海洋采油平臺(tái)安防生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孫偉峰，戴永壽，王 艷，李立剛

（1．中國(guó)石油大學(xué)（華東）信息與控制工程學(xué)院，山東 青島 266580；2．青島濱海學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，山東 青島 266555）

海洋采油平臺(tái)是進(jìn)行海洋油氣資源開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)基地，大多采用無(wú)人值守或少人值守的方式進(jìn)行生產(chǎn)[1]。近年來(lái)，登陸平臺(tái)破壞、偷盜開(kāi)采工藝設(shè)施的現(xiàn)象逐漸增多，不僅嚴(yán)重影響了油田安全生產(chǎn)，更為重要的是容易造成海洋環(huán)境污染，給海洋生態(tài)造成不可估計(jì)的損失。同時(shí)，為保證正常生產(chǎn)，對(duì)平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)也非常重要[2]。因此，為確保海上油區(qū)安全生產(chǎn)，進(jìn)行海洋無(wú)人值守采油平臺(tái)安防生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義。現(xiàn)有的海洋采油平臺(tái)安全監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下不足：1）方案設(shè)計(jì)不夠完善，探測(cè)識(shí)別設(shè)施的布設(shè)與現(xiàn)場(chǎng)安裝不盡合理；2）沒(méi)有實(shí)現(xiàn)平臺(tái)侵入視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控的功能，智能化程度有待提高；3）不具備對(duì)平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控的功能。

針對(duì)以上功能需求及現(xiàn)有平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題，結(jié)合海洋采油平臺(tái)的實(shí)際工作環(huán)境，設(shè)計(jì)了一套海洋采油平臺(tái)安防生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)方案并進(jìn)行了開(kāi)發(fā)應(yīng)用。系統(tǒng)采用多重侵入探測(cè)識(shí)別手段，引入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控報(bào)警技術(shù)、信息無(wú)線遠(yuǎn)傳技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)侵入及生產(chǎn)設(shè)備故障視頻聯(lián)動(dòng)跟蹤報(bào)警的功能，并能夠?qū)?bào)警信息進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)傳。系統(tǒng)能夠在海上復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作，可靠性高，安裝、調(diào)試方便，易于維護(hù)。系統(tǒng)的實(shí)施可以及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)不法分子進(jìn)入采油平臺(tái)，延緩或阻止他們對(duì)采油設(shè)施的破壞，保證平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在對(duì)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮安全性、功能性、適用性與經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了海洋采油平臺(tái)安防生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布采集、集中監(jiān)控的設(shè)計(jì)思想，分為海洋平臺(tái)子系統(tǒng)、無(wú)線遠(yuǎn)傳子系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心子系統(tǒng)3部分，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 安防生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)Fig．1 Structure diagram of the security and production linkagemonitoring system

海洋平臺(tái)子系統(tǒng)由紅外探測(cè)器與門(mén)磁開(kāi)關(guān)組成的前端識(shí)別探測(cè)器陣列、生產(chǎn)監(jiān)控PLC、監(jiān)控主機(jī)、智能攝像機(jī)、聲光報(bào)警器及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮系統(tǒng)對(duì)海洋環(huán)境的適應(yīng)性、探測(cè)方式的選擇與探測(cè)器的布設(shè)安裝及系統(tǒng)維護(hù)等因素，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理選擇探測(cè)器的安裝位置，保證系統(tǒng)功能的前提下精簡(jiǎn)探測(cè)器數(shù)量，節(jié)省成本的同時(shí)也方便后續(xù)維護(hù)。無(wú)線遠(yuǎn)傳子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)視頻信息與報(bào)警信息的無(wú)線傳輸，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕m應(yīng)海面風(fēng)浪、鏡面等復(fù)雜條件。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心子系統(tǒng)[5]由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮信號(hào)顯示的直觀性、豐富性、操作的方便性以及數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性。

3個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)了以下主要功能：1）平臺(tái)侵入多重探測(cè)識(shí)別與聯(lián)動(dòng)監(jiān)控報(bào)警。當(dāng)前端識(shí)別探測(cè)器陣列檢測(cè)到有平臺(tái)侵入發(fā)生時(shí)，能夠驅(qū)動(dòng)攝像系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)跟蹤到報(bào)警位置進(jìn)行監(jiān)視錄像，并驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器發(fā)出高音報(bào)警。2）生產(chǎn)過(guò)程故障視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控報(bào)警。當(dāng)檢測(cè)到平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)故障時(shí)，攝像系統(tǒng)能夠聯(lián)動(dòng)跟蹤到發(fā)生故障的設(shè)備處進(jìn)行監(jiān)視錄像。3）視頻與報(bào)警信息無(wú)線遠(yuǎn)傳。系統(tǒng)能夠?qū)⑵脚_(tái)侵入及生產(chǎn)過(guò)程故障信號(hào)匯總形成報(bào)警信息，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)訪問(wèn)平臺(tái)的視頻監(jiān)視信息。

2 海洋平臺(tái)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

海洋平臺(tái)子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的主體部分，結(jié)合海洋采油平臺(tái)的安防生產(chǎn)現(xiàn)狀，采用紅外、門(mén)磁探測(cè)、PLC監(jiān)測(cè)、視頻聯(lián)動(dòng)跟蹤、聲光報(bào)警的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)安防生產(chǎn)監(jiān)控從被動(dòng)向主動(dòng)模式的轉(zhuǎn)換。該子系統(tǒng)由平臺(tái)侵入信號(hào)探測(cè)識(shí)別模塊、生產(chǎn)過(guò)程故障監(jiān)測(cè)模塊、平臺(tái)侵入與生產(chǎn)過(guò)程故障信號(hào)采集模塊、監(jiān)控主機(jī)模塊以及聯(lián)動(dòng)控制模塊組成。

為了滿足海上復(fù)雜環(huán)境的要求，海洋平臺(tái)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足防爆和海上三防設(shè)計(jì)要求。出于安全性考慮，紅外探測(cè)器進(jìn)行防爆技術(shù)升級(jí)，采用帶有玻璃窗口的隔爆外殼封裝；門(mén)磁開(kāi)關(guān)、視頻裝置安裝部位為安全區(qū)域；信號(hào)線和電纜線采用船用鎧裝電纜，進(jìn)入隔爆外殼均采用隔爆形密封夾緊裝置；紅外線隔爆盒、隔爆接線箱采用不銹鋼材質(zhì)，解決了防爆、防火、防潮濕、防鹽霧、防霉菌的問(wèn)題。

2.1 平臺(tái)侵入信號(hào)探測(cè)識(shí)別模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)海洋平臺(tái)的實(shí)際結(jié)構(gòu)與所處環(huán)境，確定平臺(tái)重點(diǎn)防登陸部位包括井口平臺(tái)與工藝平臺(tái)周界、平臺(tái)登陸梯和平臺(tái)登陸門(mén)；其中，平臺(tái)周界、平臺(tái)登陸梯部位利用紅外探測(cè)器進(jìn)行侵入識(shí)別，平臺(tái)登陸門(mén)部位采用門(mén)磁開(kāi)關(guān)進(jìn)行侵入檢測(cè)，整個(gè)平臺(tái)以及重點(diǎn)防范部位采用視頻監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行監(jiān)視，總體結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。

圖2 海洋平臺(tái)侵入識(shí)別結(jié)構(gòu)示意圖Fig．2 Schematic diagram of offshore platform invasion recognition

紅外線屬于環(huán)境因素不相干性良好且對(duì)目標(biāo)因素相干性良好的探測(cè)介質(zhì)，適合海洋平臺(tái)周界及平臺(tái)登陸梯部位的防范探測(cè)。在探測(cè)器選型上，結(jié)合海上平臺(tái)安裝、調(diào)試難度和防侵入設(shè)施所需的隱蔽性，系統(tǒng)選用ALEPH公司XA-060D型雙射線紅外主動(dòng)對(duì)射探測(cè)器。該型號(hào)探測(cè)器在濃霧或天氣惡劣時(shí)會(huì)自動(dòng)增強(qiáng)靈敏度、采用防雷擊電路設(shè)計(jì)及全密封防雨、防霧、防塵等全天候一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能夠在惡劣的環(huán)境中正常工作，適合在海洋環(huán)境中安裝。在井口平臺(tái)與工藝平臺(tái)的外圍輪廓分別安裝四對(duì)紅外探測(cè)器，形成“電子圍欄”；在平臺(tái)爬梯部位安裝一對(duì)紅外探測(cè)器，形成登陸平臺(tái)的第一道防護(hù)網(wǎng)。

門(mén)磁開(kāi)關(guān)是一種探測(cè)門(mén)、窗是否被打開(kāi)或移動(dòng)的安全監(jiān)測(cè)裝置。系統(tǒng)選用ALEPH DC-1561型門(mén)磁開(kāi)關(guān)，該型號(hào)的門(mén)磁開(kāi)關(guān)耐壓性、耐沖擊性良好，抗震能力強(qiáng)。將其安裝于平臺(tái)登陸門(mén)部位并澆注密封，以達(dá)到安全及防護(hù)要求。這樣，在平臺(tái)爬梯部位采用紅外與門(mén)磁開(kāi)關(guān)雙重探測(cè)識(shí)別，提高了識(shí)別的可靠性與報(bào)警的準(zhǔn)確性。

視頻信號(hào)直觀性強(qiáng)，便于辨識(shí)目標(biāo)。系統(tǒng)采用兩臺(tái)一體化高速智能攝像機(jī)對(duì)全平臺(tái)進(jìn)行無(wú)縫監(jiān)控，1號(hào)攝像機(jī)安裝在工藝平臺(tái)的高壓配電室房頂，2號(hào)攝像機(jī)安裝于注水平臺(tái)的護(hù)欄上，分別對(duì)計(jì)量平臺(tái)和井口平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)兩臺(tái)攝像機(jī)又有相互重疊的監(jiān)視區(qū)域，以加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)視。攝像機(jī)選型需要滿足海上平臺(tái)復(fù)雜環(huán)境的要求，系統(tǒng)選用了SFY2006一體化高速攝像機(jī)，該攝像機(jī)滿足防爆和防水等要求，具有最高的防護(hù)等級(jí)IP68，能夠在惡劣環(huán)境下使用。

2.2 生產(chǎn)過(guò)程故障監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)

與防止非法侵入的安全監(jiān)控相比，對(duì)平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程故障進(jìn)行監(jiān)控也同樣重要。生產(chǎn)過(guò)程故障監(jiān)測(cè)模塊具有對(duì)采油平臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。注水平臺(tái)、井口平臺(tái)以及工藝平臺(tái)上生產(chǎn)設(shè)備的重要生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，如壓力、溫度、流量、液位等，由平臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控PLC進(jìn)行采集，然后利用故障分析程序進(jìn)行判斷。對(duì)每個(gè)具體的生產(chǎn)設(shè)備，其各個(gè)參數(shù)狀態(tài)的故障判斷結(jié)果通過(guò)邏輯“或”的關(guān)系形成該設(shè)備最終的故障信號(hào)輸出。

硬件選型上，系統(tǒng)采用西門(mén)子SIMATIC S7-300可編程邏輯控制器進(jìn)行參數(shù)采集，該款PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種單獨(dú)的模塊之間可靈活組合以實(shí)現(xiàn)具體的功能。

2.3 信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)

信號(hào)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外探測(cè)器以及門(mén)磁開(kāi)關(guān)等前端探測(cè)器的輸出信號(hào)、生產(chǎn)監(jiān)控PLC輸出信號(hào)以及攝像系統(tǒng)視頻信號(hào)的采集。

紅外探測(cè)器、門(mén)磁開(kāi)關(guān)的輸出均為開(kāi)關(guān)量信號(hào)，在生產(chǎn)監(jiān)控PLC模塊中端接數(shù)字量輸出板卡形成數(shù)字量輸出，3類(lèi)數(shù)字量信號(hào)通過(guò)數(shù)字量采集模塊進(jìn)行采集，然后利用RS485總線實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)數(shù)字化傳輸，在簡(jiǎn)化信號(hào)線路的同時(shí)，提高了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，增強(qiáng)了信號(hào)傳送的抗干擾能力[6]。RS485信號(hào)最終經(jīng)RS485-RS232轉(zhuǎn)換器由RS232總線傳送至安全監(jiān)控主機(jī)。安全監(jiān)控主機(jī)中的信號(hào)采集程序以100ms的定時(shí)間隔對(duì)紅外探測(cè)傳感器以及門(mén)磁開(kāi)關(guān)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，以1 s的定時(shí)間隔對(duì)生產(chǎn)過(guò)程故障信號(hào)進(jìn)行查詢，及時(shí)捕獲平臺(tái)侵入信號(hào)與生產(chǎn)過(guò)程故障信號(hào)。數(shù)字量信號(hào)采集的原理框圖如圖3所示。

圖3 數(shù)字量信號(hào)采集框圖Fig．3 Structure diagram of digital signal acquisition

系統(tǒng)中，數(shù)字量采集采用中泰RM446模塊，該模塊可以接受16路數(shù)字量信號(hào)輸入，并支持4路數(shù)字量信號(hào)輸出；RS485-RS232轉(zhuǎn)換器采用中泰RM436模塊。

視頻信號(hào)采集由視頻采集卡完成，視頻信號(hào)通過(guò)視頻線與視頻采集板卡的視頻輸入端子相連，經(jīng)PCI插槽接入監(jiān)控主機(jī)。系統(tǒng)中選用了海康威視DS-4004HC 4路視音頻采集壓縮卡進(jìn)行視頻信號(hào)采集。

2.4 監(jiān)控主機(jī)模塊設(shè)計(jì)

安全監(jiān)控主機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，其功能主要包括：實(shí)時(shí)檢測(cè)紅外探測(cè)器及門(mén)磁開(kāi)關(guān)的狀態(tài)；及時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行狀態(tài)信息；視頻信號(hào)的采集、顯示與智能攝像機(jī)控制；當(dāng)判斷探測(cè)器報(bào)警或生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)視頻攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)跟蹤到預(yù)設(shè)的報(bào)警區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視錄像，并將報(bào)警信息發(fā)送至無(wú)線遠(yuǎn)傳子系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上的報(bào)警器高音報(bào)警。

以上功能的實(shí)現(xiàn)由安全監(jiān)控主機(jī)內(nèi)嵌的侵入及故障信號(hào)采集處理軟件、視頻監(jiān)視軟件以及報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制軟件完成。信號(hào)采集處理軟件完成所有紅外探測(cè)器與門(mén)磁開(kāi)關(guān)信號(hào)以及生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的讀取并進(jìn)行分析處理，一旦判斷有異常發(fā)生，則立即啟動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制軟件向聯(lián)動(dòng)控制模塊發(fā)出控制命令。視頻監(jiān)視軟件具有平臺(tái)視頻監(jiān)視信息顯示、報(bào)警信息提示、攝像機(jī)云臺(tái)及鏡頭控制、預(yù)置位設(shè)置、視頻運(yùn)動(dòng)自動(dòng)偵測(cè)錄像以及視頻信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ堋?/p>

以監(jiān)控主機(jī)為核心的安防生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件連接框圖如圖4所示，其工作原理為：1）監(jiān)控主機(jī)的COM1口與RM436模塊的232接口相連，將232信號(hào)轉(zhuǎn)換為485信號(hào)，然后連接RM446模塊的485接口。紅外探測(cè)器受光器的輸出、門(mén)磁開(kāi)關(guān)的報(bào)警輸出以及PLC單元的數(shù)字量輸出分別與446模塊的數(shù)字量輸入端相連，完成平臺(tái)侵入信號(hào)與生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的采集。2）監(jiān)控主機(jī)的COM2口與RM436模塊的RS232口相連，將232信號(hào)轉(zhuǎn)換為485信號(hào)后，與視頻攝像機(jī)的485控制口相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)的云臺(tái)與鏡頭控制及預(yù)置位設(shè)置。3）視頻采集卡通過(guò)PCI插槽與監(jiān)控主機(jī)的主板相連，攝像機(jī)的視頻線與采集板卡的視頻輸入接口相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的采集。4）RM446模塊的數(shù)字量輸出控制繼電器驅(qū)動(dòng)報(bào)警器工作。5）視頻監(jiān)視信息以及報(bào)警信息通過(guò)網(wǎng)口經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

圖4 監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)成Fig．4 Overall composition of themonitoring system

系統(tǒng)采用一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)作為安全監(jiān)控主機(jī)，工作穩(wěn)定、可靠，可擴(kuò)展性強(qiáng)。

2.5 聯(lián)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)

聯(lián)動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的聯(lián)動(dòng)跟蹤控制及驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器報(bào)警功能。安全監(jiān)控主機(jī)采集前端探測(cè)器及生產(chǎn)監(jiān)控PLC的輸出信號(hào)并做出判斷，若識(shí)別有平臺(tái)侵入或設(shè)備故障發(fā)生，則獲取報(bào)警區(qū)域或故障設(shè)備的位置信息，然后報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制程序?qū)⑾鄳?yīng)的預(yù)置位命令發(fā)送給智能攝像機(jī)的云臺(tái)解碼器，視頻攝像機(jī)就能夠快速跟蹤到相應(yīng)區(qū)域預(yù)設(shè)的監(jiān)視位置進(jìn)行監(jiān)視錄像；同時(shí)，將報(bào)警信號(hào)傳送至RM446模塊，通過(guò)其數(shù)字量輸出驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器報(bào)警。

3 無(wú)線遠(yuǎn)傳子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

無(wú)線遠(yuǎn)傳子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海洋平臺(tái)視頻監(jiān)視信息、侵入信息以及設(shè)備故障信息的無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸，架設(shè)起海洋平臺(tái)子系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心子系統(tǒng)之間聯(lián)系的橋梁[3-4]。監(jiān)控主機(jī)的視頻監(jiān)視軟件通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行配置，可以實(shí)現(xiàn)視頻信息的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)；同時(shí)，信號(hào)處理程序能夠?qū)?bào)警信號(hào)或故障信號(hào)整理成報(bào)警或故障信息，包括報(bào)警及故障發(fā)生的時(shí)間、方位以及報(bào)警類(lèi)型等，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送至無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)海上平臺(tái)的位置分布特點(diǎn)及所處的特殊環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“中心匯聚、主干回傳”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主體架構(gòu)，以海上中心平臺(tái)為核心，通過(guò)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線設(shè)備連接周邊衛(wèi)星平臺(tái)，優(yōu)化無(wú)線中心點(diǎn)和遠(yuǎn)程接入點(diǎn)設(shè)置，合理規(guī)劃無(wú)線頻率分配，構(gòu)成3個(gè)中心匯聚網(wǎng)絡(luò)。3個(gè)中心平臺(tái)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間使用3套點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速無(wú)線網(wǎng)橋作為信息回傳的主干鏈路；中心平臺(tái)之間安裝兩條無(wú)線鏈路用于故障冗余，結(jié)合IpStar衛(wèi)星寬帶網(wǎng)絡(luò)和海底光纜網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多鏈路整合。

結(jié)合海洋平臺(tái)所處環(huán)境及傳輸距離、傳輸數(shù)據(jù)量和系統(tǒng)擴(kuò)展等要求，系統(tǒng)選用Alvarion公司的BreezeACCESSVL無(wú)線寬帶產(chǎn)品作為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備。該產(chǎn)品適應(yīng)海上惡劣氣候環(huán)境，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接距離最遠(yuǎn)為60公里，扇區(qū)覆蓋距離最遠(yuǎn)為10公里，能夠確保快速、連貫、可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)。通過(guò)帶寬管理、動(dòng)態(tài)帶寬分配、流量?jī)?yōu)先的服務(wù)質(zhì)量機(jī)制，保證了各種網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用的暢通運(yùn)行。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明，無(wú)線遠(yuǎn)傳子系統(tǒng)能夠在海面風(fēng)浪、鏡面等條件下穩(wěn)定傳輸，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)質(zhì)量穩(wěn)定。

4 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心子系統(tǒng)[5]由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行總體的監(jiān)視控制及報(bào)警信息顯示與存儲(chǔ)功能。通過(guò)監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)查看報(bào)警區(qū)域的視頻信息，并能夠操控平臺(tái)攝像機(jī)轉(zhuǎn)向所關(guān)注的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視，結(jié)合實(shí)時(shí)接收到的平臺(tái)侵入及設(shè)備故障信息進(jìn)行綜合判斷，最終形成平臺(tái)侵入及設(shè)備故障實(shí)情結(jié)論并形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)報(bào)警與故障的智能診斷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.1 總體監(jiān)視控制

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的授權(quán)用戶通過(guò)視頻監(jiān)控客戶端管理軟件或IE登陸的方式，可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)時(shí)訪問(wèn)海洋平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)視頻，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)平臺(tái)攝像系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制以及錄像資料的查詢回放等功能。

4.2 報(bào)警信息顯示與存儲(chǔ)

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心能夠?qū)崟r(shí)接收并顯示海洋平臺(tái)傳來(lái)的報(bào)警及故障信息，相關(guān)人員可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)視頻信息驗(yàn)證異常報(bào)警的真?zhèn)危⒉扇∠鄳?yīng)的處理舉措；同時(shí)將這些報(bào)警或故障信息及相應(yīng)處理措施保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，以便進(jìn)行歷史查詢。

5 結(jié) 論

該系統(tǒng)采用多重探測(cè)識(shí)別手段對(duì)平臺(tái)進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)，覆蓋平臺(tái)所有重點(diǎn)侵入位置及重要設(shè)備區(qū)域，保證了平臺(tái)整體的監(jiān)控效果。系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到實(shí)施都考慮到了海洋平臺(tái)的復(fù)雜環(huán)境，保證了系統(tǒng)的適用性。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)滿足了海洋采油平臺(tái)的生產(chǎn)現(xiàn)狀及實(shí)際功能需求，也為后續(xù)海洋無(wú)人值守采油平臺(tái)智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施提供了有力的技術(shù)支撐。

本系統(tǒng)暫不具備對(duì)進(jìn)入平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤的功能，下一步應(yīng)考慮利用圖像模式識(shí)別及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)來(lái)改進(jìn)視頻監(jiān)控方式，采用數(shù)字視頻移動(dòng)偵測(cè)技術(shù)探測(cè)、跟蹤移動(dòng)物體，更好地跟蹤記錄侵入對(duì)象的信息，以滿足平臺(tái)不斷變化的環(huán)境條件，減少意外報(bào)警，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的智能化水平。

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