一城一北斗|中國石油北斗導航能源安全生產綜合監管系統

申報單位：中國石油北斗運營服務中心

聯合申報單位：

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”)是集國內外油氣勘探開發和新能源、煉化銷售和 新材料、支持和服務、資本和金融等業務于一體的國有重要骨干企業，承擔著國家能源安全生產的重要責 任。面對油氣安全生產時空數據“卡脖子”、各企業智能化作業水平低、時空信息數據分散、終端設備安 全性不足等難題，中國石油北斗運營服務中心(簡稱“中心”)融合物聯網、云計算、大數據等技術，建 成自主可控的“北斗導航能源安全生產綜合監管平臺”,定制開發十大業務應用系統，搭建了覆蓋全國的 “北斗高精度網”,自主研發并推廣部署各類北斗終端超30萬臺套，形成了“1平臺+N應用+系列終端”

的可復制可推廣的應用模式，為油氣生產全過程提供油氣勘探精準作業、管道巡檢、作業許可管控、油氣 田作業標準化、地質災害監測、人員安防、危險品位置監管、大型工程設備管控、特種車輛管控及海上平 臺安全監管等超50種北斗應用場景解決方案；全面支撐油氣安全生產，加快數字化轉型進程。

二、技術方案

基于北斗系統的定位、短報文、授時、高精度等服務，深度結合油氣行業典型應用場景需求，構建企 業自主可控的北斗時空信息服務平臺，搭載人員管控、智能巡檢、海上安全監管等十大業務系統，配備各 類型北斗智能終端，全面支撐油氣生產業務應用。

1、平臺技術架構

平臺采用“微服務+容器”的思路進行規劃，采用模塊化、服務化設計，以中國石油云計算、大數據 等統建資源為支撐底層，涵蓋終端、平臺、應用三層級，保障業務架構的擴展性和通用性。終端層主要為 各企業生產作業過程中使用到的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，采集集團公司各業務領域人、車、物的位置及狀態數據，為各業務領域北斗應用提供時空數據感知服 務；平臺服務層主要為北斗平臺的位置服務、地基增強服務、北斗短報文服務、授時服務、北斗+遙感數 據服務、數據共享服務等平臺支撐服務，向應用層業務提供時空數據、高精度數據、短報文通信、授時以 及遙感衛星地理地圖影像等服務，實現數據的共建共享、互聯互通；應用層主要為各企業結合對人、車、 物監管過程中建設的人員安全管控、車輛安全管控、海上安全監測、地質沉降形變監測等典型業務應用， 向集團公司各業務領域提供綜合監管技術應用。平臺具備強大的數據處理能力，可同時處理10萬條以上 的數據并實現快速響應，其高精度求解器確保了數據計算的穩定性和準確性，可以對數據進行高質量的處 理和計算，同時支持橫向和縱向擴展，可動態調整計算資源，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，包括數據輸入/輸出、格式轉換和質量控制，支持多種數據格式和接口。

2、運維運營體系

為確保系統高效運行并持續推動業務創新，組建了專業化的運維團隊，負責系統各角色權限設定與技 術支持，系統版本迭代與發布，系統運行服務狀態，數據遷移、基礎數據維護，終端維護等全流程運維工 作，發布了北斗三號短報文管理辦法、終端售后服務指南、物聯網卡用戶需知等28項運維管理制度，提 供7×24小時技術支持服務，各單位可通過服務熱線、郵箱、運維群、網頁/APP等多種途徑反饋系統/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。

三、創新亮點

1)自主可控的北斗導航能源安全生產綜合監管平臺。平臺綜合集成互聯網、物聯網技術、云計算、 大數據技術、GIS、衛星通信系統和其他智能傳感技術等，集數據接入、處理、存儲、共享等服務于一體， 突破海量多源異構時空信息采集、匯聚、分析等難題，形成統一標準的數據共享機制。具備“承載海量終 端、高精度定位、短報文通信、位置服務”四大核心能力，實現對能源行業內各類位置信息的透徹感知、 全面互聯、預警監測和智能分析，為油氣安全生產提供精準時空信息服務。

2)符合油氣生產特色的十大業務應用系統。以平臺作為數據底座，開發部署10大業務應用系統，向 各企業提供“平臺+應用+終端”服務，滿足了油氣生產領域智能巡檢、人員管控、地質災害監測、海上安 全管控、小數據傳輸、高精度服務及授時等應用需求，推動了北斗國之重器與油氣生產深度融合。

3)覆蓋全國的北斗高精度網。融合云計算、大數據、北斗授時等新技術，通過自建基準站和融合國 家現有的高精度數據資源，搭建完成覆蓋全國的“北斗高精度網”,解決了自建CORS基準站、外部實體/ 虛擬基準站融合組網定位精度提升問題，突破長基線/大高差基準站網增強信息精準建模、面向大規模用戶 量的動態格網差分技術等技術難題，構建北斗高精度動態時空基準，實現覆蓋全國及部分海洋高精度分米 級定位服務。全面滿足油氣生產全產業鏈對精準智能導航作業、快速應急響應和指揮決策、動態監管油庫 和油罐安全、工控系統精確授時等場景的迫切需求。

4)行業專屬的北斗短報文運營平臺。建成了油氣行業唯一的北斗短報文運營服務平臺，具備全面管 控行業北斗短報文數據接入和分理服務、資源調控、用戶管理、授權保障等能力，攻克平臺北斗短報文數 據壓縮、分包、盲區補傳、多包融合等技術難題，通過不同策略設置，建立安全、可靠、可信的衛星數據 傳輸通道，實現生產現場數據、圖片、語音等鏈路傳輸，彌補通信盲區的短板。為油氣行業各企業提供在 無網絡信號覆蓋區域下的油氣田邊遠井的遠程管控、人員應急撤離等服務，為推進現場作業智能操控、生 產應急管理提供有效支撐。

5)自主研發生產系列北斗智能終端產品。針對油氣生產作業特點，結合廣域差分定位技術、物聯網 技術、嵌入式處理技術，自主研發各類北斗終端超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，配備自主研發的“中油時空”APP,滿足了各企業數字化轉型智能化發展過程中的業務應 用需求。目前已在中國石油各領域推廣應用純北斗終端超30萬臺/套。

6)培育50余創新應用場景。圍繞業務生產的痛點、難點，開展北斗關鍵應用技術攻關，加強北斗與 三維、衛星互聯網等新一代信息技術融合應用，培育形成作業許可管控、智能無人作業、雷達監測預警、 智能地震作業等近50種創新應用場景，持續提升北斗創新能力和自主可控水平