維搶修遠(yuǎn)程數(shù)字化監(jiān)控指揮系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃方案

摘要：專門從事油氣田產(chǎn)能建設(shè)、大口徑長輸管道、儲(chǔ)罐煉化、維修搶險(xiǎn)、電儀數(shù)字化、防腐保溫等工程于一體的綜合性建筑安裝施工企業(yè)一般都承擔(dān)著維修技改、隱患治理、應(yīng)急搶險(xiǎn)和地面產(chǎn)能建設(shè)等重要任務(wù)，現(xiàn)場施工中經(jīng)常會(huì)有油氣區(qū)動(dòng)火、管線連頭、帶壓封堵等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程數(shù)字化；系統(tǒng)建設(shè)；規(guī)劃方案

業(yè)務(wù)具備點(diǎn)多面廣、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜、突發(fā)性強(qiáng)、要求快速反應(yīng)的特點(diǎn)。不僅要求各級(jí)生產(chǎn)指揮部門與施工現(xiàn)場之間、營地管理部門與各個(gè)新建營地之間可以實(shí)現(xiàn)日常的監(jiān)控與管理，特別是在出現(xiàn)突發(fā)性維搶修事件時(shí)，領(lǐng)導(dǎo)和施工單位相關(guān)負(fù)責(zé)人可以遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場實(shí)地狀況，及時(shí)了解現(xiàn)場狀況，快速召集專家領(lǐng)導(dǎo)，針對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行多方遠(yuǎn)程會(huì)商，快速?zèng)Q策。為此，有必要對(duì)企業(yè)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行整體規(guī)劃，建立覆蓋工程處整個(gè)施工現(xiàn)場及前線保障點(diǎn)營地的具備維搶修業(yè)務(wù)特色的數(shù)字化體系化動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。

一、主要功能

（一）實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、指揮系統(tǒng)統(tǒng)一管理

（二）實(shí)現(xiàn)具備維搶修特色的移動(dòng)式臨場監(jiān)控管理

（三）實(shí)現(xiàn)原有已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字接入

（四）實(shí)現(xiàn)平臺(tái)指揮分級(jí)管理

（五）提供圖像信息接口

（六）實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議系統(tǒng)功能

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用基于網(wǎng)絡(luò)的分布式控制結(jié)構(gòu)，依托油田內(nèi)部局域網(wǎng)輔助以3G網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)范圍覆蓋企業(yè)機(jī)關(guān)、各施工單位（含施工現(xiàn)場、營地等）以及現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)，集成搭建交換控制中心、主控中心、分控中心、監(jiān)控前端四級(jí)平臺(tái)，構(gòu)建企業(yè)機(jī)關(guān)一級(jí)監(jiān)控指揮中心、項(xiàng)目部（前線保障點(diǎn)）二級(jí)監(jiān)控指揮中心和監(jiān)控現(xiàn)場組成的三級(jí)聯(lián)網(wǎng)式綜合監(jiān)管系統(tǒng)。

三、規(guī)劃布局

監(jiān)控現(xiàn)場布點(diǎn)采取50%的監(jiān)控區(qū)域安裝攝像機(jī)，另外50%監(jiān)控區(qū)域線路鋪設(shè)到位（后期擴(kuò)展安裝攝像機(jī)后就能實(shí)時(shí)監(jiān)控），DVR等核心設(shè)備按監(jiān)控區(qū)域的100%配備到位。

（一）施工區(qū)監(jiān)控

1、固定施工現(xiàn)場

選用高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)，球機(jī)和槍機(jī)配合使用，球機(jī)（帶云臺(tái)）用于全景信號(hào)采集，槍機(jī)用于固定關(guān)鍵點(diǎn)位信號(hào)采集，考慮到夜間采像選用紅外高清攝像機(jī)。一個(gè)現(xiàn)場基本配備數(shù)量為球機(jī)1臺(tái)，槍機(jī)3臺(tái)，其具體選型及數(shù)量根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境狀況及安全管理要求確定調(diào)整。考慮到現(xiàn)場有防爆與非防爆的不同要求，攝像機(jī)增配可拆卸式防爆裝置（防爆外殼），以滿足不同要求的現(xiàn)場環(huán)境需求。攝像機(jī)固定安裝，視頻采集信號(hào)通過視頻傳輸線接入6路DVR主機(jī)。施工現(xiàn)場配備安裝有遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)、桌面音箱和鵝頸麥克用于本地的音視頻輸出。

2、應(yīng)急維搶修施工現(xiàn)場

采用多種設(shè)備，可單獨(dú)配備使用也可組合使用，以保障不同施工現(xiàn)場音視頻信號(hào)的采集。主要選用設(shè)備：手持帶屏無線視頻應(yīng)急終端，在原有內(nèi)置攝像頭基礎(chǔ)增配外接專業(yè)攝像機(jī)及音頻設(shè)備，如考慮到現(xiàn)場主管領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員便攜性及易操作性的要求，實(shí)現(xiàn)已有資源的最大限度利用，采用內(nèi)置Ios或Android操作系統(tǒng)的智能手機(jī)（Iphone、三星等）或平板電腦（Ipad等）取代手持帶屏無線視頻應(yīng)急終端；自行組裝雙通道移動(dòng)式應(yīng)急終端，在前期科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)成形設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)級(jí)定制集成；配備現(xiàn)場指揮車一臺(tái)，主要采用車載攝像機(jī)+無線車載硬盤錄像機(jī)+音頻輸入輸出設(shè)備集成改造，日常采用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，重要場合通過租用衛(wèi)星通訊線路實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控指揮。

（二）辦公生活區(qū)監(jiān)控

主要針對(duì)各前線保障點(diǎn)，在其辦公樓每個(gè)樓層過道分別安裝2臺(tái)槍機(jī)，呈對(duì)角線敷設(shè)；在大門門衛(wèi)處安裝1臺(tái)槍機(jī)，廠區(qū)內(nèi)安裝1臺(tái)球機(jī)對(duì)內(nèi)外區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控；料場或庫房安裝1臺(tái)球機(jī)；配備16路嵌入式DVR主機(jī)。

（三）要害部位監(jiān)控

圍墻周界、生活區(qū)公共場所等重要部位配備槍機(jī)直接接入并由一級(jí)監(jiān)控指揮中心控制，數(shù)量根據(jù)監(jiān)控區(qū)實(shí)際地理情況勘察結(jié)果確定。

四、一級(jí)監(jiān)控指揮中心建設(shè)

一級(jí)監(jiān)控指揮中心建設(shè)主要包含主控中心和交換控制中心兩個(gè)平臺(tái)的建設(shè)。另外為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)或主要部門領(lǐng)導(dǎo)辦公計(jì)算機(jī)配置系統(tǒng)客戶端軟件及麥克、音箱，通過連接監(jiān)控指揮系統(tǒng)專網(wǎng)，根據(jù)權(quán)限瀏覽調(diào)用實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控圖像。

監(jiān)控指揮中設(shè)計(jì)監(jiān)控廳、中控機(jī)房和辦公區(qū)三個(gè)功能區(qū)。中控機(jī)房用于集中放置系統(tǒng)所需各類設(shè)備其裝修按工程處網(wǎng)絡(luò)機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；辦公區(qū)用于監(jiān)控操作人員日常辦公活動(dòng)裝修按同類辦公室標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；監(jiān)控廳為主功能區(qū)，主要用于常態(tài)的監(jiān)控并兼顧視頻會(huì)議室功能。

（一）監(jiān)控廳

監(jiān)控廳建設(shè)在普通監(jiān)控大廳建設(shè)基礎(chǔ)上考慮兼?zhèn)湟曨l會(huì)議功能建設(shè)。主要由大屏幕顯示區(qū)、監(jiān)控區(qū)和會(huì)商區(qū)三個(gè)區(qū)塊構(gòu)成：

1、大屏幕顯示區(qū)：指揮中心北墻設(shè)置大屏幕墻，屏幕墻計(jì)劃采用50英寸（單屏幕尺寸：1000mm （寬）×750mm （高））10塊顯示單元（2行5列）組成。大屏幕上方安裝一塊LED顯示橫條，用于顯示歡迎詞、當(dāng)日值班人員、時(shí)間及一些其他相關(guān)信息。

2、監(jiān)控區(qū)：大屏幕前方區(qū)域設(shè)置監(jiān)控席配置指揮調(diào)度終端和管理控制終端，用于監(jiān)控人員日常監(jiān)控操作。監(jiān)控席規(guī)劃席位5個(gè)，配備鵝頸話筒5只、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議攝像頭5只用于日常協(xié)同工作和視頻會(huì)議。設(shè)置2處多功能桌插，其上包括筆記本電腦接口、電源接口、網(wǎng)絡(luò)接口、視頻接口、音頻接口等。

3、會(huì)商區(qū)：監(jiān)控廳中間位置設(shè)置會(huì)商席主要用于日常視頻會(huì)議召開及問題會(huì)商。會(huì)商席配備手拉手會(huì)議討論系統(tǒng)一套，設(shè)置主席機(jī)1只、代表機(jī)12只用于音頻交互，并具備攝像跟蹤功能，與監(jiān)控廳吊頂球機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。安裝5套17寸的升降液晶顯示屏，平時(shí)藏在會(huì)議臺(tái)下面，使用時(shí)升起。設(shè)置4處多功能桌插，其上包括筆記本電腦接口、電源接口、網(wǎng)絡(luò)接口、視頻接口、音頻接口等。會(huì)商席后監(jiān)控廳南安裝1臺(tái)交互數(shù)字平臺(tái)（65寸的觸摸液晶顯示屏），既可顯示大屏的顯示信息，也可作為交互平臺(tái)使用。

監(jiān)控廳前方（北向）吊頂?shù)跹b一臺(tái)360度球形攝像機(jī)用于監(jiān)控指揮中心的視頻采集。四角使用4只會(huì)議專用壁掛式音箱做主擴(kuò)音箱、監(jiān)控廳吊頂安裝2只吸頂揚(yáng)聲器做輔助擴(kuò)音，達(dá)到聲音的均衡。同時(shí)配置2套無線手持麥克風(fēng)與交互數(shù)字平臺(tái)配合使用。

（二）主控機(jī)房

主控機(jī)房建設(shè)按數(shù)據(jù)利用和安全為核心的數(shù)據(jù)中心模式建設(shè)。配備兩臺(tái)16U機(jī)柜，系統(tǒng)所需控制設(shè)備集中安裝入柜并配備UPS，主要配置設(shè)備有核心綜合視頻交換機(jī)、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、錄像服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣、備份存儲(chǔ)磁盤陣列和相關(guān)的音視頻管理系統(tǒng)設(shè)備。由以下的幾個(gè)功能區(qū)組成：

1、接入?yún)^(qū)：處理各種接入環(huán)節(jié)，通過防火墻控制聯(lián)入核心區(qū)

2、核心區(qū)：由核心綜合視頻交換機(jī)組成，主要完成信令和控制信息交換、調(diào)度以及系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全局用戶管理、權(quán)限管理，路由管理和基于用戶優(yōu)先級(jí)的流量控制管理以及對(duì)各二級(jí)平臺(tái)綜合視頻交換機(jī)級(jí)聯(lián)。

3、應(yīng)用核心區(qū)：配備流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、錄像服務(wù)器和報(bào)警服務(wù)器。各個(gè)服務(wù)最優(yōu)應(yīng)用效果應(yīng)獨(dú)立搭建服務(wù)器，考慮到建設(shè)成本也可以合并為一個(gè)高配置服務(wù)器，集成實(shí)現(xiàn)各個(gè)服務(wù)器功能。基于系統(tǒng)安全性及穩(wěn)定性的考慮，服務(wù)器部署在油田局域網(wǎng)內(nèi)部，申請(qǐng)?jiān)谟吞锕境隹谧鲇成湎嚓P(guān)配置實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)的訪問需求。

4、管理區(qū)：網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣用于實(shí)時(shí)監(jiān)控觀察多個(gè)下級(jí)項(xiàng)目部和監(jiān)控現(xiàn)場的情況，向電視墻等設(shè)備輸出多路模擬視頻信號(hào)。音視頻管理配置AV數(shù)字管理中心和VGA矩陣。

5、數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)管理建議SAN結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)傳輸分開。通過專門的SAN管理軟件和備份/恢復(fù)軟件，利用多層存儲(chǔ)體系，并獨(dú)占16U機(jī)柜一臺(tái)。

六、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

（一）一級(jí)監(jiān)控指揮中心

依托已建辦公網(wǎng)絡(luò)，從網(wǎng)絡(luò)機(jī)房通過超五類雙絞線引入一級(jí)監(jiān)控指揮中心核心綜合視頻交換機(jī)。為防止在運(yùn)行中不必要的信息干擾占用帶寬，前期運(yùn)行中整個(gè)系統(tǒng)配置于獨(dú)立Vlan中，服務(wù)器及終端設(shè)備配置靜態(tài)IP。整個(gè)系統(tǒng)成熟建設(shè)推廣期建議使用單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)出口。

（二）二級(jí)監(jiān)控指揮中心

二級(jí)監(jiān)控指揮中心的網(wǎng)絡(luò)依托保障點(diǎn)辦公網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)需部署于獨(dú)立vlan，同時(shí)完善網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，配置防火墻或進(jìn)行物理隔離。

（三）監(jiān)控現(xiàn)場

1、固定施工現(xiàn)場

已完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的施工現(xiàn)場可依托已建網(wǎng)絡(luò)，無接入油田局域網(wǎng)絡(luò)條件的施工現(xiàn)場可依托當(dāng)?shù)爻墒斓臓I運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)，但均需完善網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，如配置防火墻、租用專用數(shù)據(jù)通道或與網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商簽訂網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議等。未實(shí)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有接入油田局域網(wǎng)絡(luò)條件的施工現(xiàn)場在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及建設(shè)上一律接入油田局域網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的形式進(jìn)行組網(wǎng)。

2、應(yīng)急維搶修施工現(xiàn)場

采用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。選用本地建有基站且信號(hào)強(qiáng)度高的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商合作。為保障數(shù)據(jù)傳輸安全可協(xié)調(diào)利用集團(tuán)公司已有VPN通道，如無法利用考慮建立企業(yè)專用數(shù)據(jù)傳輸通道。衛(wèi)星通信建設(shè)列為成熟建設(shè)后在油田公司范圍內(nèi)推廣的一項(xiàng)備用方式。

七、整合已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)

（一）整合模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在“不破壞、不改變?cè)幸呀ūO(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)”原則下，可以無縫兼容主流廠家各品牌的矩陣等系統(tǒng)控制設(shè)備，只需增加硬盤錄像機(jī)，即可將原有模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)平滑接入到監(jiān)控指揮系統(tǒng)中。

（二）整合數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

通過系統(tǒng)軟件二次開發(fā)及網(wǎng)絡(luò)整合改造將原有數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)無縫接入到監(jiān)控指揮系統(tǒng)中。對(duì)于暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn)軟件兼容的產(chǎn)品，可通過采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將原有數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)平滑接入到大型多級(jí)視頻生產(chǎn)視頻監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)中。