海洋石油平台溢油在线监控预警集成系统研究与开发

摘要

海洋油气已成为我国重要的油气战略资源,对国民经济的可持续快速发展意义重大。随着海洋油气勘探开发活动的日益增多,石油平台排污及溢油对海洋环境污染的风险正逐渐增大。在我国渤海海域,重大油污事件屡见不鲜,海洋石油平台的溢油事故已成为重要的污染源之一。但是,由于我国目前现有的监控手段技术含量不高,对现场情况不能及时取得准确、可靠的监控数据,而且缺乏对现场所获取的数据进行快速、有效地分析处理以得到溢油应急响应及决策支持所需的各种信息产品的集成信息系统,从而导致大量违法违规的环境污染行为和海洋损害事件不能及时发现和处理——在海洋石油平台溢油事件发生后,对我国海洋石油平台、尤其是对位于海岸带及近岸海域的海洋石油平台溢油,现有的在线监控预警手段早已无法满足突发性溢油污染事件的应急响应需求,从而使我国海洋环境遭受重大污染,对事故发生区域及附近沿岸人民群众的正常生产生活造成不良影响,并最终导致国民经济的重大损失。
　　针对上述海洋油气勘探开发中的海洋环境监测与保护问题,本文根据海上油气勘探开发过程中海上油气平台的生产作业、海域环境、水文气象、管理需要等特点,设计并集成实现了——由雷达全天候监视海面溢油技术、石油平台视频监控与油膜在线监测技术、水文气象观测技术等构成的“海洋石油平台溢油在线监控预警集成系统”,实现了海面溢油的自动在线监测监视以及各种多源监测数据的实时传输、远程监视与控制;并在陆地控制中心,对实时获取的数据进行分析处理,基于GIS平台,把在线监控系统、溢油预警模型、溢油应急处置决策支持系统等进行集成,快速准确地自动生成溢油应急快报及多种信息产品,取得了良好的实际应用效果。
　　论文的主要研究内容及创新之处包括:(1)提出了“海洋石油平台溢油在线监控预警集成系统”中各相关技术整合的总体设计思路;(2)实现了雷达全天候监视海面溢油技术在海洋石油平台的在线应用,设计开发了可业务化运行的、具备从大量雷达数据产品中快速识别、自动筛选和提取监控时段典型溢油信息、一键生成当日应急监视快报等功能的——海洋石油平台雷达监视溢油应急报告自动化生成系统,以满足应急监控快报的生成、上报和发布等业务化需求;(3)对“海洋石油平台溢油在线监控预警集成系统”进行了应用集成,实现了石油平台溢油的在线监控(包括雷达监视、视频监视、浮标监测、油膜探测等),以及多源监控数据通过卫星、专线与CDMA等方式向陆地监控中心的传输;并基于GIS平台,采用模块化设计方法,封装集成了各个功能模块(如多源监测数据的接收处理模块、溢油应急预测预警业务化模块以及溢油应急处置决策支持模块等的集成),形成了综合应用集成系统;实现了在同一主控界面下,对系统各模块的灵活调用和对实时监控所获得的多源数据的综合分析。
　　“海洋石油平台溢油在线监控预警集成系统”的成功研发,可以对石油平台及其周边海域进行全天候的立体、在线监视监测,实现溢油污染快速预警,并且能够为溢油应急处置提供决策支持,有利于提高我国海洋石油平台的监督管理能力和执法效率、提升我国海洋石油平台,尤其是近海及海岸带等区域海洋石油平台溢油事故的应急响应处置能力。业务化试运行表明,该套系统运行良好,得到使用单位和专家的一致好评,具备较好的实用价值,已在渤海的多个石油平台进行推广应用。

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0引言

0.1选题依据与研究意义

0.2国内外研究现状

0.3本文主要工作

0.4全文结构说明

1系统的总体设计

1.1设计思路及系统构成

1.2石油平台及周边海域在线监测监控系统设计概述

1.3石油平台及其周边海域环境污染预警信息系统设计概述

2 雷达在线监视溢油系统的原理及应用研究

2.1雷达监视溢油监测技术

2.2 雷达在线监视溢油数据信息的获取与传输

2.3雷达监视溢油应急报告自动化生成系统研究

3系统集成与关键技术研究

3.1监控中心建设

3.2数据传输网络

3.3数据集成

3.4应用系统集成

3.5关键技术研究

4系统应用技术研究与开发

4.1污水排放在线监控与油膜在线实时监测

4.2石油平台及其周边海域海洋生态环境参数监测

4.3视频监视监控系统

4.4溢油应急预警技术研究

4.5溢油量估算技术研究

4.6溢油应急处置决策支持系统技术研究

4.7溢油监视监测相关信息发布

5试点平台设备安装和系统试运行

5.1试点平台设备安装

5.2试验运行

5.3试验运行中遇到的问题及处理

6成果总结、创新点与展望

6.1成果总结

6.2创新点

6.3展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读博士学位期间主要成果