天然气长输管道通信方案的选择探讨

2022-09-11

随着近年来我国经济社会的高速发展, 人们对能源的需求量越来越大。人们环保节能意识逐渐增强, 生产生活所用能源早已经不能局限于燃烧木柴、煤炭。各种新型能源的发现和使用给人们的生产生活带来很大的便利, 天然气便是其中一种, 它具有绿色环保、经济实惠以及安全可靠等许多优点, 很快受到人们的青睐。然而陆上天然气的分布主要存在于中西部地区, 这就使得人们不得不考虑如何将天然气长距离运输到东部地区, 让东部地区人民也享受到天然气使用带来的便利。在天然气的储运过程中, 发挥重要作用的当属长输管道。天然气长输管道的距离长达数百至数千公里, 且数量正在不断增加。必须对天然气长输管道通信系统进行整合完善, 才能使其有效运营。

一、天然气长输管道通信系统

天然气长输管道的通信有着诸多方面的困难。第一, 环境条件是影响天然气长输管道通信方案选择的最主要因素。天然气长输管道的铺设过程需要穿越许多工作条件恶劣而又地形复杂的环境和地区, 因此通信网在条件较差地区相对薄弱, 其中断和故障极易受到环境因素的影响。第二, 天然气长输管道的通信是具有基础性意义, 对通信设备要求很严格。第三, 天然气长输管道通信连续性极强, 但是受到各种恶劣环境的影响, 大多数供电系统稳定性差, 出现异常情况几率高。

二、天然气长输管道通信系统举隅

1. 基于光纤通信技术的天然气长输管道通信系统

光纤技术在近年来的发展中得到了极大的普及应用。在天然气长输管道通信系统建设过程中, 沿长输管道同沟敷设光缆, 使用G.652光纤在沿线建设若干个SDH/MSTP光传输通信站, 这样就构成了专用光纤天然气长输管道通信系统。它具有以下主要功能:一是为天然气长输管道生产调度提供专用通信信道;二是为SCADA系统提供数据传输通道;三是为天然气长输管道的故障排除、例行巡检、抢险救灾提供通信保障;四是促进工业电视监视系统的正常工作和生产现场自动操作的实现;五是可以帮助天然气长输管道的行政管理数据、音频和视频传输;六是促进天然气长输管道的信息化建设。专用光线天然气长输管道干线网络的光传输设备通常采用同步数字STM-16等级, 具有传输容量大的优势, 可以满足将来的发展需求。

在实践中多会采用专用网络, 虽然专用光纤天然气长输通信系统具有以上多项功能优点, 但其投资大、时效性差、稳定性弱、施工速度缓慢以及系统抢修困难等缺点也不容忽视。专用光纤长输管道通信使用较为先进的设备仪器, 不可避免就有较高的原材料生产成本。施工队伍的来源及经验、技术水平、设备管理水平都存在很大的差距, 复杂多变的施工天气影响施工的质量和速度, 尤其对于长距离管道建设来说, 沿线通信机房建设滞后会导致全配套措施无法安装, 设备独立性差。建设复杂的专用光纤长输管道技术要求很高, 维修维护团队必须先进而又专业, 这样就造成了系统故障时的抢修困难。

2. 基于公网的天然气长输管道通信系统

公网天然气长输管道通信系统是现的公网通信网络所组建成的。它可以采用PDN、SDH、PDH等通信方式, 对于长输管道通信系统功能实现也能很好的完成。公网天然气长输管道通信系统的优势在于建设周期短、见效快。但存在的问题也很多。第一, 复杂区域的架空或是地理光线难以到达现场, 给施工造成相当大的困难。第二, 天然气长输管道由于距离远、跨度大, 经过多个省、市行政区域, 网络的建设、管理、运行的不确定性很大, 各部门使用的通信设备也都并不相同, 网络的稳定性受到较大影响。第三, 公网通信系统一般是租用公网电路, 限制了传输带宽, 大容量的工业监控图像和视频会议的传输难以得到满足。

3. 基于卫星通信技术的天然气长输管道通信系统

采用卫星通信作为天然气长输管道主要通信手段的天然气长输管道卫星通信系统可以在天然气长输管道建设、投产以及后期的运行维护中为行政电话、图像、传真、SCADA数据以及生产调度的传输提供传输信道。天然气长输管道卫星通信系统传输实时数据采用时分复用/时分多址 (TDM/TDMA) 方式, 传输语音信号时采用单路单载波 (SCPC) 方式。

天然气长输管道卫星通信系统通信的优点如下:一是覆盖面积大, 覆盖范围可达中国及其邻国;建站不受地理位置以及地形地貌限制, 基本可与长输管道建设同步进行, 建设速度较快, 时效性好, 建设初期就能很快发挥它的作用。二是卫星通信的通信信道大部分存在于外层空间, 稳定性好, 不受人为因素以及多变的气象因素的干扰。三是卫星通信系统可配备移动卫星通信车, 可组成应急卫星通信系统, 在遇到突发事件或是自然灾害时可以迅速到达现场;而且随我国卫星技术的快速发展, 卫星通信的阻碍瓶颈已被打开, 建设技术更可靠。四是网控站的集中网管功能很强, 不受行政区域划分限制。可统一调度指挥、对远端站进行软件下载、远程监控可实现无人值守、安全性高且人员配置少。五是卫星通信系统独立建网, 扩容潜力较大且快捷简便。六是卫星通信系统可方便的接入公网系统, 与公网系统的本身优势结合, 功能更强。

总结

无论哪种通信方案的确立, 都需要综合长久考虑当地的环境条件、设备技术性能、初期建设投资、长期管理维护等多种因素。根据以上几种方案的介绍, 再考虑经济、技术、运行管理、设备维护、以及未来发展等因素, 可见卫星通信具有功能强大、实施简单、移动性好、接入方式快捷等明显优势, 因而采用卫星通信为主、公网通信为辅的方案是天然气长输管道通信系统发展的趋势。因为这样可以综合功能强、可靠性稳定性好、易管理、投资少、性价比高、投入运行周期短等多种好处在内。

摘要：论文首先简要介绍了天然气长输管道的发展, 强调了通信系统对天然气长输管道的重要意义。其次对三种通信方案进行了分析:公网天然气长输管道通信系统建设周期短、见效快但是稳定性差、投资成本高;专用光纤天然气长输管道通信系统功能强, 但是安全性、稳定性、有效性都很低, 且抢修困难;天然气长输管道卫星通信系统覆盖面积大、稳定性强, 投资合理、抗干扰性强。最后对三种方案综合考虑, 认为以卫星通信为主, 公网通信为辅的通信系统是天然气长输管道通信系统发展的趋势。

关键词：通信系统,天然气,方案选择