無線網絡技術用于油田安防監控系統*

王慶 陜西廣播電視大學

無線網絡技術用于油田安防監控系統*

王慶 陜西廣播電視大學

與傳統有線網絡技術相比，無線網絡技術具有其自身獨特的優勢，尤其在油田安防監控系統中的應用更能證實這一點。該技術不但可以實現信息數據的快速傳遞，體現出方便、快捷的特性，并且能夠在特定的空間區域內將信息和通信關聯起來。油田安防監控系統由信息采集系統、傳輸系統、監控中心和客戶端組成。在該系統中，油井、計量間、聯合站等多個站點的視頻監控數據需要集中起來，通過多種渠道與采油廠的計算機網絡進行連接，這樣才能實現對生產現場的及時監控和對生產設備的遠距離操作。

無線網絡傳輸技術；微波技術；衛星通信；傳輸信道；油田

與傳統有線網絡技術相比，無線網絡技術具有其自身獨特的優勢，尤其在油田安防監控系統中的應用更能證實這一點。該技術不但可以實現信息數據的快速傳遞，體現出方便、快捷的特性，并且能夠在特定的空間區域內將信息和通信關聯起來。

1 安防監控系統組成

（1）信息采集系統。信息采集系統是由視頻服務器、攝像機等前端設備組成。攝像機一般儲存的是模擬視頻信號，其中設備自帶的視頻編解碼器可以將模擬視頻信號轉變成為數字信號。由于模擬信號的波形為連續、有限的傳輸波形，在傳輸線路中很容易遭受外界條件的干擾，使信號失真；而轉變為數字信號之后，成為間斷、無限的傳輸波形，這種信號在傳輸信道傳輸時不會出現失真的現象，增強了抗干擾能力。在模擬信號向數字信號轉化過程中，需要進行抽樣、量化和編碼[1]。

（2）傳輸系統。攝像機對現場情況進行實時拍攝，傳輸系統可以將攝像機獲得的圖像進行傳輸。無線網絡的傳輸具有損耗小、傳輸畫面質量高等特點，圖像還可以在錄像控制中心得到清晰的還原。傳輸系統的無線網絡形式包括CDMA、GPRS、衛星通信和無線網橋等。

（3）監控中心。監控中心主要是對整個監控系統進行管理和指揮，負責全體用戶的設備接入，提供視頻訪問控制以及錄像處理服務。

（4）客戶端。客戶端是一種軟件，可以采用有線接入方法，也可以采用無線接入。當客戶應用瀏覽器或者這種軟件，在認證之后可以觀看系統中的任何視頻。另外，可以通過無線網絡對攝像頭的角度進行控制，將鏡頭的焦距拉近或者推遠，控制遠端設備。當遇到緊急情況，客戶還可以通過這種軟件來接收警報信息。

2 常用的無線傳輸技術及對比

（1）傳統的有線傳輸技術與無線傳輸系統的對比。由于油田中油井分布不平衡，許多油井建設在遠離基地或者交通不便的地方。在這樣的環境下，數據傳輸就要依賴遠程通信設備，實現信息實時回傳。傳統有線網絡難以在這些環境中有效布線，并且線電纜容易受到外界的損害，時間久了便會導致圖像或者聲音的失真[2]。而利用了無線傳輸技術后，油田管理人員可以隨時觀察和瀏覽油井生產現場的信息，對油田的安全防護系統做及時的控制，為油田基地的工作人員和管理人員提供及時與準確的決策依據。

（2）微波技術。無線傳輸技術中的微波技術可以分成模擬微波和COFDM兩種模式。通常模擬微波技術和COFDM技術是對外開放的，無法保障安全環境，因此在油田實際應用過程中，如果不考慮安全因素，小范圍的使用微波技術還是具有一定優勢的。

（3）衛星通信技術。衛星通信技術的服務范圍較廣，使用靈活，并且不會受環境因素的干擾，尤其是抗磁場干擾能力強。因為油井中用電量大，交叉的電流形成的電磁場會為通信帶來很大不便，利用衛星通信技術能夠在抗電磁方面發揮作用。但是這種全新的通信技術凸顯的缺點就是成本較高，并且在一些有較高建筑物的區域依舊會出現信號干擾現象，而在通信不便利的山區、隧道或者海上，信號還可能會出現中斷狀況。

3 安防監控系統設計

在油田的安全防護監控系統中，油井、計量間、聯合站等多個站點的視頻監控數據需要集中起來，通過多種渠道與采油廠的計算機網絡進行連接，這樣才能實現對生產現場的及時監控和對生產設備的遠距離操作[3]。

（1）傳輸技術。無線橋接技術是用一對無線橋接器將兩個分離的網絡連接起來，與無線傳輸技術相比，無線網橋技術更適合傳輸視頻數據。在日常傳輸過程中，無線鏈路可以達到11/54 Mbps的高網絡帶寬，確保視頻的快速平穩傳送；與此同時，可以將視頻資料存放在計算機的硬盤中，方便人們進行檢測和搜索。

（2）監控中心。油田安防控制系統的監控中心通常有三級，分別是隊級、礦級和廠級。本地監控系統中設置的NDVR負責隨時測控、錄像等任務，還可以將遠程油田系統總部所提供的數據進行轉發，從而保證油田的管理人員在遠距離就對本地的工作情況進行監督和管理。在總部的監控中心可安排統一的監督管理系統，可以對采油現場的工作進行及時的指導和監控，做好安全防范工作。

4 應用建議

（1）理清系統構建的總體思路。在油田安全防護監控系統中，數據處理工作是分模塊進行的。在這些模塊中，基本信息模塊主要是為基層管理人員進行接收而設置的，而業務功能模塊是負責對報警系統進行控制，并處理相關報表。只有理清這些思路，才能保證該系統的正常運行。

（2）加強油田安防監控系統技術工作人員的培訓。將網絡技術應用到油田安防監控系統中，需要大量的技術型人才作為支撐。油田生產企業要對這些工作人員進行系統的培訓，加強其專業知識，操作水平和應變能力的培養，真正了解無線網絡技術，會應用、會操作，使安防檢測系統發揮更好的作用，提高生產效率，增加經濟效益。

（3）善于利用網絡加密技術。無線網絡具有一定的開放性，而油田安防監控系統中的數據是需要保密的。所以要善于應用網絡加密技術，確保安防監控系統內的機密信息不被泄漏，有效地提高油田生產數據、信息系統的保密性和安全性，避免油田生產數據的丟失和被破壞，進而避免給企業造成經濟損失。

[1]周士華，張孝文．開發“低滲透油田總體規劃方案優化軟件”的構思[J]．石油規劃設計，1998，12（6）：23-25.

[2]張亞旭，胡欣．測井技術在油氣田勘探開發中的應用[J]．中小企業管理與科技（下旬刊），2011，12（23）：7-8.

[3]周濤．基于嵌入式平臺的采油現場終端監控系統[J]．油氣田地面工程，2012，31（11）：78-79.

（欄目主持關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.042