一城一北斗|中國石油北斗導(dǎo)航能源安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管系統(tǒng)

申報單位：中國石油北斗運營服務(wù)中心

聯(lián)合申報單位：

主要完成人：劉喜文、牛炳乾、李文光、張永杰、劉明、王倫、高凱凱

一、案例簡介

中國石油天然氣集團有限公司(簡稱“中國石油”)是集國內(nèi)外油氣勘探開發(fā)和新能源、煉化銷售和 新材料、支持和服務(wù)、資本和金融等業(yè)務(wù)于一體的國有重要骨干企業(yè)，承擔(dān)著國家能源安全生產(chǎn)的重要責(zé) 任。面對油氣安全生產(chǎn)時空數(shù)據(jù)“卡脖子”、各企業(yè)智能化作業(yè)水平低、時空信息數(shù)據(jù)分散、終端設(shè)備安 全性不足等難題，中國石油北斗運營服務(wù)中心(簡稱“中心”)融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建 成自主可控的“北斗導(dǎo)航能源安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管平臺”,定制開發(fā)十大業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，搭建了覆蓋全國的 “北斗高精度網(wǎng)”,自主研發(fā)并推廣部署各類北斗終端超30萬臺套，形成了“1平臺+N應(yīng)用+系列終端”

的可復(fù)制可推廣的應(yīng)用模式，為油氣生產(chǎn)全過程提供油氣勘探精準(zhǔn)作業(yè)、管道巡檢、作業(yè)許可管控、油氣 田作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、人員安防、危險品位置監(jiān)管、大型工程設(shè)備管控、特種車輛管控及海上平 臺安全監(jiān)管等超50種北斗應(yīng)用場景解決方案；全面支撐油氣安全生產(chǎn)，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。

二、技術(shù)方案

基于北斗系統(tǒng)的定位、短報文、授時、高精度等服務(wù)，深度結(jié)合油氣行業(yè)典型應(yīng)用場景需求，構(gòu)建企 業(yè)自主可控的北斗時空信息服務(wù)平臺，搭載人員管控、智能巡檢、海上安全監(jiān)管等十大業(yè)務(wù)系統(tǒng)，配備各 類型北斗智能終端，全面支撐油氣生產(chǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1、平臺技術(shù)架構(gòu)

平臺采用“微服務(wù)+容器”的思路進行規(guī)劃，采用模塊化、服務(wù)化設(shè)計，以中國石油云計算、大數(shù)據(jù) 等統(tǒng)建資源為支撐底層，涵蓋終端、平臺、應(yīng)用三層級，保障業(yè)務(wù)架構(gòu)的擴展性和通用性。終端層主要為 各企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中使用到的GNSS定位型終端、GNSS測量型接收機、GNSS授時型終端等各類型終 端，采集集團公司各業(yè)務(wù)領(lǐng)域人、車、物的位置及狀態(tài)數(shù)據(jù)，為各業(yè)務(wù)領(lǐng)域北斗應(yīng)用提供時空數(shù)據(jù)感知服 務(wù)；平臺服務(wù)層主要為北斗平臺的位置服務(wù)、地基增強服務(wù)、北斗短報文服務(wù)、授時服務(wù)、北斗+遙感數(shù) 據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)等平臺支撐服務(wù)，向應(yīng)用層業(yè)務(wù)提供時空數(shù)據(jù)、高精度數(shù)據(jù)、短報文通信、授時以 及遙感衛(wèi)星地理地圖影像等服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共建共享、互聯(lián)互通；應(yīng)用層主要為各企業(yè)結(jié)合對人、車、 物監(jiān)管過程中建設(shè)的人員安全管控、車輛安全管控、海上安全監(jiān)測、地質(zhì)沉降形變監(jiān)測等典型業(yè)務(wù)應(yīng)用， 向集團公司各業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供綜合監(jiān)管技術(shù)應(yīng)用。平臺具備強大的數(shù)據(jù)處理能力，可同時處理10萬條以上 的數(shù)據(jù)并實現(xiàn)快速響應(yīng)，其高精度求解器確保了數(shù)據(jù)計算的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，可以對數(shù)據(jù)進行高質(zhì)量的處 理和計算，同時支持橫向和縱向擴展，可動態(tài)調(diào)整計算資源，滿足并行計算和分布式處理需求，具備完善 的前后處理功能，包括數(shù)據(jù)輸入/輸出、格式轉(zhuǎn)換和質(zhì)量控制，支持多種數(shù)據(jù)格式和接口。

2、運維運營體系

為確保系統(tǒng)高效運行并持續(xù)推動業(yè)務(wù)創(chuàng)新，組建了專業(yè)化的運維團隊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)各角色權(quán)限設(shè)定與技 術(shù)支持，系統(tǒng)版本迭代與發(fā)布，系統(tǒng)運行服務(wù)狀態(tài)，數(shù)據(jù)遷移、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護，終端維護等全流程運維工 作，發(fā)布了北斗三號短報文管理辦法、終端售后服務(wù)指南、物聯(lián)網(wǎng)卡用戶需知等28項運維管理制度，提 供7×24小時技術(shù)支持服務(wù)，各單位可通過服務(wù)熱線、郵箱、運維群、網(wǎng)頁/APP等多種途徑反饋系統(tǒng)/終 端故障、需求建議、疑難問題等，形成全方位、全鏈條的運維運營服務(wù)。

三、創(chuàng)新亮點

1)自主可控的北斗導(dǎo)航能源安全生產(chǎn)綜合監(jiān)管平臺。平臺綜合集成互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、 大數(shù)據(jù)技術(shù)、GIS、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和其他智能傳感技術(shù)等，集數(shù)據(jù)接入、處理、存儲、共享等服務(wù)于一體， 突破海量多源異構(gòu)時空信息采集、匯聚、分析等難題，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)共享機制。具備“承載海量終 端、高精度定位、短報文通信、位置服務(wù)”四大核心能力，實現(xiàn)對能源行業(yè)內(nèi)各類位置信息的透徹感知、 全面互聯(lián)、預(yù)警監(jiān)測和智能分析，為油氣安全生產(chǎn)提供精準(zhǔn)時空信息服務(wù)。

2)符合油氣生產(chǎn)特色的十大業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。以平臺作為數(shù)據(jù)底座，開發(fā)部署10大業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，向 各企業(yè)提供“平臺+應(yīng)用+終端”服務(wù)，滿足了油氣生產(chǎn)領(lǐng)域智能巡檢、人員管控、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、海上安 全管控、小數(shù)據(jù)傳輸、高精度服務(wù)及授時等應(yīng)用需求，推動了北斗國之重器與油氣生產(chǎn)深度融合。

3)覆蓋全國的北斗高精度網(wǎng)。融合云計算、大數(shù)據(jù)、北斗授時等新技術(shù)，通過自建基準(zhǔn)站和融合國 家現(xiàn)有的高精度數(shù)據(jù)資源，搭建完成覆蓋全國的“北斗高精度網(wǎng)”,解決了自建CORS基準(zhǔn)站、外部實體/ 虛擬基準(zhǔn)站融合組網(wǎng)定位精度提升問題，突破長基線/大高差基準(zhǔn)站網(wǎng)增強信息精準(zhǔn)建模、面向大規(guī)模用戶 量的動態(tài)格網(wǎng)差分技術(shù)等技術(shù)難題，構(gòu)建北斗高精度動態(tài)時空基準(zhǔn)，實現(xiàn)覆蓋全國及部分海洋高精度分米 級定位服務(wù)。全面滿足油氣生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈對精準(zhǔn)智能導(dǎo)航作業(yè)、快速應(yīng)急響應(yīng)和指揮決策、動態(tài)監(jiān)管油庫 和油罐安全、工控系統(tǒng)精確授時等場景的迫切需求。

4)行業(yè)專屬的北斗短報文運營平臺。建成了油氣行業(yè)唯一的北斗短報文運營服務(wù)平臺，具備全面管 控行業(yè)北斗短報文數(shù)據(jù)接入和分理服務(wù)、資源調(diào)控、用戶管理、授權(quán)保障等能力，攻克平臺北斗短報文數(shù) 據(jù)壓縮、分包、盲區(qū)補傳、多包融合等技術(shù)難題，通過不同策略設(shè)置，建立安全、可靠、可信的衛(wèi)星數(shù)據(jù) 傳輸通道，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、圖片、語音等鏈路傳輸，彌補通信盲區(qū)的短板。為油氣行業(yè)各企業(yè)提供在 無網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋區(qū)域下的油氣田邊遠(yuǎn)井的遠(yuǎn)程管控、人員應(yīng)急撤離等服務(wù)，為推進現(xiàn)場作業(yè)智能操控、生 產(chǎn)應(yīng)急管理提供有效支撐。

5)自主研發(fā)生產(chǎn)系列北斗智能終端產(chǎn)品。針對油氣生產(chǎn)作業(yè)特點，結(jié)合廣域差分定位技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)、嵌入式處理技術(shù)，自主研發(fā)各類北斗終端超40款，全部采用北斗三號體系，功能高集成、便攜小巧、自主可控，配備自主研發(fā)的“中油時空”APP,滿足了各企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型智能化發(fā)展過程中的業(yè)務(wù)應(yīng) 用需求。目前已在中國石油各領(lǐng)域推廣應(yīng)用純北斗終端超30萬臺/套。

6)培育50余創(chuàng)新應(yīng)用場景。圍繞業(yè)務(wù)生產(chǎn)的痛點、難點，開展北斗關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)，加強北斗與 三維、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)融合應(yīng)用，培育形成作業(yè)許可管控、智能無人作業(yè)、雷達監(jiān)測預(yù)警、 智能地震作業(yè)等近50種創(chuàng)新應(yīng)用場景，持續(xù)提升北斗創(chuàng)新能力和自主可控水平