谢自力
国家管网集团东部原油储运有限公司 江苏 徐州 221008
摘要:5G作为当前通信领域的核心技术,已成为助推工业互联发展的重要技术手段。利用5G技术的优势,与传统油气储运业务结合,实现5G技术在油气站库智能化建设中应用。通过分析5G技术特点,提出5G技术在油气站库智能巡检、站库安防、单兵作业、员工培训等方面的应用思路,实现油气站库智能化水平提升,减少员工在高风险环境下的劳动强度,以信息化、智能化站库建设,推动传统油气行业智能化转型。
关键词:5G;智能站库;信息化
引言
5G技术作为无线移动通信网络的最新技术,主要满足2020年后社会生产生活对移动通信的需求,5G技术具有的高速传输速率、低延迟、高稳定和安全性,将推动工业互联和产业变革。油气储运行业作为传统能源领域,在当前仍扮演者重要的作用。近年来,智慧管网建设正在如火如荼的开展,5G技术与传统油气储运领域正在进行紧密的结合,通过利用5G新技术,实现5G与管道、站库融合,对助力智慧管道建设,逐步实现管道、站场智能化、智慧化具有重要作用。
1 5G技术发展现状
5G技术是第五代移动通信技术的简称,是目前全世界范围内最新的移动通信技术。5G技术是集高速率、低延迟、大容量为一体的高安全性移动通信技术,是在4G技术大面积推广应用后的又一次技术革命。近年来多个各个国家开展了相关技术研究和应用,其中,超密集异构网络、自组织网络、内容分发网络、毫米波、微基站、波束赋形、D2D等5G技术已成为各国争相开展研究的关键核心技术。
2019年1月,由中国移动、国家电投、华为公司联手打造的在首个5G智慧电厂在江西建成投产,实现了无线、无人、互联、互动的智慧场站,实现了5G技术在能源领域的成功应用。2019年6月,工信部向中国移动等4家企业颁发了5G商用牌照,标志着5G技术正式在中国开始商业化应用。截止到2020年10月底,5G商业化应用已在全球54个国家和地区推广应用,创造了移动通信网络建设应用的新纪录。
在商业化应用方面,5G主要是为实现万物互联提供强大的信息传输技术支撑。从国际研究顾问机构 Gartner 调查调查报告中可以得知,5G技术将会在工业物联网、智能制造、智慧工厂、公共安全、应急救援等方面开展广泛推广应用,5G大连接、高宽带、低时延的优势技术,将推动相关行业产业技术升级和产业革命。
2 5G技术与智能站库建设
在工业4.0的大环境下,5G技术的商用已经全面展开,5G技术在智慧工厂建设中的应用也逐步增多。现阶段,在油气储运领域,智慧管网建设正在如火如荼的开展,新技术新方法与传统油气储运领域正在进行紧密的结合,借助新技术逐步实现管道、站场智能化、智慧化。在智能站库的建设中,通过借助5G网络技术,可以实现生产数据可视化、生产现场无人化,进一步降低安全风险,提高生产效率和智能化水平。
2.1 5G与站库无人机、机器人巡检
由于5G技术低延时、高带宽的技术特点,对无人机、机器人的无线精细操控、高清视频实时回传提供了有力保障。通过利用5G大规模天线技术技术,能提供更全面的低空覆盖,使得无人机的飞行更加安全可靠,增大操控距离。
现阶段,站库管理人员必须按照相关要求开展定期巡检,工作量大、巡检效率低。
通过研发挂载高清夜视功能吊舱的无人机,和搭载高清热成像摄像头设备的智能巡检机器人,结合5G技术,通过调控中心应用平台远程操控站库无人机、机器人进行巡检作业,站库现场无人机、机器人巡检视频图像实时高清回传至调控中心,实现数据传输从有线到无线,设备操控从现场到远程。有利于降低站库管理人员工作量,提高工作效率。
此外,基于5G技术低延迟的特点,开发站库智能侦查排险机器人,利用其搭载的高清摄像头和气体探测器等设备,在高度高温的事故现场,将现场高清实况传输至应急指挥部,根据应急指挥部研判,远程遥控机器人机械臂进行关阀、灭火等操作,降低抢险过程中人员伤亡危害。
2.2 5G与站库单兵作业
5G技术的应用,为单兵作业及时通信提供了可靠保障。在站库单兵作业中,作业人员通过智能可穿戴设备,利用音视频、人员定位功能,通过5G传输,实现异地专家远程作业指导现场作业检修。
在现场抢维修作业时,作业人员利用智能可穿戴设备的摄像、语音采集、传感器等设备,将作业现场的视频图像、音频信息、环境信息进行采集,通过5G网络,实时传输给调控中心和远程专家,相关专家和应急指挥人员结合现场实时回传的相关信息,对现场故障进行详细分析研判,及时指导现场作业人员开展针对性的抢维修措施。在现场作业时,相关专家还可以及时指出现场作业人员出现的问题,提高作业规范程度。
通过利用5G低时延的优势技术,可以充分发挥智能可穿戴设备的功能优势,使异地专家的经验、感官得到外延,对增强现场人员作业能力,提高作业质量,及时解决设备故障具有极大帮助。
2.3 5G与站库智能安防
现阶段,视频监控系统是站库主要安防手段,利用在现场布设的高清摄像头,可以对厂区周界、生产关键区域、办公区域进行实时监控。由于站库高清视频系统对网络传输时效性有较高的要求,5G技术的应用,为高清视频监控技术升级提供了保障。随着人工智能技术的发展,高清视频监控系统与5G技术结合,利用云平台强大的计算能力,实现对现场实时监控画面的智能监控分析,对站库重点区域环境和人员活动情况作出快速反应和危险预警,实现站库7×24 h实时监控及一键联动,解决现阶段站库人工安防工作量大、盲区多、反应慢的问题。
2.4 5G与站库员工培训
近年来随着虚拟现实技术(VR)的快速发展,VR技术在安全和技能培训方面已经有了较多应用。而随着云计算和5G技术逐渐成熟应用,VR与云计算结合形成的云VR技术出现。云VR将原来需要本地处理的计算过程迁移到云端处理,利用5G传输技术,将处理结果返回本地VR一体机,极大减少了对VR一体机处理能力的要求,降低了使用成本。
利用5G数据高效传输的技术优势,建立基于云VR技术的站库员工培训系统,为站库员工检维修技能培训、事故应处理能力训练等业务技能培训,提供一个与真实场地、实际业务相同的的虚拟环境,通过交互式体验,学习站库工艺流程、设备检维修方法以及模拟事故应急处置流程,以提高站库员工操作、检修水平和应急处置能力,有利于增强站库员工学习的积极性。
结语
5G作为当今以及未来一段时间的重要信息通信技术,将有效支撑工业互联建设。通过将5G技术与传统油气储运领域结合,将有力推动油气储运行业数字化发展,实现站库管理智能化、运维远程化,进一步减少员工工作强度,打造智能站库。
参考文献
[1]左应祥,韩光谱,马清,何军,文其志.5G通信技术在高含硫天然气生产场站的推广应用研究[J].化工管理,2020(35):117-118+120.
[2]江海升,汪晓,郑晓琼,戚矛,王娣.基于智能可穿戴设备的远程指导系统研究[J].电子世界,2018(24):58-59.
[3]眭峰,黄瑞锋,孙春良,王中阁,罗天宝,王晓清.油气管道无人机巡护技术应用[J].石油规划设计.2017(03).