無線集群系統(tǒng)在長北天然氣開發(fā)項目中的應(yīng)用

摘要：本文結(jié)合長北天然氣開發(fā)項目中所使用的無線集群系統(tǒng)，從系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)規(guī)范和使用效果等方面的介紹，闡明無線集群技術(shù)在氣田開發(fā)中的良好作用。

關(guān)鍵詞：長北項目；無線通信系統(tǒng)；模擬集群

前言

長北天然氣開發(fā)項目所轄區(qū)塊處于毛烏素沙漠南端，開發(fā)面積1588平方公里，南北跨度大、人煙稀少、交通和通訊基礎(chǔ)設(shè)施條件差，區(qū)塊內(nèi)大部分地區(qū)手機(jī)信號質(zhì)量不穩(wěn)定，同時由于安全生產(chǎn)的控制，手機(jī)等普通通訊設(shè)備也杜絕在作業(yè)現(xiàn)場使用。項目中最需要安全通訊系統(tǒng)的地點主要集中在鉆井現(xiàn)場、井叢、TPO和天然氣處理廠等作業(yè)現(xiàn)場，包括的部門主要有井工程組、生產(chǎn)作業(yè)組、地質(zhì)組、地面工程組、后勤組、保安組和業(yè)務(wù)支持組等，可以說在作業(yè)現(xiàn)場的每位員工都有使用到無限集群系統(tǒng)的需求，由此看來，這一系統(tǒng)在氣田開發(fā)中具有很大的應(yīng)用基礎(chǔ)。

一、無線集群技術(shù)

（一）無線集群技術(shù)綜述。長北天然氣開發(fā)項目無線集群系統(tǒng)以模擬集群技術(shù)為系統(tǒng)核心，此外實現(xiàn)無線集群系統(tǒng)的技術(shù)還包括GSM-R和數(shù)字集群。模擬集群具備強(qiáng)大的調(diào)度功能、共用信道功能，模擬集群系統(tǒng)在我國一般選用信令公開、技術(shù)成熟的MPT1327標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，該系統(tǒng)可靠性高、易擴(kuò)容，能準(zhǔn)確傳送話音、處理緊急呼叫、自動檢測，支持多種通信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有優(yōu)先級和保密功能。

（二）無線集群系統(tǒng)的功能。無線集群系統(tǒng)之所以能夠滿足氣田開發(fā)過程的通訊要求，主要是可以實現(xiàn)以下功能：

無線集群系統(tǒng)應(yīng)是一種組網(wǎng)靈活、功能強(qiáng)大的專用通信系統(tǒng)。系統(tǒng)可進(jìn)行全呼、組呼（大組呼、小組呼）、個別呼，優(yōu)先、限時、強(qiáng)插強(qiáng)拆以及動態(tài)重組、加密等。為了能對極為緊急的業(yè)務(wù)提供迅速的系統(tǒng)接入，綜合無線通信系統(tǒng)具有劃分高級別優(yōu)先特性的功能，可事先對通話的優(yōu)先程度進(jìn)行分類，供用戶選取最適合的系統(tǒng)接通緩急級別。為了便于應(yīng)急使用，系統(tǒng)總是將第一個可用信道分配給緊急通話，以縮短反應(yīng)時間。

（三）無線集群系統(tǒng)的優(yōu)勢。無線集群系統(tǒng)在長北項目運(yùn)行近幾年的時間，從目前使用情況來看，表現(xiàn)效果良好?，F(xiàn)在這一系統(tǒng)已經(jīng)從最開始作為TPO的建設(shè)指揮調(diào)度的工具，逐漸上升為鉆井、天然氣生產(chǎn)和井叢巡檢等工作的協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)，尤其在天然氣日常生產(chǎn)和井叢巡檢中，大量的調(diào)督指令和現(xiàn)場情況反饋都通過系統(tǒng)高效傳輸，成為處理廠中央控制室的通訊核心系統(tǒng)。

（四）基于MPT1327協(xié)議的模擬集群系統(tǒng)主要功能?；贛PT1327協(xié)議的模擬集群系統(tǒng)包括業(yè)務(wù)功能、管理功能和維護(hù)功能。業(yè)務(wù)功能包括單呼，組呼、全呼、多信令信道、信道分組、緊急呼叫、求救告警、有線呼叫、呼叫轉(zhuǎn)移、用戶機(jī)脫網(wǎng)、自動重發(fā)、狀態(tài)信息傳輸、數(shù)據(jù)傳輸；管理功能包括網(wǎng)絡(luò)管理終端功能、話務(wù)量分析、用戶分級和調(diào)度權(quán)限、繁忙排隊、自動回叫、被叫用戶可用性檢查、系統(tǒng)排外、用戶確認(rèn)、動態(tài)重組、遙斃、復(fù)活、各種提示音等功能；維護(hù)功能包括信令信道循環(huán)、熱備份、故障弱化及強(qiáng)抗毀能力等功能。

二、長北項目無線集群系統(tǒng)設(shè)計概述

（一）系統(tǒng)組成。長北項目無線集群系統(tǒng)采用RLX8300無線通信系統(tǒng)，主基站配置3個無線信道，其中包括2個語音信道和1個信令信道。網(wǎng)絡(luò)管理終端通過RS232串口與主基站連接，可以實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、無線用戶的管理、通信的記錄和查詢、提取故障報告等。系統(tǒng)采用400MHz/150MHz頻段，異頻頻率收發(fā)間隔10MHz，所有電臺預(yù)設(shè)全系統(tǒng)各信道頻率。系統(tǒng)支持手持機(jī)、機(jī)車臺之間的話音通信。正常狀態(tài)下，語音及數(shù)據(jù)傳輸通信時，采用異頻單工方式。無線用戶與有線用戶（PABX或PSTN）通話時采用半雙工方式。無線用戶之間，以及無線用戶和有線用戶之間可通過撥號方式呼叫。系統(tǒng)具備高度的可靠性，為保障用戶使用，基站中心控制模塊具有熱備份、熱插拔、自動倒換功能，倒換時不會影響網(wǎng)內(nèi)用戶間的通信。

（二）系統(tǒng)介紹。長北天然氣開發(fā)項目無線集群系統(tǒng)主基站由基站控制設(shè)備、無線收發(fā)信設(shè)備和維護(hù)終端構(gòu)成。設(shè)備關(guān)系如圖3所示。

圖3 長北天然氣開發(fā)項目無線集群系統(tǒng)設(shè)備關(guān)系圖

（三）系統(tǒng)安裝。長北天然氣開發(fā)項目無線集群系統(tǒng)安裝在榆2站的控制室內(nèi)，可以說安裝環(huán)境比較好，這一點是系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的保證前提。由于系統(tǒng)在鉆井和天然氣生產(chǎn)中的作用越來越重要，所以針對在系統(tǒng)安裝過程中的一些問題也進(jìn)行了不斷地調(diào)整和改進(jìn)，主要體現(xiàn)在雷擊防護(hù)方面。由于榆林地區(qū)在每年的春秋雨季時期內(nèi)，都有大量的雷電出現(xiàn)，會對無線集群系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，系統(tǒng)的室外天線會成為雷擊的主要目標(biāo)，為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生，目前在室外天線上加裝了2套避雷裝置，以保證系統(tǒng)在雨季也能正常運(yùn)行。

三、無線集群系統(tǒng)功能的深入應(yīng)用

（一）應(yīng)急指揮。在處理應(yīng)急事件時，僅僅具備完善的后方應(yīng)急指揮中心是不夠的，現(xiàn)場指揮仍然需要強(qiáng)大并可獨立指揮的通訊平臺。應(yīng)急指揮車作為指揮中心派駐現(xiàn)場的指揮場所，應(yīng)該具有快速機(jī)動和廣泛通信的能力，才能承擔(dān)起實施現(xiàn)場緊急救援指揮工作的重要作用。

目前，將無線集群系統(tǒng)終端設(shè)備安裝在應(yīng)急指揮車上是比較好的方式，可以通過現(xiàn)有的集群系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的通訊鏈路，保證現(xiàn)場各類信息的暢通，大大加強(qiáng)應(yīng)急指揮的力度，并能夠隨時接收后方指揮中心的決策。

（二）與PABX/PSTN組網(wǎng)。無線集群系統(tǒng)與PABX/PSTN相互連接后，也就是借助現(xiàn)有的固定電話系統(tǒng)加強(qiáng)網(wǎng)內(nèi)用戶與外部通話的能力。長北項目作業(yè)現(xiàn)場目前使用的無線集群終端設(shè)備，雖然達(dá)到了安全使用的要求，但只能夠進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)通話，無法和固定電話與手機(jī)用戶進(jìn)行聯(lián)系。但是，在現(xiàn)場工作的人員有時候也需要設(shè)備生產(chǎn)廠家或者相關(guān)技術(shù)人員的遠(yuǎn)程協(xié)助，這時現(xiàn)有的無線集群系統(tǒng)就顯得力不從心，這也是目前長北項目無線集群系統(tǒng)的缺陷。

四、結(jié)束語

長北天然氣開發(fā)項目無線集群系統(tǒng)的建設(shè)和使用程度，目前都進(jìn)入到了相對較高的水平，使用人員對系統(tǒng)的掌握程度也逐漸加強(qiáng)。通過對這一系統(tǒng)的使用，大大方便了長北項目所轄區(qū)塊內(nèi)的通信聯(lián)絡(luò)，加快了對作業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)操作管理工作的信息交流速度，今后更加能夠通過參與應(yīng)急通訊和接入PABX/PSTN實現(xiàn)為氣田開發(fā)與生產(chǎn)更好服務(wù)的目的，無線集群系統(tǒng)在長北項目使用的良好效果充分體現(xiàn)出來。由此可見，建立無線集群系統(tǒng)是大面積氣田開發(fā)過程中，解決語音通訊困難一種很好的途徑，能夠承擔(dān)網(wǎng)內(nèi)通話、對外聯(lián)系和應(yīng)急指揮多項業(yè)務(wù)功能，成為氣田鉆探、生產(chǎn)管理中實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊交流的主要系統(tǒng)工具。