：

2.2.3雷达设备选址

在调研期间，经过与相关专业人员沟通，雷达显示设备布置于WHP1平台中控室，相关位置详见下部示意图；UPS供电可以利用原有机柜间的UPS，有关雷达设备与传输信号终端放在不同的平台，两个平台通过栈桥链接，需要考虑远距离布线的难度；相关的电缆布置需要设计考虑，由于甲方未提供雷达设备的具体用电要求，该部分内容需要核实。

2.3风险分析

2.3.1雷达操作及使用风险分析

1）雷达操作员需要接受专门的技术培训，才能正常使用和操作雷达；任何误操作均可能导致雷达损坏或使用寿命的降低；故必须有专人对雷达进行操作或使用。

2）雷达的扫描能力依赖于根据天气情况、海浪情况对雷达参数进行动态调节，故必须有专人对雷达进行动态调节。

3）雷达对周围物标的扫描，实时展示在雷达显示单元上，不具备存储及事后追踪功能，故必须有专人实时关注雷达屏幕信息。

2.3.2雷达覆盖范围风险分析

雷达覆盖范围与雷达功率、天线增益、天线尺寸、雷达架高、雷达电磁环境、雨雪雾浪环境、目标的大小等多种因素有关。例如，本方案建议的25KW配6英尺的30db天线架设在50米高的平台上对三用工作船在正常天气下的扫描覆盖距离为12.9海里（规划院模拟值），对渔船的扫描覆盖距离仅为3.1海里。利用雷达对周围船舶的防范，覆盖范围有限，尤其对于小渔船而言。

图示，25KW/6ft雷达覆盖模拟仿真图

结束语

通过建设海上平台通导预警系统，最大限度的实现了应急指挥中心的战略前移，能够实时的指导应急工作，处理各类海上事故，提供多种手段的实时高效的全天候的通信服务。

参考文献：

[1]刘国庆.突发环境事件应急指挥系统的研究与设计[J].信息网络安全，2016.

[2]刘霁.突发性环境污染事件应急联动系统的构建与研究[J].自动化系统，2010.