油气管道区域化管理模式下的站场通信方案

1 油气管道区域化管理模式基本要求

1.1 区域化管理模式

区域化管理模式是指按照站场、管道的位置分区划分的原则划定的一些特定区域, 将区域内几个站场的值守人员集中至某一特定位置, 即作业区, 由作业区对所辖管理范围内的所有站场、管道、阀室和光缆实施集中管理的一种管理模式。区域化管理的站场正常运行时达到无人操作、无人值守、有人看护的管理水平。

区域化管理的管道控制模式为通过SCADA系统实现调控中心远程控制、站场控制、就地控制的三级控制模式。“一级调控”管道由调控中心统一调度和控制, 分控中心以及分公司调度室进行远程监视, 作业区负责维护、检修。

1.2 区域化管理目的

管道区域化管理主要目的在于适应集中远程调控模式, 实现生产管理模式变革, 由以运行操作为主转向以设备维护保养为主, 保障设备可靠性;优化劳动组织结构, 提高劳动组织效率, 降低员工劳动强度与单位管道用工数量, 实现降本增效。实施区域化管理后, 人员出现在危险环境的频次将大幅降低, 减少人员伤害的风险, 体现“以人为本”的安全理念。

1.3 数据流向要求

站场与调控中心间直接传输主要生产监控数据, 阀室通过站场与调控中心进行数据传输, 设冗余通信信道。分控中心接收来自调控中心数据进行监视, 不设备用信道。

分控中心数据维护中心采集站场工艺运行数据、运行维护数据, 并将数据由数据维护中心传至分公司调度室进行监视, 不设备用信道。

1.4 通信系统要求

管道站场将分别设置主、备通信系统。

工业电视系统根据运维要求, 实现全场覆盖, 并具备移动侦测和自动跟踪功能。同时与周界入侵报警系统、火灾报警等系统进行联动。站内录像存储设备的存储容量需满足站内各路图像能够以4CIF@25FPS格式的码流连续存储不少于90天。

储气库, 储油库, 国家骨干管道系统首 (末) 站、枢纽站、加压站、输油站、输气站及其他管道系统的首 (末) 站等可列为一、二级风险的部位, 均应设置周界入侵报警系统。其他一般站场宜设置周界入侵报警系统。周界入侵报警系统应具有多防区划分或精确定位功能 (≤10米) 。

分控中心、各分公司作为语音交换、办公网络、会议电视系统的核心管理单位, 各作业区及普通场站根据需求配置行政、调度电话、本地办公网、会议电视等终端设备。

2 区域化管理模式下的站场通信方案

2.1 概述

油气管道站场通信系统主要为管道生产运行服务, 提供安全、可靠的数据传输通道, 同时还将提供相应的语音、视频、网络、工业电视监控、周界入侵报警等配套通信设置, 确保管道站场的安全平稳运行。

传统管理模式的管道已经可以达到“无人操作、有人值守”的管理水平, 区域化管理模式则提出了更高的要求, 即“无人操作、无人值守、有人看护”。为适应区域化管理模式, 站场通信系统的功能需要进一步优化调整。

2.2 数据传输系统

油气管道站场均设置有主、备通信系统, 通常情况下采用光通信作为主用通信系统, 卫星通信或公网通信作为备用通信系统。站场主用生产监控数据通过光通信传输至调控中心;备用生产监控数据通过卫星通信或公网通信传输至调控中心。分控中心通过光通信从调控中心读取数据进行监视, 分公司调度室通过光通信从分控中心读取数据进行监视。

2.3 站场通信系统

光通信为主、卫星通信为辅、公网通信为补的数据传输模式已经将生产监控数据顺利传输至各管理单位, 为实现“调控中心远程控制, 站场无人操作”提供了必要条件。要做到“无人值守、有人看护”还需要配置相应的站场通信系统。

2.3.1 语音、视频及网络系统

区域化管理的站场只留有看护人员, 仅保留1部内线电话和1部外线电话即可, 内线电话可选用IP电话, 通过光通信系统接入软交换系统核心。由于站场无人值守, 因此无需设置站内办公网和视频会议电视系统, 特殊需要时可以使用内线电话的会议电话功能。

2.3.2 工业电视监控系统

站场工业电视系统主要由前端摄像机、中心监控主机、本地监控终端以及工业以太网交换机组成。系统整体采用网络构架, 室外前端摄像机一般采用高清红外网络智能跟踪球型摄像机, 立杆安装, 安装高度宜为6m, 摄像机布置应兼顾工艺设备区、围墙周界、主要道路等重点场所, 实现场区全覆盖。室内前端摄像机一般采用高清网络球型摄像机或高清网络枪型摄像机, 壁挂或吸顶安装, 主要布置在工艺、电气、仪表、通信、阴保、热工、给水、消防等主要设备间, 安装位置及高度应根据设备间建筑结构以及内部设备的安装位置确定。防爆场所应采用防爆设备, 防爆等级不应低于Exd II BT4。中心监控主机宜采用网络硬盘录像机 (NVR) , NVR安装在通信设备间内, 通过内置硬盘实现图像本地存储, 硬盘容量按照图像存储时间不小于90天配置。站场工业电视图像通过光传输系统传输至作业区和调控中心, 实现远程监控, 同时在站场设置本地监控终端, 用于系统调试和突发事件的应急处理。工业电视监控系统应与周界入侵报警系统、火灾报警等系统进行联动。

2.3.3 周界入侵报警系统

站场周界入侵报警系统主要由前端探测器、中心报警主机、本地报警管理终端以及工业以太网交换机组成。前端探测器根据站场围墙布局以及周边环境可采用振动光缆、振动电缆、激光、微波等。当前端探测器采用振动类产品时, 宜选用定位型振动探测器, 定位精度应≤10m。探测器安装在围墙上方以及场区出入口等处, 中心报警主机安装在通信设备间内。站场周界报警信号通过光传输系统传输至作业区, 实现远程监控, 同时在站场设置本地报警管理终端, 用于系统调试和突发事件的应急处理。

2.3.4 其他通信系统

对于留有警卫或运维人员的站场, 需要为这部分人员提供有线或卫星电视, 满足基本生活、娱乐需求。

3 结语

通信系统作为管道站场的重要组成部分, 实施区域化管理后, 站场通信系统构成随着业务需求和管理理念的影响不断变化, 重点功能由本地服务逐渐调整为远程服务。在数据传输可靠性、站场安全防范等方面不断加强, 以适应“无人操作、无人值守、有人看护”的要求, 同时在人员办公配套的语音、会议、网络等方面核减系统规模, 以节约工程投资。站场通信方案应以生产运行为根本, 因地制宜, 不断完善, 为管道区域化管理提供优质服务。

摘要：上世纪90年代以来, 以北美为代表的发达国家油气管道企业大范围实施站场无人化管理模式。目前国内主要油气管道也在逐步开展站场区域化管理建设和无人站场建设。为实现区域化管理目标, 需提出适合的站场通信方案。本文主要围绕“一级调控”管道 (调控中心统一调度和控制的管道) 展开探讨。