基于BDS的可燃冰开采环境监测与评估系统设计

曹宇; 方会凌; 赵永旗; 崔海朋

doi:10.12265/j.gnss.2020110601

基于BDS的可燃冰开采环境监测与评估系统设计

doi: 10.12265/j.gnss.2020110601

曹宇^{1, 2},
方会凌^{1, 2, ,},
赵永旗³,
崔海朋⁴

1.
上海海洋大学工程学院，上海 201306
2.
上海海洋可再生能源工程技术研究中心，上海 201306
3.
中油管道物资装备有限公司，河北廊坊 065000
4.
青岛杰瑞工控技术有限公司，山东青岛 266061

详细信息

作者简介:
曹宇：（1982—），男，硕士生导师，副教授，研究方向为海洋工程装备设计及安全性分析

方会凌：（1993—），女，硕士，研究方向为水下油气开采井筒结构安全性分析

赵永旗：（1980—），男，高级工程师，研究方向为工业互联网智能制造及虚拟仿真可视化设计

通信作者:
方会凌 E-mail：878451093@qq.com

中图分类号: P228.49
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出版历程
- 收稿日期: 2020-11-06
- 网络出版日期: 2021-04-06
- 刊出日期: 2021-02-15

Design of environment monitoring and assessment system for natural gas hydrate exploitation based on BDS

CAO Yu^{1, 2},
FANG Huiling^{1, 2
, ,},
ZHAO Yongqi³,
CUI Haipeng⁴

1.
College of Engineering Science & Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
2.
Shanghai Engineering Research Center of Marine Renewable Energy, Shanghai 201306, China
3.
CNOOC material and equipment Co., Ltd., Langfang 202450, China
4.
QingDao Jari Industry Control Technology Co.,Ltd., Qingdao 266061, China

摘要

摘要: 天然气水合物（NGH）开发技术已成为当今世界科技创新的前沿. NGH资源需要安全开发和环境保护并重，为加快海底NGH商业化生产步伐，亟需加强海底开采环境长期监测工作，为此设计了一套基于北斗卫星导航系统（BDS）的NGH开采环境监测与评估系统. 通过展现大气、海水、海床、井下“四位一体”的3D可视化海洋立体空间场景，实现NGH开采环境传感器的实时数据采集及远距离传输，实现海底开采环境实时安全分析、跟踪及预警功能.
- 天然气水合物（NGH） /
- 北斗卫星导航系统（BDS） /
- 环境监测 /
- 评估系统
Abstract: Natural Gas Hydrate (NGH) development technology has become the frontier of scientific and technological innovation in the world. In the development of NGH resources, both safety development and environmental protection should be paid equal attention, in order to accelerate the commercialization of NGH production in the seabed, it is urgent to strengthen the long-term environment monitoring of seabed exploitation. This paper designs an environment monitoring and assessment system for NGH exploitation based on BeiDou Navigation Satellite System (BDS). By displaying the atmosphere, sea water, seabed and underground well of 'four in one' 3D visualization marine stereoscopic space scene, we can obtain the real-time data acquisition and remote transmission of NGH exploitation environment sensors, and realize the real-time safety analysis, tracking and warning function of exploitation environment in the seabed.
- NGH /
- BDS /
- environmental monitoring /
- assessment system

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图 1 海底可燃冰开采可视化监测仿真系统总体结构设计图

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图 2 通信系统结构图

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图 3 客户端架构图

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图 4 客户端功能图

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图 5 客户端体系结构图

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图 6 系统主界面

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图 7 甲烷二氧化碳监测曲线图

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表 1 BDS卫星RDSS短报文数据传输协议

名称	字节/B	说明	备注
系统状态	10	系统状态监测	放大100倍
ID	15	系统ID
甲烷	25～40	水中甲烷浓度	放大10倍
二氧化碳	25～40	水中二氧化碳浓度	放大10倍
压力	20～35	井下压力	放大10倍
温度	20～35	井下温度	放大10倍
海流速度	20	海水的流速	放大10倍
溶解氧	15	水中溶解氧的含量	放大10倍
叶绿素	18	水中叶绿素的含量	放大10倍
PH	18	水中酸碱度	放大10倍
盐度	15	水中盐度	放大10倍
浊度	15	水中浊度	放大10倍
指令	50～80	用户控制指令	放大100倍

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参考文献(13)

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