数字集群通信技术在中海油的应用和研究
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【摘 要】数字集群是当今前景最为看好的主要专业无线通信之一，可集指挥调度、电话、数据等功能于一体，与公共及普通移动通信相比，具有一系列特殊功能，特别是在调度及网络结构与安全控制等方面有其独特的特征与复杂性。数字集群通信以其“灵活的分组调度、迅捷的接续速度、保密的话音通信、智能的网络化管理、高效的频谱利用和优良的资源共享”等技术优势广为人知，并逐渐成为无线通信指挥调度的主要手段。本文旨在研究数字集群系统在中海油内应用的主要内容和价值。
【关键词】数字集群； TETRA；TETRA系统中海油试验网；远程对讲通讯
一、前言
随着石油资源越来越受到重视，为了提高生产效率，防止意外发生，很多陆地油气田、石油化工厂都在积极筹建集群系统来保障通信调度。怎样保证繁忙时的有效通信和调度，满足24小时不间断运转的要求，是关系到安全生产，提高生产力的大事。结合国际和国内类似项目的经验和TETRA系统技术特点，认为800MHz频率TETRA数字集群系统解决方案能够满足中海油无线指挥调度通信需求。
二、数字集群系统概述
数字集群是现今专用无线通信的主要形式之一，它同属移动通信范畴，可集指挥调度、电话、数据等功能于一体。数字集群通信以其“灵活的分组调度、迅捷的接续速度、保密的话音通信、智能的网络化管理、高效的频谱利用和优良的资源共享”等技术优势广为人知，其在专业无线通信指挥调度应用上的一些重要功能和作用以及相关业务的增值意义又愈来愈为人们普遍认同，目前行业里已将其作为政府和公共安全部门以及大中型企业无线通信指挥调度的主要手段。数字集群技术自20世纪90年代中期在全球范围兴起，短短十来年时间里，相关技术和行业取得了长足发展，在全世界特别是发达国家得到了广泛应用并取得了良好的社会和经济效益。可以肯定的说，在不久的将来，数字集群通信系统必将以其技术的先进性彻底取代原有的专业通信模式。
我国信息产业部已颁布《数字集群移动通信系统体制》的行业标准，确定了TETRA、IDEN、GT800、GoTa等四种数字集群通信制式。2001年信产部下发了518号文件通知，明确了2001年年底前要对模拟集群网的频率进行清理，并规定所有模拟集群通信系统原则上必须于2005年12月31日之前停止运行。这为我国加快发展数字集群奠定了坚实的政策基础和发展方向。此后，我国开始了大规模数字集群通信系统的应用和建设，一些大型数字集群专网项目（多为TETRA系统）如广州地铁、深圳地铁、天津港、深圳盐田港、上海市公安政务网和北京正通网等等已经建成并正式投入运营，并且取得了不错的行业反响以及较好的社会和经济效益。
对专业指挥调移动通信服务要求较高的石油化工行业来说，数字集群通信技术的快速发展具有重要而深远的意义。目前，石油化工行业用户占据了世界数字集群通信市场近三分之一的用户数量，与政府及公共安全部门和交通运输行业一并成为数字集群通信系统的主要应用领域，同时也是增长最快、发展潜力最大的单一行业产业。由于石化行业对通信设备和服务的安全性、保密性以及网络独立性的要求比较高，因此世界上绝大多数石化企业专用数字集群通信网均采用TETRA系统。较大型和较知名的已投入运营的专网有法国最大的能源企业道达尔（TOTAL）8基站TETRA数字集群通信专网、尼日利亚陆地及海上无线数字集群痛信系统（TETRA）、哈萨克斯坦国家石油公司超过2000个终端用户的TETRA系统等等。这些项目中有的是一步到位式的直接上马数字集群系统，有的是由模拟集群系统逐步升级过渡为最新的数字集群系统。数字集群通信系统以其更清晰的话音质量、强大的语音数据服务、更好的通信保密性以及更高的频谱利用率为全球众多石化巨头打造了一个专业高效的移动通信专用网络，极大提高了企业生产管理的信息化、自动化程度，同时能更有效地提升企业应对危急、化解风险的能力。
然而，由于种种原因，数字集群通信技术在我国的石化行业目前还没有较深入的研究以及规模化的应用，而我们海油内部对相关技术的研究和应用也仅处于初级阶段，与世界先进国家和企业的差距十分明显，也正因如此我们的发展潜力和提升空间也是巨大的。本研究项目也正是在这样一个国内外大环境下酝酿产生，并最终获得总公司批准立项。本项目实现了海油第一次系统化、规模化引进数字集群技术的研究和应用，第一次由海油内部单位作为数字集群技术研究和应用的主体，第一次在海油内建设数字集群通信系统试验网并首次提出中海油数字集群通信专网总体规划及设想。这三个第一次都将奠定数字集群通信系统在海油的发展过程中里程碑式的地位和意义。
3.1主要目标
本研究项目因应国内外专业无线移动通信技术的发展变化，针对海油内部工厂企业对专业无线调度通讯的具体需求，本着科学严谨、适度超前、效益最大化等几大原则，根据当今数字集群通信技术领先的几种制式标准的性能指标、国内外应用情况等综合考虑，决定以TETRA系统作为 “无线数字集群通信系统的应用和研究” 项目的研究方向和主体。首先建设中海石油化学公司（东方化工城）数字集群TETRA系统试验网，并以此作为进一步应用和研究数字集群通信系统的基础平台，包括研究无线数字信号在特殊生产结构区域的覆盖和穿透问题；研究数字集群技术在海陆远距离通信接入可行性以及规划设计建设中海油数字集群专网；研究现有模拟生产调度系统与数字集群系统的互联互通；以及数字集群系统设备接口的二次开发、系统的兼容、网络技术的融入等多方面的研究和实验工作。全面完成本研究项目的全部内容，以期达到适应当前海油企业的生产调度和应急指挥通信需要，并满足未来一定时期内不断增长的对更专业无线移动通信服务的需求。
3.2主要任务
1）研究和应用无线数字集群通信技术，为海油的生产调度和应急指挥提供更好的支持，建立一个可靠的、安全的通信调度平台，为突发事件提供快速、及时的应急指挥和相应的救助服务，并且满足海上油气田、陆地终端的防爆要求。
2）研究数字集群系统终端用户和中海油原有通讯网用户的互通以及无缝连接可行性，在完成化学公司数字集群TETRA系统试验网建设的基础上逐步建立具有海油特色、适应海油要求的数字集群专网，最终统一规划构建成一个覆盖整个中海油内部油气田、石油化工厂、港口码头的数字集群网络。
3）完善海上数字化油田和陆上数字化工厂建设，构成一个灵活、实用、符合现代通信发展要求的数字集群网络。
四、无线数字集群系统在中海油应用的主要研究内容
选用数字集群通信TETRA系统制式完成中海石油化学公司（东方化工城）试验网建设，对终端设备进行严格选型以满足石油化工、陆地终端等特殊生产作业环境对防爆性能的较高要求，为生产调度和应急指挥提供了运行稳定、安全可靠的专业数字集群通信服务；
研究和解决无线数字信号在特殊生产结构区域的覆盖和穿透问题，如平台或化学装置大型钢体结构及密闭空间的信号分布等。
研究数字集群通信技术在海上和陆地的联合应用，重点在于海上与陆地远距离通讯链路的接入，平台群之间的链路传输等等，并最终规划、设计建立覆盖整个中海油内部油气田、石油化工厂、港口码头的集群网络。
对现有的常规模拟无线生产调度系统加以利用，实现不同频率、不同系统的模拟对讲手持用户与数字集群手持终端的互联互通。有效利用部分原有模拟手持对讲机，逐步向数字集群终端设备过渡。
完成对数字集群系统设备接口的二次开发、系统的兼容、网络技术的融入等多方面的研究试验。
五、无线数字集群系统在中海油应用的研究意义
无线数字集群通信系统是当今技术最先进、发展最快的专业无线移动通信系统。其具有灵活的分组调度、迅捷的接续速度、保密的话音通信、智能的网络化管理、高效的频谱利用和优良的资源共享等优势，目前广泛应用于政府及公共安全部门、交通运输以及石油化工行业等领域。基于技术更新的趋势、行业发展态势以及企业自身发展的需要，在我们海油尽快开展数字集群通信技术的相关研究和应用是大势所趋，这是对企业的生产管理、通讯调度能力的大力提升和努力完善，同时也为我们力争建立国际一流能源企业在信息化建设方面作出重要贡献。
目前，我们海油正处于快速发展壮大的上升阶段，企业涉及面广，着力点多，内部资源分散，油田、工厂、码头众多，对生产调度、通信指挥等专业移动通信服务的要求很高，而现有的无线调度指挥通信系统较为单一，功能有限，无法满足日益增长的对可用于广域调度指挥的集群通信网络的迫切需求。因此，审时度势，因地制宜地开展数字集群通信技术的研究和应用具有重要作用。同时，海油系统内各企业单位现有的网络系统硬件基础较好，渤海地区微波网络已经完全覆盖，南海地区北部湾油田和陆地终端也建立了完整的微波通讯网络，其他油气田也均有卫星网络可实现互联互通，陆上化工厂区和电厂、码头等生产基地也拥有较先进的网络基础设施，因此完全具备了建立中海油海陆无线数字集群通信系统专网的基础和条件。
从海油企业自身发展的角度出发，尽快开展数字集群相关技术的研究和应用工作具有必要性和迫切性。我们应当建设自己的数字集群试验网并投入使用，在进行充分研究、实践、完善的基础上逐步向各地区各单位全面推广应用，并最终建成能够覆盖整个中海油上下游产业链所有工厂企业和生产设施的一个专业数字集群通信网络。
六、结语
数字集群通信是实现移动中指挥调度通信的最有效手段之一，它以特有的调度功能、组呼功能以及快速呼叫等特性，在专业通信领域发挥着巨大的作用。在应对突发事件时，对人民的生命财产安全起着及其重要的作用。由于担负着日常指挥调度以及应急通信的重大使命，通常其社会效益要远重于经济效益。然而数字集群通信系统具有的强大的功能和可扩展性可以很好的满足中海油目前和将来在生产管理和挥度调指方面的通讯需求，因此投入一定的资金以全面提升企业生产调度、应急指挥等生产管理能力是很有必要的。建设数字集群通信系统对我们企业不断增长的调度通讯需求，应对紧急处理能力的提升具有重要辅助和完善作用。从中海油自身发展的长远利益出发，百利而无害，因由生产管理和危机处理能力上的完善和提高而给企业带来的长期经济效益更是无法估量。
参考文献：
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