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中海油东海钻井平台5G融合应用项目

项目首次实现多个海域之间的平台群5G网络环境,形成一套海上平台互联体系,打造智慧海上钻井采油平台,使平台摆脱了单一依靠卫星、海缆通讯方式。将多组、跨海域平台组合成一个体系,实现通讯资源与应用资源融合共用。5G移动通信首次在油气平台的部署,涉及多个项目集,目前已实现多海域主副平台的高速通信,形成平台生产、管理、巡检以及数据处理等方面多个标准复制应用,后续将5G网络作为海上平台的标准基础设施,拓展更多

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产品功能及原型设计理念和框架
随着陆地资源的日益枯竭,世界各国都不约而同的将目光投向了海洋能源,海洋里有非常丰富的石油,天然气,可燃冰等能源,都具有很高的开发利用价值,要开采这些海洋能源就需要海上钻井平台这种关键的设备。
海上钻进平台是用于在海上钻探井的海上结构物,整个平台集中了人员生活,钻井以及安全救生等设备,它被称为“海上流动的国土”,是人类获取海洋油气资源不可或缺的装备。
由于钻井平台远离大陆,中心平台离陆基有几百公里,中心平台离周边的井架平台也有几十公里,随着无人化井架平台的逐步推进,如何有效的在中心平台和陆基,以及中心平台和井架平台进行远程协同工作,往在现实中,会碰到种种问题:
1) 地域广泛,中心平台离周边的井架平台也有几十公里,中心平台离陆地有几百公里。
2) 时间不定,需要给提供24*7的响应。
3) 天气不定,海上气候复杂,在恶劣的气候下,出现设备问题时,往往无法保证赶到现场。
4) 响应及时,不管在任何天气和时间,对设备问题的及时的响应显得尤为重要。
5) 全面审计,可以全面审计和查看支持的动作,并且有完全的日志记录,可以时事后审计。
6) 多平台支持,不同的设备可能采用的系统都不同,所有要求远程运维平台支持多种智能操作系统。
7) 网络带宽低,中心平台与陆地之间的通讯只能通过卫星链路,带宽非常有限,需要一个在低带宽下依然表现良好的远程连接平台。
5G应用可以解决在海上作业应用对于面临的问题:
1) 吊装工作安全:通过5G视频上传方式,提升吊装工作安全;
2) 移动视频监控:可随时随地部署监控设备,实现远程视频监控;
3) 融合通信服务:希望能提供价格合适、便捷的融合通信服务,包括语音、短信、数据,对讲机互通等通信服务;
4) 移动点巡检服务:在平台上点检工作中,可以直接录入系统,查看运转情况;
5) 远程支持:远程操作或者指导,对于人员的支撑,改变组织方式,充分最大化的降低人员投入,逐步往无人化进行演进。
6) 应急能力提升:尤其在台风模式下能实现:实时监控;生产关断的及时恢复;关键 设备的应急。
7) 平台的无人化、智慧化:运用 AI 系统自动判断,经过数据比对,可以进行替代人 工、直升机/船交通工具投入,降低安全风险,提升稳定性。
8) 远程送电:轨道机器人巡检,确认是否合闸,在 EMCC 和 MCC 间进行远程关断合闸 的复位,运用机器人或搭载机械手臂的 AGV,进行复位,对盲送的风险规避,形成 安全保障。
所以建立一个安全可控的,能够在低带宽下任何时间任何地点任何天气都能访问的远程连接平台可以大大帮助中海油提高支持效率,降低成本。而且随着无人化井架平台的逐步推进,如何有效的在中心平台和陆基,以及中心平台和子平台的信息互联与数字化应用开展,并服务于生产,越来越多的场景应用需要无线通信,一套优质的无线5G无线通信迫在眉睫。
本项目首次实现多个海域之间的平台群5G网络环境,形成一套海上平台互联体系,打造智慧海上钻井采油平台,使平台摆脱了单一依靠卫星、海缆通讯方式。将多平台、跨海域平台组合成一个体系,实现通讯资源与应用资源融合共用。5G移动通信首次在油气平台的部署,解决方案涉及多个项目集,目前已实现多海域主副平台的高速通信,形成平台生产、管理、巡检以及数据处理等方面多个标准复制应用,并将拓展更多应用。

创意特色及技术性能
本项目打造了基于 5G+北斗+卫星通信一体化的覆盖全国各基地、产链以及海上全平台形成一体化全互联与全管控的样板。全国各个基地打造 5G 专网形成互通,与海上平台陆续拓展的 5G 专网和无人化平台形成互通,统一管理和统一穿透,形成扁平的全要素管控,打造一体 化数字管理驾驶舱。赋能陆上总部统管经营、陆上生产、海上生产、海工建造、陆上物流、 海上物流、航空物流的全管控。从总部大楼、码头建造、海上设施形成完整的通信保障和数 字化基座,从点、线、面、立体管控形成一个大系统、无死角的空天地海全监控平台。
首次实现多个海域之间的平台群5G网络环境,形成一套海上平台互联体系,打造智慧海上钻井采油平台,使平台摆脱了单一依靠卫星、海缆通讯方式。将多平台、跨海域平台组合成一个体系,实现通讯资源与应用资源融合共用。通过海上平台5G专网,平台间海缆、微波通信,中心海上平台卫星回传,实现多平台、跨海域的天、海、陆一体的综合专网,完成通讯资源与应用资源融合共用,并实践海上平台特有5G项目应用创新与初步复制推广。
已在东海多个海域的平台集群形成5G应用复制,涉及四大应用:
1. 基于5G的全视角辅助安全吊装应用,5G执法仪及5G透雾相机,全视角掌控保证吊装安全;
2. 5G移动视频布控球,5G移动视频布控球,临时布控安全应急,各层甲板及生活区都适用,随时配置;
3. 融合5G通信的数字集群 5G终端对接传统数字、模拟对讲机,形成互通,数字化通讯集群;
4. 基于5G移动点巡检系统 通过5G防爆终端进行移动点巡检。
通过5G网络部署,解决平台人员无法无线通讯痛点。实现平台移动应用大为丰富,人员减负20%以上;通过专网服务,实现业务数据占用卫星资源大幅降低;相较卫星通讯,一般通讯业务费用降低50%以上。

与5G结合性及强相关性及产业联动效应

通过海上平台5G专网,平台间海缆、微波通信,中心海上平台卫星回传,实现多平台、跨海域的天、海、陆一体的综合专网,完成通讯资源与应用资源融合共用,并实践海上平台特有5G项目应用创新与初步复制推广。
通过5G网络部署,解决平台人员无法无线通讯痛点。实现平台移动应用大为丰富,人员减负20%以上;通过专网服务,实现业务数据占用卫星资源大幅降低;相较卫星通讯,一般通讯业务费用降低50%以上。形成一套海上平台互联体系,打造智慧海上钻井采油平台。
海上平台无人化的改造,不仅可以降低海上操作运营成本,还能减少人员安全事故。如果海上平台无人化改造能够进行推广,每年中海油将可节约上亿元的成本。如果推动整个中海油各个合作单位积极推广智能油田的开发,充分响应中海油总公司提出的无人化平台建设和推广的发展目标,将具有极高的社会效应。
随着移动通信的迅速发展,特别是5G技术的日益成熟和技术应用,移动通信在油气平台的部署,将推动海上无人化平台的智能应用,对于提高平台生产、管理、巡检以及数据处理等方面,都有广泛的应用前景。

5G与AI、大数据、先进计算、区块链等技术的融合度
海洋5G应该具备以下几个特点:
1、稳定性高。由于海洋环境相对陆地环境而言更恶劣(海浪、大风、天气多变),对通信系统的稳定性提出了更高的要求。
2、覆盖面广。陆基海洋通信系统中的基站系统所能提供的无线覆盖面是有限的,而绝大部分的海事活动范围非常广,这对信号覆盖提出了更高的要求。
3、数据率高。海洋数字化和智慧海洋涉及到大量数据收集和传输,也需要海洋5G能满足这种数据率需求。
4、低时延。一些海事应用需要实时快速信息反馈,而卫星受制于物理传输距离的客观条件而无法满足这些需求,而海洋5G可以在这方面进行调整和提升。
单个海上平台群,总体布局以中心平台为主,副平台环绕中心平台而构建的区域化海上作业平台。海上平台无人化的改造,不仅可以降低海上操作运营成本,还能减少人员安全事故。海上平台无人化、少人化改造逐渐进行推广,每年中海油将可节约上亿元的成本。5G移动通信首次在油气平台的部署,推动海上无人化平台的智能应用,提高平台生产、管理、巡检以及数据处理等方面。
解决方案涉及多个项目集,目前已实现多海域主副平台的高速通信,形成多个标准复制应用,并将拓展更多应用。
首次实现多个海域之间的平台群5G网络环境,形成一套海上平台互联体系,打造智慧海上钻井采油平台,使平台摆脱了单一依靠卫星、海缆通讯方式。将多平台、跨海域平台组合成一个体系,实现通讯资源与应用资源融合共用。
在东海多个海域的平台集群形成5G应用复制,涉及四大应用:①基于5G的全视角辅助安全吊装应用,5G执法仪及5G透雾相机,全视角掌控保证吊装安全;②5G移动视频布控球,5G移动视频布控球,临时布控安全应急,各层甲板及生活区都适用,随时配置;③融合5G通信的数字集群 5G终端对接传统数字、模拟对讲机,形成互通,数字化通讯集群;④基于5G移动点巡检系统 通过5G防爆终端进行移动点巡检。

项目的价值以及市场需求、分析市场容量
海上无线通信系统主要包括海上无线通信网络、海洋卫星通信网络和岸基移动通信网络。常用岸基通信系统可通过地面光纤线路形成一个远距离的内网系统,离岸平台可以通过海上无线自组网通信系统与陆地基站进行互联互通,当海上平台远离岸基无线通信系统时,则结合卫星通信系统与地面中心相连,通过海上自建的自组网通信系统相链接,中心平台可以与岸基或者与岛基通信系统或者与高空卫星通信系统互联,最终形成一个有效的海洋通信网络。
第一视角辅助安全吊装、安全应急5G布控球、5G融合通信、5G移动巡检系统。根据本项目应用经验,融合通信的应用证实了将在海上平台开展融合通信的方案设想;海上平台的移动布控球的应用方式与东方终端一致;海上平台的智能巡检应用将借鉴东方终端应用的方案原理,利用智能巡检系统软件打造海上平台巡检系统的交互界面,打通5G网络与OA网络,实现移动巡检系统与OA网络中原有的巡检工作流进行互通,完成巡检日程下发,数据自动上报等功能。
另外,伴随着工程管理的精细化运行,基于5G应用的工程分解模式、工程造价模式、计量体系也会趋于成熟化和可迁移化,这会很大程度的促进企业迎接数字化管控,而5G等新的通信技术和多组态形式的联网方式也是未来发展的趋势。
本项目以5G新型工业模式为基础,制定可复制可推广的网络架构、标准、产品、应用一体化解决方案,并在高铁、船舶、航天、钢铁等相关行业推广应用,凝聚一批涵盖上下游产业链的5G工业创新业态;
通过本项目对于综合解决的不断迭代完善,建成海上平台实时传输5G组网模式,形成5G工业发展规模优势,打造中国制造2025核心内核,有效支撑国家制造强国战略,带动工业转型升级,确立中国在5G工业创新的国际领先地位。形成5G应用可复制经验,向第一产业、第三产业转化推广,带来国民经济新增长点,促进经济社会转型发展,提高第二产业在国民经济中的占比,增强国家综合实力,不断提升中国在全球的竞争力。
由于钻井平台远离大陆,中心平台离陆基有几百公里,中心平台离周边的井架平台也有几十公里,随着无人化井架平台的逐步推进,如何有效的在中心平台和陆基、中心平台与井架平台互通,为保证新建平台与陆地以及与其他已建平台之间的通讯传输,平台上部署一整套通讯系统,平台通讯系统工程建设。
作为行业标杆,海上油气资源开发企业期望在自身不断的探索和尝试中,获得的经验和教训,经过消化成为整个行业通用的解决方案甚至行业标准,通过在行业内推广这些方案与标准,规范和指导其他制造企业的生产,从而提高行业整体生产力水平。

商业模式
海上平台无人化、少人化改造逐渐进行推广,每年将可节约上亿元的成本。
解决方案涉及多个项目集,目前已实现多海域主副平台的高速通信,形成多个标准复制应用,并将拓展更多应用。
已形三期项目,规模初现,新增数个复制项目。
实现平台移动应用大为丰富,人员减负20%以上;通过专网服务,实现业务数据占用卫星资源大幅降低;相较卫星通讯,一般通讯业务费用降低50%以上。
未来在海洋环境监测、平台入侵防护、海上应急救援、油田安全生产、现场作业管控、人员安全管理、现场物资配送等方面,也可积极运用5G网络技术的不断发展,形成5G+“海陆空”智能化“油气田大脑”,实现井口平台无人化、中心平台少人化、陆岸终端智能化的目标。
项目实施完成后,项目成果还可以向渤海、黄海、南海等国内各海域油气平台、陆地终端处理厂、以及炼油化工厂推广复制。

产品原型、logo等设计图片,产品评估验证的图片、评测报告等




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