0 引言

随着改革开放步伐，我国经济进入高速发展时期，对能源的需求，日益增长，尤其在对天然气的需求上，达到了历史高峰。同时，随着社会的发展和时代的进步，无论是从国家法律法规要求层面，还是从民众自身心理安全预期层面，把对人的生命安全的重视程度提得越来越高。在高含硫天然气生产场站，充分利用先进的5G通信技术，可以有效地保障生产场站人员的生命安全，防止和减少对环境造成破坏。

1 5G通信技术在高含硫天然气生产场站智慧系统的要求

5G通信技术是第五代移动通信网络技术，具有高带宽、大连接、低时延特性。5G通信技术通过构建分布式的核心网络，利用网络切片技术，将物理网络划分成多个虚拟网络，可以优化网络资源分配，满足多元化需求。结合物联网、云计算、大数据等技术，可以有效降低作业活动安全风险，实现智能化生产管理。基于现有油田，在原有设计方案的基础上加入先进的5G边缘计算、SPN、SDN、NFV、大数据、人工智能等技术，形成全新的基于5G的智慧油气田解决方案，包括：基于5G的油气水井物联网解决方案、基于5G的站场无人值守解决方案和基于5G的管线监测解决方案等。借助先进信息技术和专业技术，全面感知油气田动态，自动操控油气田行为，预测油气田变化趋势，持续优化油气田管理，科学辅助油气田决策，使计算机信息系统智能的管理油气田。

2 在高含硫天然气生产场所5G通信系统技术的组成

2.1 高清视频监控及回传系统

在每个重点区域均设置高清摄像头，如大门、加热炉、泵房、罐区等重点区域全覆盖，视频通过 5G通信技术实时传输至服务器，调度室可通过视频监控客户端随时查看站场内的异常状况，以及调阅回放历史录相。对重点区域内的跑冒滴漏或各种险情进行有效地监视。同时实时的高清视频图像分析，通过各种算法规则的设定来检测图像中的某种行为并发出报警，包括区域入侵监测、绊线检测、遗失检测、遗留检测、方向检测、徘徊检测、人群流量统计等。

2.2 机器人站内辅助功能

利用机器人搭载高清摄像头和热成像摄像头，对温度敏感区域进行测温，如加热炉、站内气水管线、泵体、罐体等，一旦出现温度越限的情况机器人就能及时报警；高清摄像头对过热部分进行观察分析。实时回传的视频和数据能够自动保存到后端的平台，可以进行事后的计算分析，以供后期的运营维护管理决策。基于5G大带宽以及低时延技术的排险机器人可以在高温、毒气等情况下，靠近险情发生地点，将近距离的高清视频回传至指挥中心，以判断险情发生原因，指导排险工作；同时利用机器人搭载的机械臂，在人员无法靠近的情况下对阀门进行关闭操作，或将火源扑灭。机器人的辅助排险能够极大的减小排险过程中的人员伤亡，提高抢险的安全系数。

2.3 VR/AR辅助控制

VR/AR作业辅助以头戴式计算机为载体，基于平台提供的人工智能服务，通过智能感知、智能交互，适配企业标准化作业流程；将智能眼镜与开发生产基础工作标准化管理成果、规程相结合，实现场站基础工作质量标准信息化支撑，让场站员工在生产现场操作有据可依。在生产巡检等方面，利用机器深度学习、图像学习、人工智能识别等高新技术，结合VR/AR技术，将反馈信息叠加显示在眼镜上，为一线员工带来全新作业体验，助推企业实现智能化升级转型。

3 5G通信技术在高含硫天然气生产场所的推广应用研究

3.1 AR智能作业辅助系统研究

语音识别：通过AI降噪算法，可在工业噪声中识别语音，经过AI训练，有效提高语音指令准确性的输入。智能作业辅助：使用头戴式计算机替代手持终端，将作业指导的多维信息实时叠加至操作部位，实现作业指导“可视化”，联动语音提示模块，可自动播报作业要点与难点，形成全方位指导，提升作业质量，降低误操作风险。设备工艺拟合：将设备3D工艺动画匹配到设备实景中，将理论与实践融合在一起，使得作业要求和指导更加生动和易于理解，促使关键、复杂的操作变得更加容易和安全。基于AR的人脸识别扩展：将人脸识别技术应用于进出站验证，代替以往员工通过手持终端手工录入准入码的过程，更方便快速高效。

3.2 无人机巡检研究

巡检无人机主机：主要负责飞行及数据采集工作，通过搭载不同的负载设备从而达到不同的作业目的。挂载可见光相机，拍摄高清照片，通过系统导出至第三方内业处理软件，合成全景图片后倒入系统进行查看。挂载可见光相机，拍摄高清视频，可实时查看巡检画面，并保存视频影像。云端控制系统：系统具有任务处理、数据加密及处理等功能，所有的数据指令全部通过云端控制系统进行上传和下发。可选择云存储模式保存巡检影像成果。本地飞行控制端：在本地部署的飞行控制端，将各类飞行控制功能、任务管理模块、航线规划模块等集成其中，并具有本地保存巡检数据成果的功能，包括视频成果和图片成果等。