視頻監控系統用于油田生產物聯網的建設

大慶油田設計院

視頻監控系統用于油田生產物聯網的建設

李穎大慶油田設計院

視頻監控系統采用以計算機技術為核心、基于TCP/IP協議的工業電視監控設備，可以直接接到局域網/廣域網上，通過統一的網絡平臺和接口實現遠程圖像監控的功能，監控中心采用服務器/客戶端管理模式配置，可以查詢、調用有關工藝站場區的實時和歷史圖像資料。針對油田各采油廠的實際情況，本系統信號傳輸采用光纖及無線傳輸混合組網的方式。監控中心包括管理服務器、數據存儲服務器、管理員操作終端、NVR及流媒體服務器。

油田；數據傳輸；監控系統；SCDMA；油田生產物聯網

油田生產物聯網系統通過傳感、射頻、通訊等技術，可對油氣水井、計量間、油氣站庫等生產對象進行全面的感知，實現生產數據、設備狀態信息在生產指揮中心及生產控制中心的集中管理和控制，搭建規范、統一的數據管理平臺，支持油氣生產過程管理，進一步提高油氣田生產決策的及時性和準確性。

1 系統功能要求

（1）具備網絡化監視管理功能，可遠程指導作業施工與設備維修。

（2）整合污水處理區、生活區原有模擬視頻監控系統。

（3）實現井區到廠區的高質量視頻圖像傳輸。

（4）對前端攝像機的分級、分權限集中控制管理。

（5）盜、搶原油事件發生時實現遠程告警和油井泄漏原油告警。

（6）抽油機工作過程中，在突然停機或靜止狀態時啟動抽油機。如果發生此類事件，中心控制室要提供聲光報警（根據客戶要求，還可以增加語音告警）。

（7）現場監視圖像存入硬盤作為歷史記錄存放，并可以以日期、時間、監測站點為檢索要素查詢圖像。

2 系統方案設計

2.1 設計思想

視頻監控系統采用以計算機技術為核心、基于TCP/IP協議的工業電視監控設備，可以直接接到局域網/廣域網上，通過統一的網絡平臺和接口實現遠程圖像監控的功能，監控中心采用服務器/客戶端管理模式配置，可以查詢、調用有關工藝站場區的實時和歷史圖像資料。系統采用光纖接入、SCDMA無線接入、SCDMAMcWiLL無線寬帶接入等多種接入方式，為油田重點井區的前端攝像機信號提供傳輸通道。

2.2 前端設備選型

（1）在各作業區站內主要崗位安裝網絡紅外一體化攝像機，對生產狀況進行監視。系統主機可以接入多種報警設備，當有警情的時候，自動調用預置位，封鎖重要監控區域，自動完成報警、聯動錄像、向上級指揮機構發出告警提示、向相關負責人發出手機報警短信等工作。

（2）在各作業區注入站、中轉站及聯合站等室外安裝網絡紅外一體化高速攝像機，對站內全貌進行監視。系統主機具有多路報警輸入、輸出信號接口，可以與入侵報警系統實現聯動。

（3）在各作業區重點井場、計量間等關鍵部位設置固定網絡監控攝像機，對井場抽油機及計量間裝置進行監視。

（4）在各作業區配置無線網絡攝像機，滿足油井臨時監控點布設的需求，可以方便地移動位置，不用重復敷設通訊線路，設備采用Web加密方式，以滿足未來更高級的通信傳輸方式。

（5）生活區內配置紅外一體化網絡攝像機，從安全防范的角度滿足生活區內的建筑防盜、防火、設備的安全等要求。

2.3 數據傳輸方式

針對油田各采油廠的實際情況，本系統信號傳輸采用光纖及無線傳輸混合組網的方式。主要傳輸方式如下：

（1）光纖傳輸。光纖傳輸擁有傳輸容量大、信號損耗低、抗干擾能力強等優點，可以實現視、音頻信號的高質量傳輸，是油田物聯網建設中傳輸技術的最佳選擇。系統采用SDH光同步傳輸系統及工業以太網交換機系統聯合組網。

（2）SCDMA無線傳輸。SCDMA是同步碼分多址的無線接入技術，它采用智能天線、軟件無線電以及SWAP+空中接口協議等先進技術，是一個擁有完整自主知識產權的無線通信技術標準。目前，我國油田SCDMA無線通信網已建基站750余座，覆蓋油田大部分地區。利用SCDMA無線通信網可以對油田的無人值守機采井、計量間進行自動檢測、數據采集和控制。

（3）SCDMAMcWiLL無線寬帶傳輸系統。Mc-WiLL無線寬帶傳輸系統是一種基于CS—OFDMA技術的全IP移動寬帶無線接入系統，擁有完全自主知識產權，能夠提供超大容量的移動寬帶數據和移動語音業務，可以為油田重點井場及主要路口的視頻監控信息和數據采集提供傳輸通道。

2.4 監控中心

監控中心包括管理服務器、數據存儲服務器、管理員操作終端、NVR及流媒體服務器。

（1）管理服務器是整個系統運行管理的核心，控制著整個系統數據的流向，提供各種數據的訪問、備份、刪除、檢索權限的設置與驗證。管理服務器配有數據庫管理系統，對管理人員登錄、瀏覽、控制、刪除、復制、備份等的權限，及前端攝像機的登錄、錄像、瀏覽、控制權限進行統一管理。

（2）數據存儲服務器用于保存從各監控點傳回的實時圖像數據，提供實時錄像、定點定時錄像和錄像數據檢索回放功能。存儲服務器可根據設置實行自動擦寫循環錄像，做到全天無人值守。

（3）管理員操作終端是基于PC的終端設備，主要供系統管理員進行數據維護、權限設置等，可接收各監控點送回的數據視頻流并進行顯示；同時也可作為系統管理終端，通過登錄管理服務器，完成監控管理的各項功能設定，是管理人員與監控系統進行人機對話的主要設備。

（4）NVR負責實時監控、錄像、設備控制、數據采集分析等任務。流媒體服務器為油田遠程系統總部提供數據轉發服務，保證上級管理部門可以在遠程實現對本地的監控和管理。

3 結語

按照中石油企業信息化建設要求及油氣生產物聯網建設標準，大慶油田信息部門對油田現有生產設備進行自動化改造，建成集油田視頻監控及生產數據傳輸為一體的油田數字化綜合業務系統，保證了油田內部從以前粗放式管理向信息化管理的過渡。該系統可以大大提升生產過程自動化管理水平，降低勞動強度，節約企業運行成本，保證工人人身安全，從而提高企業核心競爭力。

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.046