視頻闖入自動報警技術在采油廠的研究與應用

李承澤

（西北大學信息科技與技術學院 陜西 西安 710069）

1 引言

為滿足生產運行、油區護衛、現場安全監控等需求，采油廠各單位使用了大量的網絡攝像頭，實行24 h對全廠生產運行、油區護衛、現場安全等方面的視頻監控，這已經成為保障生產正常運行的重要部分。然而現有視頻監控工作存在諸多問題，嚴重影響了視頻監控時效[1]。為有效提高攝像頭使用率，通過信息化手段開發快捷高效的應用視頻闖入自動報警系統，更好地保障采油廠生產運行刻不容緩。

2 研究背景

2.1 視頻監控設備現狀

采油廠生產信息化建設配置前端視頻監控設備共計1593路，覆蓋生產油水井、站庫等主要生產環節。在各個管理區和集輸大隊設立集生產動態、視頻監控、應急處置的8個中控室，實現了生產現場實時視頻監控[2]。

2.2 視頻監控工作現狀與問題

采用人工巡檢方式：點開攝像頭，查看違章，查看偷油偷氣，查看線路刺穿等，該巡檢方式主要存在勞動強度大[3]、無用勞動多、視頻闖入報警誤報警次數多，加大了監控人員的無效工作量；作業現場依賴人工判斷違章行為，及時率和準確率有待提高等問題。

3 視頻闖入自動報警系統的應用

3.1 系統組成

3.1.1 攝像頭的類型

（1）按外形分類，分為以下3種類型：一是槍機攝像頭，該型號攝像頭具有靈敏度高、體積小、壽命長、光學變焦倍數高的特點[2]；二是半球攝像頭，該型號攝像頭具有體積小巧，外形美觀且易于安裝，比較適合辦公場所的特點；三是球機攝像頭，該型號攝像頭通常能實現355°限位旋轉，適合全方位多角度觀察的特點。

（2）按成像原理分類，分為以下4種類型：一是普通攝像頭，成像原理：包含一片紅外濾光片，用來把自然界的紅外光過濾掉。這樣攝像頭得到的影響才會和人眼接近；二是紅外線攝像頭，成像原理：要增加紅外光的穿透率，這樣才能在夜間人眼看不清的情況下，攝像頭依然可以捕捉到影像；三是紅外熱成像攝像頭，成像原理：通過鏡頭鏡片材質選擇過濾反射掉絕大多數可見光，僅允許通過較窄取值范圍的遠紅外光照射到傳感器表面，由這些微弱的遠紅外光產生的光電效應來計算像素點對應目標的溫度；四是白光攝像頭，成像原理：有調光技術，機身底部附有光敏電阻來采集外界光線，燈光的強弱是由周界環境來決定的。周界環境越暗，燈光越強。補光視角與視頻角度完全吻合。

3.1.2 攝像頭報警方式研究

視頻闖入報警啟用移動偵測報警，同時通過監控繪制區域可以減少報警范圍，降低報警頻次。并布防時間，確定開啟移動偵測的時間，滿足實際需求。設置聯動方式，確定報警信息推送到何處，可選擇推送至上傳中心、郵件聯動、上傳FTP、錄像聯動。

聯動方式設置為上傳中心可與海康客戶端軟件4200、6000或在線系統安防系統進行聯動報警。

聯動方式設置為上傳FTP可以將報警圖片上傳至指定FTP服務器，通過設置使用一級目錄、使用設備IP進行圖片目錄分類。

3.1.3 智能攝像頭報警新功能研究

智能球機具備的功能如下：一是可以通過同時設置電子圍欄、場景學習功能，有效降低沒有必要的報警信息，提高準確率。場景自學習算法能夠減少抽油機上下往復運動產生的誤報；很好地降低樹葉、昆蟲、雨雪天氣等產生的影響。該方法已在管理區單井報警中得到廣泛應用，見圖1。

圖1 電子圍欄、場景學習功能在生產現場的應用

二是可以提供多場景與電子圍欄的組合使用。目前智能球機具備支持多場景與電子圍欄的組合使用，通過設置每個場景停留的時間，攝像頭可以自動完成預置點停留切換，實現單攝像頭多區域自動報警。

3.1.4 紅外熱成像測溫功能

紅外熱成像的新功能：通過設置繪制點、繪制線、繪制多邊形形成測溫區域，如：測溫編碼、點位名稱、輻射率、測溫距離。與警配置，如最高溫度、最低溫度、平均溫度、溫差比對，符合規則測溫點會變高亮。

3.1.5 采油廠在用的視頻報警系統研究

（1）安防V4.2.1系統。優點：管理區視頻監控系統采用了海康威視的iVMS-9800為后臺支撐，功能較多，具有較優異的表現性能。缺點：一是需要授權，由于是定制系統，做應用二次開發處理難度較大；二是報警后處置結果不易追蹤；三是是按照管理區搭建的，各自獨立，不利于全廠統一管理。

通過研究實現了對安防系統后臺PostgreSql數據庫的訪問。

（2）海康iVMS-6000系統。報警圖片存儲方式有規律：①按照報警日期存儲；②按攝像頭地址通道存儲。

3.2 實現流程

3.2.1 建立攝像頭報警管理層級架構

報警管理層級架構圖見圖2。

圖2 報警管理層級架構示意圖

3.2.2 獲取報警信息

針對已關聯iVMS-6000的設備，直接獲取iVMS-6000自動報警地址中的圖片。針對沒有關聯報警平臺的攝像頭采取FTP上傳方式獲取圖片。

對于無配套上傳中心的攝像頭可采取多種技術組合以實現自動報警。利用間隔循環執行技術，實現每隔30 s時間循環執行Java命令。使用Java-文件檢索技術，對服務器指定文件夾進行檢索，獲取文件名稱、創建時間等信息。使用Java-文件自動整理技術，按照制定規則自動將FTP上傳文件對應到指定文件夾。通過Oracle數據表比對的使用，對報警信息表中的數據比對，找出新增數據，實現自動報警，見圖3。

圖3 無配套上傳中心的攝像頭數據報警示意圖

通過以上多種技術組合使用，實現了對報警數據和報警圖片的歸整，最終獲得了統一標準圖片存儲信息和報警數據信息。

3.2.3 報警信息推送責任人

通過開發視頻監控報警處置管理系統，建立監控攝像頭與責任人的對應關聯關系，當出現視頻報警信息時，系統可自動將報警信息和報警圖片發送給指定責任人。

3.2.4 責任人處理報警原因

為有效降低責任人處理重復報警工作量，系統采用多信息分組上報規則，自動將同一攝像頭1min內發生的多條報警信息打包，一次性集中推送處理。責任人可連續循環查看多張圖片來確定具體報警原因，并將報警信息通過手機短信等方式推送給現場管理人員。

3.2.5 報警攝像頭在線訪問

通過視頻監控報警處置管理系統中的訪問操控頁面，可以實時訪問系統中任意指定攝像頭，實現云臺控制，圖片、視頻保存等功能。

3.3 技術創新點

（1）在采油廠內部實現了視頻報警信息的集中統一管理，并首次建立了視頻設備與具體責任人的報警處置回溯追蹤機制。

（2）首次采用了移動偵測結果通過FTP上報的方式，在不增加新投入的情況下可以讓所有網絡攝像頭均能實現自動報警。

（3）通過自研方式實現了對攝像頭的瀏覽與操控，并找到了獲取安防系統的各類信息數據的有效手段，為下一步全廠層面的單井考核管理提供了有效的技術保障，擺脫對外協的技術依賴。

3.4 應用效果

（1）實現區域實時監控，提高攝像頭利用率。通過該技術研究可以實現對于固定點、固定區域進行實時監控，可以發揮重要作用，比如對重點油井、重點設備、趴窩抓捕區域、重點路口、部分重點施工進行監控，可及時對目標區域內的異常狀況進行報警。

（2）實現異常自動提醒，大幅降低監控人員工作強度。對固定點的監控可以部分脫離人工自動監控，當發現異常時及時驚醒聲音或者畫面的提示，減少人工監控的工作量，避免因長時間監控和事件發生的不確定性，引起的人員疲勞造成的事件遺漏。

（3）處置管理系統流程清晰，提高問題處理時率時效。通過該技術實施可以幫助監控人員快速發現、快速處理問題，從而有效降低由于發現不及時導致的采油廠各類經濟損失。

（4）管理系統適應性廣泛，有極大的推廣價值。該技術研究對全油田系統具有普遍的適用性，可以廣泛使用在各油田單位，可以有效幫助管理人員提高攝像頭使用效率。

4 結語

采油廠生產領域存在著各類監控設備，每天都會產生海量的數據，如何快速地從海量的數據中提取有用的信息對于采油廠安全高效生產至關重要。而將現有監控系統進行數字網絡智能化應用無疑是一種非常有效的方式，為此，通過信息化手段搭建了基于視頻闖入自動報警系統的智能平臺，通過在采油廠實際應用表明，該系統能提高監控時效，減輕人員工作強度，大大增強問題處置速度，有效提升采油廠生產安全保障水平。