一城一北斗 | 卫星导航系统在海上油气田智能化建设中的创新应用
申报单位：中海石油(中国)有限公司海南分公司
联合申报单位：中海油信息科技有限公司湛江分公司
主要完成人：金云智、王继鹏、唐舟江、吴红光、钟建华、刘蓝天
一、案例简介
中海石油(中国)有限公司海南分公司自2021年起，将北斗卫星导航系统应用于海上油气田的智能
化建设，通过创新技术手段解决了传统导航系统在复杂海洋环境中的局限性问题。项目团队结合北斗卫星 导航系统的高精度定位、时钟同步和短报文通信等功能，开发了一套适用于海上平台、钻井平台和移动船 舶的综合应用系统，实现了设施实时定位、生产时间同步、边界预警和应急通信等功能。该系统在中海石 油(中国)有限公司海南分公司海上平台的成功部署，显著提升了海上油气田的生产效率和安全性，为海 洋油气行业的数字化转型提供了有力支撑
二、技术方案
中海石油(中国)有限公司海南分公司在北斗卫星导航系统应用方面实现了创新突破，将定位、导航、 授时和短报文等四项关键技术与生产平台、钻井平台和移动船舶等三种主要设施相结合，成功应用于设施 定位、生产授时、边界预警和应急通信等四个关键领域。
1)设施定位：通过在海上设施安装北斗卫星导航系统定位设备，涵盖卫星接收天线、接收器与数据 处理器等关键组件，确保设备稳定运行。接收天线精准捕捉卫星信号，经接收器处理后，数据无缝传输至 海上设施控制中心的数据处理系统。控制中心数据处理系统对接收到的数据进行分析和处理，精准获取船 舶位置、速度与航向等关键信息，实现对海上设施的实时监控与高效管理，确保海上设施的安全航行。
2)生产授时：在海上油气田的生产过程中，时间同步是确保数据准确性和设备协调运行的关键。北 斗授时技术通过高精度时间信号传输，实现了海上平台与陆地控制中心的时间同步，有效解决了传统授时 系统在远距离传输中的延迟问题。如在平台生产过程中需要记录生产时间、采样时间等信息，这些信息需 要进行时间同步才能保证数据的准确性。北斗卫星导航系统时间传递可以提供高精度的时间同步服务，确 保生产数据的准确性。
3)边界预警：通过北斗卫星导航系统的高精度定位和导航功能，成功部署了电子围栏系统。该系统 根据不同区域的安全等级进行细致划分，尤其针对高危区域实施严格的定位和导航监控。借助北斗卫星导 航系统的强大技术支持，实现了对作业现场人员和设备的实时精准定位，同时提供及时有效的预警功能。 一旦有人员或设备接近或进入高危区域，系统会立即发出警报，提醒相关人员采取措施，从而显著提升作 业现场的安全性，有效预防潜在的安全事故，保障人员和设备的安全。
4)应急通信：海上设施的状态信息对于防台应急管理尤为重要。海南分公司的创新应用北斗卫星导 航系统的短报文传输功能和低功耗带来的较强续航能力，针对台风期间重点时期、重点区域、重点设施， 配备关键数据采集设备，搭建北斗卫星导航系统应急通信链路，实现数据统一回传。这使得陆地应急指挥 中心能够及时感知海上设施的稳态、位置及气象等关键信息，从而及时做出决策，降低应急事件对海上油 气生产的影响，提升现场应急情况处置能力，降低次生灾害的风险。
、创新亮点
1)创新应用北斗卫星导航系统，实现海上设施实时定位与可视化展示。北斗卫星导航系统为海上平 台、钻井船和移动船舶提供高精度坐标信息，结合电子海图，管理人员可实时掌握设施动态。同时，系统集成边界预警技术，能及时发出警报，预防非作业船舶靠近带来的安全风险。这一技术显著提升海上油气 田作业的安全性与效率，为行业智能化转型奠定基础。
2)创新应用北斗授时技术，实现海上油气田多设备高精度时间同步。北斗卫星导航系统首次在海上 油气田实现多设备高精度时间同步，彻底解决传统授时系统在远距离传输中的延迟和精度不足问题。其授 时服务通过多路NTP输出，确保生产时间一致性，提升数据采集与分析准确性，优化生产流程协调性，减 少设备冲突和资源浪费。在复杂海上环境下，北斗卫星导航系统为远程操控、自动化作业及跨平台协同提 供稳定时间基准，显著提高生产效率，降低运营风险，为海上油气田智能化转型注入强大动力。
3)创新应用北斗定位导航功能，部署电子围栏系统，实现边界实时预警。利用北斗导航系统中的高 精度定位技术构建的电子围栏系统，能够根据不同区域的安全等级进行细致划分。对于高危区域，该系统 实施严格的定位和导航监控，实时跟踪进入该区域的目标动态，确保其活动轨迹符合安全规范。一旦发现 异常情况，系统会立即发出警报，通知管理人员及时采取措施，从而有效预防潜在的安全风险，保障关键 区域的安全与稳定。
4)创新应用北斗短报文通信，实现海上应急响应能力提升。首次将北斗卫星导航系统短报文通信应 用于海上应急响应，有效解决了极端天气下通信链路不稳定、数据传输延迟的问题。在台风等恶劣条件下， 北斗短报文通信功能确保了应急信息的及时、准确传输，为海上设施的应急指挥和救援行动提供了可靠支 持，显著提升了应急处置能力。