淺談對油田企業(yè)油氣開采智能管控系統(tǒng)的認識

馬博

摘 要：油田致力于企業(yè)的管控平臺建設(shè)，其推出的可視化智能管控系統(tǒng)使得“大防控”建設(shè)在各單位投入使用。可視化智能管控系統(tǒng)是以各級監(jiān)控中心為核心、集成各種探測傳感器（包括光電傳感設(shè)備、目標(biāo)身份識別設(shè)備和其它物聯(lián)網(wǎng)傳感器）組成的一個自動化可視化管控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：油田企業(yè);大防控;可視化;智能管控系統(tǒng)

一、對智能管控系統(tǒng)的困難和問題分析

可視化智能管控平臺建設(shè)存在諸多困難和問題，一方面來自于系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，另一方面來自于系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境所帶來的復(fù)雜性。具體有以下幾個方面：

（1）海量信息。系統(tǒng)部署的定位、視頻、物聯(lián)網(wǎng)傳感器24小時不間斷產(chǎn)生海量信息，造成巨大的存儲和處理壓力。如何使得信息真正發(fā)揮應(yīng)有的價值是系統(tǒng)平臺需要優(yōu)先關(guān)注的問題。

（2）智能化。提高系統(tǒng)的自動化程度，將人從繁重的處理過程當(dāng)中解放出來具有重要意義。不但可以節(jié)省人力，還能夠提高管控的效率和精確度。

（3）多傳感器聯(lián)動。系統(tǒng)具有多種探測手段，多傳感器配合工作并協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)將取得事半功倍的效果，增加探測的主動性，提高信息的維度。需要將多傳感器系統(tǒng)構(gòu)建成一個有機的探測網(wǎng)絡(luò)。

（4）基礎(chǔ)設(shè)施匱乏。油田企業(yè)有的邊遠地段無電力和通信網(wǎng)絡(luò)，需要系統(tǒng)自主解決。

二、對智能管控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

（一）前端系統(tǒng)。前端系統(tǒng)主要分為具備雷達定位的邊界管控前端（通過遠距離熱成像光電傳感系統(tǒng)、GPS實現(xiàn)協(xié)調(diào)定位、聯(lián)動預(yù)警）和井站、場地、入井（站）口管控前端（對可疑車輛、人員進行自動識別、告警），都配備有入侵偵測攝像機、IP廣播喇叭、無線網(wǎng)橋遠端站、避雷針，并根據(jù)需要選配：熱成像+可見光+轉(zhuǎn)臺、高清遠距監(jiān)控攝像機+井站監(jiān)控攝像機+卡口智能識別攝像機。

（二）系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)。前端感知子系統(tǒng)直接接入各單位監(jiān)控中心的通信網(wǎng)絡(luò)。依據(jù)現(xiàn)場條件，面臨鋪設(shè)光纜施工難度大、建設(shè)工期長、施工協(xié)調(diào)困難等問題，因此，本系統(tǒng)采用寬帶無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)合本地小型局域網(wǎng)和油田網(wǎng)，構(gòu)成一個完善的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。各油田基層單位、各二級單位、油田之間通過現(xiàn)有油田網(wǎng)互聯(lián)。

（三）監(jiān)測中心平臺子系統(tǒng)。監(jiān)測中心平臺是數(shù)據(jù)、圖像處理中心，根據(jù)油田實際建設(shè)情況，油田各級建設(shè)分為三級架構(gòu)，即油田監(jiān)控中心、油田各二級單位監(jiān)控中心、各三級單位監(jiān)控中心。

1、油田監(jiān)控中心。油田監(jiān)控中心是系統(tǒng)平臺的信息處理評估中心和指揮樞紐單元，主要功能如下：

（1）綜合態(tài)勢監(jiān)視：以所轄區(qū)域電子地圖為背景，實現(xiàn)管轄范圍內(nèi)所有的油井、車輛、人員目標(biāo)（包括AIS、GPS、北斗等）的態(tài)勢展示，可見光/紅外監(jiān)控視頻、物聯(lián)網(wǎng)傳感器告警狀態(tài)的展示等。

（2）目標(biāo)業(yè)務(wù)屬性管理：目標(biāo)關(guān)聯(lián)的屬性（例如：內(nèi)保、保安的業(yè)務(wù)狀態(tài)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、報警信息等）的查詢、顯示和設(shè)置，能夠以專題圖或統(tǒng)計圖等多種圖例方式形象地顯示各種告警或業(yè)務(wù)等統(tǒng)計信息。

（3）傳感器協(xié)同探測：經(jīng)過授權(quán)，可根據(jù)需要實時監(jiān)視所屬區(qū)域內(nèi)雷達與光電設(shè)備對目標(biāo)的接力聯(lián)動跟蹤、物聯(lián)網(wǎng)傳感器報警與光電設(shè)備的聯(lián)動跟蹤。

（4）視頻接入：通過IP視頻流媒體方式顯示實時的監(jiān)控視頻流信息，或通過接入各二級單位硬盤錄像機調(diào)閱視頻監(jiān)控圖像。

（5）告警處理：根據(jù)油田企業(yè)不同業(yè)務(wù)部門的需求，處理各類型的系統(tǒng)報警，記錄處警情況，并可對油田、油田各二級單位的治安情況進行查詢統(tǒng)計。

（6）指揮調(diào)度：接收油田調(diào)度中心的指揮命令或處置有關(guān)情況，通過動態(tài)標(biāo)繪、智能分析和調(diào)看預(yù)案等功能，制定工作方案，指揮調(diào)度下屬各單位協(xié)同處置有關(guān)情況，實時監(jiān)視處理過程。

（7）信息匯總分發(fā)：實時匯總?cè)诤细鞫墕挝槐O(jiān)控中心上傳的目標(biāo)態(tài)勢信息、目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的油田業(yè)務(wù)狀態(tài)、報警及處理情況、情報以及上級下發(fā)的油田態(tài)勢信息、業(yè)務(wù)狀態(tài)等并存入數(shù)據(jù)庫。向油田調(diào)度中心上傳各單位綜合目標(biāo)態(tài)勢信息及有關(guān)治安情況，向基層單位或其它監(jiān)控中心發(fā)布態(tài)勢信息、情報、指揮命令等，實現(xiàn)信息共享。

（8）傳感器遠程控制：經(jīng)過統(tǒng)一授權(quán)，可遠程調(diào)閱油田范圍內(nèi)部署的視頻監(jiān)控設(shè)備的視頻圖像，可監(jiān)視油田范圍內(nèi)部署的AIS基站、可見光/紅外設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)傳感器的狀態(tài)并對所屬的傳感器進行遠程控制。

2、各二級單位監(jiān)控中心。二級單位監(jiān)控中心是系統(tǒng)平臺的信息處理評估單元和基層指揮單元，主要功能如下：

一是綜合態(tài)勢監(jiān)視和目標(biāo)業(yè)務(wù)屬性管理。二是傳感器協(xié)同探測。三是視頻接入和告警處理及指揮調(diào)度。四是信息匯總分發(fā)和傳感器遠程控制。

3、監(jiān)測點。是整個系統(tǒng)平臺的前端，通過有針對地配備不同型號的光電傳感器（可選）等，完成對管轄區(qū)內(nèi)警戒目標(biāo)的觀察、探測、識別及跟蹤，監(jiān)測點將雷達捕獲的目標(biāo)動態(tài)點位信息、光電設(shè)備視頻圖像通過數(shù)字專用通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至各二級單位監(jiān)控中心，主要功能如下：

一是綜合態(tài)勢監(jiān)視和傳感器協(xié)同探測。二是告警處理和傳感器遠程控制。

三、對智能管控系統(tǒng)功優(yōu)勢的認識

（一）先進的智能分析功能?？蓪潭ㄐ螤畹奈矬w，如運載偷油的油罐車、農(nóng)用車進行告警;可對進入易燃易爆炸油區(qū)生產(chǎn)場地、越過、滯留等行為進行智能判定，并對違規(guī)行為產(chǎn)生報警信號。

（二）視頻聯(lián)動跟蹤。平臺軟件通過跟蹤算法根據(jù)GPS系統(tǒng)探測到的目標(biāo)實際位置，控制云臺實現(xiàn)GPS與光電監(jiān)控設(shè)備的聯(lián)動跟蹤，當(dāng)平臺判斷目標(biāo)超過監(jiān)控范圍時，根據(jù)目標(biāo)的方向和該目標(biāo)的實時定位信息選擇下一個離其最近的光電監(jiān)控設(shè)備進行聯(lián)動跟蹤。智能卡口和入侵檢測系統(tǒng)檢測到可疑車輛或人員，可觸發(fā)告警至中心。多傳感器協(xié)同工作，將不同傳感器源的檢測信息實時進行數(shù)據(jù)融合，形成系統(tǒng)的感知、辨識和預(yù)警，完成目標(biāo)的多屬性提取識別等功能。

（三）統(tǒng)一管理、獨立應(yīng)用。采用可視化智能管控平臺自上而下，從油田至各二級單位、從各二級單位至基層單位進行統(tǒng)一管理、分級管理。當(dāng)各二級單位前端因某種原因與上級網(wǎng)絡(luò)中斷時，各前端監(jiān)控系統(tǒng)又可對本轄區(qū)內(nèi)管控點獨立操控。

（四）多傳感器高度集成。采用統(tǒng)一管控平臺，通過光電紅外、高清卡口、入侵傳感器、GPS、視頻監(jiān)控及IP數(shù)字廣播的無縫互連，實現(xiàn)異類傳感器、同類多傳感器數(shù)據(jù)信息深度融合和綜合集成應(yīng)用，形成綜合態(tài)勢，實現(xiàn)目標(biāo)全天候的捕獲、跟蹤與識別。

（五）多手段區(qū)域監(jiān)視。針對油區(qū)監(jiān)控，采用熱成像儀和可見光攝像機相結(jié)合的手段，晚上主要采用熱成像儀監(jiān)控，白天可配合可見光攝像機更加清晰地監(jiān)控目標(biāo)形態(tài)?？诓捎霉潭寵C和智能球機相結(jié)合，采用固定卡口攝像機對主干道路進行監(jiān)控，采用智能球機輪訓(xùn)掃描卡口周圍，實現(xiàn)全方位監(jiān)控。

參考文獻

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[2]劉潔聆，遲磊.關(guān)于油田智能化生產(chǎn)運行管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].硅谷，2014年第04期

（作者單位：中國石化中原油田分公司信息管理中心）