蘇里格氣田綜合智能安防平臺設計

宮玉明 陳曉東 范飛 顧旺 梁爽

摘要：隨著數字化油氣田推廣及安防技術的發展與應用，智能化油氣田已經成為當今石油、天然氣行業發展的必然趨勢。針對油氣田生產過程中存在的安全監控盲區，本文研究了基于安全策略的智能化氣田綜合安防監控系統。以視頻監控系統為核心，結合 IP網絡集成門禁、周界防范入侵、遠程喊話等弱電技術，構成一個大安防系統，滿足了目前安防系統智能化、數字化、網絡化發展要求。

關鍵詞：安全策略;智能安防;視頻監控;可視化

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0172-02

0 引言

蘇里格油田主要分布在廣袤的戈壁荒漠中，環境惡劣，油區建井數量多，分布零散，需大量人員進行管控。近年來，油田企業對安全生產的要求不斷提升，面對油井分布廣泛、治安環境復雜的現狀，如何及時發現、及時取證、及時采取措施是油田安保管理的難題。

如何綜合利用智能安防技術，實現油田安全生產可視化，生產作業過程安全管控與預警，減少安全、環保事故發生概率，是油田安全生產管理的研究重點。

1 單井井場安防現狀

蘇里格氣田在沙漠地區，具有井分布廣、井數多、井站之間有遮擋等特點[1]。基于供電、通訊、交通、開發成本等方面的限制，蘇里格單井井場無法建設有效安全防護設施。單井井場采用鐵柵欄圍擋，人員可以隨意出入，沒有周界報警、視頻監控、入侵檢測以及遠程喊話、廣播等安防設施。部分井場雖已安裝井場視頻，但監控畫面覆蓋范圍有限，無法有效的觀察到異常情況。

2 綜合智能安防平臺功能設計

為解決蘇里格氣田周界安防現狀，提出一種基于動態偵測策略的智能安防平臺，以物聯網架構、邊緣計算為基礎[2]，以智能網絡攝像頭、紅外微波探測、喊話系統、巡檢移動終端設備、無線網橋、太陽能供電系統為硬件基礎，充分利用大數據分析、智能運維、GIS地圖等先進技術，通過配置人員入侵、安全帽佩戴檢測、氣體泄漏等安全策略[3]，實現井場智能識別、危險預警和遠程監控。

2.1 數據采集

由于井場處于偏遠地區，無法大規模的鋪設線纜，井場采用太陽能系統供電。主要由攝像頭、紅外微波探測、遠程喊話模塊及井場遠程控制終端（RTU）、太陽能供電系統、無線網橋等構成。為降低功耗，井場安防采用定時啟動、異常監控的控制方法。利用RTU控制攝像頭的啟動時間，每隔5分鐘啟動30秒。當紅外微波監測到異常情況，RTU立即啟動攝像頭及喊話系統，進行錄像抓拍，喊話告警。同時，利用無線網橋將圖像及報警信息上傳至平臺，監控中心人員利用平臺進行喊話警示。

2.2 無線傳輸

目前蘇里格氣田單井井場無線通訊主要采用WIMA、無線網橋、4G、電臺等方式。井場使用200萬像素的攝像機，需要的傳輸帶寬為4Mbps。基于實時性、穩定性、通訊帶寬的因素，采用5.8G無線網橋傳輸井場數據。在現場踏勘的基礎上，對系統通信頻率進行規劃。對于長距離或有遮擋的井場，架設中繼點，實現數據遠距離傳輸。

2.3 邊緣計算單元

由于單井數量眾多，如現場視頻直接上傳到監控平臺同時顯示、存儲和分析，必然會占用平臺服務器大量資源[4]。同時，現場設備與平臺頻繁交互，也會過度消耗網絡帶寬和平臺資源。為降低對平臺資源的占用率及通訊帶寬的使用，在集氣站中布設邊緣計算單元，所有的報警聯動和安全策略均在邊緣計算單元內實現。邊緣計算單元內的攝像機的視頻流均在本地實現存儲，利用視覺技術、人體識別技術和人工智能技術，對井場進行闖入報警、目標鎖定、語音自動提示、遠程語音警告及巡井工作人員進行安全監控、巡更管理。

2.4 安防平臺

綜合安防平臺采用C#搭建系統架構，利用HTTP-OpenAPI功能接口對所轄區域的安防設備進行數據采集、功能調用[5]。整個平臺功能主要包括電子地圖、視頻監控、綜合告警管理、視頻智能分析告警、統計分析、巡檢管理、喊話廣播、門禁安全管理、周界報警等功能模塊。平臺采用開放式軟件架構，可集成不同廠家的設備和應用系統，實現各種安防信息化手段的告警聯動和集成綜合管理。

3 結論

綜合智能安防平臺以視頻監控系統為核心，集成周界安防、遠程喊話、廣播，電子巡檢等子系統，實現各子系統之間的信息交換和共享及業務間的智能聯動和報警聯動。目前，智能安防平臺已經開始在蘇里格氣田進行部署應用。

參考文獻

[1] 陳文，齊寶軍，慕紅梅，等.蘇里格氣田單井智能管理系統的開發與應用[J].儀器儀表用戶，2015（5）：92-95.

[2] 高世杰.基于物聯網技術的油氣管道安防綜合平臺探究[J].數字通信世界，2018，168（12）：85+88.

[3] 張乃祿，楊磊，鄭昊，等.基于物聯網的油田井場安全監控預警系統[J].油氣田地面工程，2016，35（2）：56-58.

[4] 張冰峰，張學文.基于邊緣計算的文物安全遠程視頻監管系統設計[J].北京聯合大學學報，2019（3）：83-88.

[5] 孟超.樓宇智能化綜合安防監控系統分析[J].建筑技術開發，2020（1）：93-94.