智能視頻監控系統在海上油田的應用

王 昆，曲 直，施曉東，陳其帥

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業公司 天津300457)

0 引 言

智能化油田是近幾年國家重點推行的項目，因此推進監控系統的智能化升級建設勢在必行。變配電系統作為海上油田的關鍵設備，采用傳統人員巡檢值守和模擬視頻監控的方式無法有效持續地關注設備運行狀態，無法預先發現問題。針對此情況，將圖像智能識別技術、熱成像技術、計算機信息處理技術納入視頻監控系統中，實現了對電氣設備房間設備的智能監控和管理。智能監控系統取代傳統人員值守及定期設備熱成像檢查，既節約了人工成本，降低現場人員勞動強度，也有效提高了設備監控系統的及時性和精確性，進而提高海上油田安全運行系數。

本文對海上油田視頻監控系統的發展現狀和方向進行分析，并從熱成像視頻分析、人臉識別監控系統等方面對海上油田智能視頻監控、運動目標檢測及視頻識別的應用現狀進行分析討論。

1 熱成像視頻分析

紅外熱像儀就是利用紅外探測器、光學成像物鏡接收被測目標的紅外輻射信號，經過紅外探測器的光敏源電子掃描電路對被測物的紅外熱像進行掃描，轉換成電信號和紅外光學系統放大處理，同時轉換成標準視頻信號，通過監測器顯示紅外熱圖像。

海上油田電氣房間均已配置火氣保護系統，但其煙感探頭、溫感探頭需要房間內達到一定煙霧濃度和空氣溫度情況下才會報警，因而滅火最佳時機可能已經錯過，往往會造成較大損失(圖1)。

圖1 火災發生曲線Fig.1 Fire curve

針對這一現狀，海上油田選取關鍵電氣設備房間，安裝智能熱像防火監控系統，將智能熱像監控畫面與油田視頻監控系統互聯，利用中控大屏幕顯示電氣房間熱像實時圖像，通過智能熱像監控系統軟件和輸出模塊與中控系統互聯，由中控系統進行實時報警監控(圖2)。

經過安裝調試，智能熱成像系統可與油田視頻監控和中控系統實現數據互聯。油田視頻監控系統軟件采用iVMS-4200 客戶端，可以兼容Fotric 熱像探測的網絡視頻協議(RTSP、Onvif)和云臺控制協議(Pelco-D)，實現視頻信號的互聯。Fotric 熱像探測數據信號經其配套軟件處理后，搭配輸出模塊，可以輸出數字量報警信號，并與中控系統進行互聯，將報警信號接入中控系統進行監控。項目通過加裝設備和優化改造，可以將電氣房間熱像圖像進行集中顯示，同時可以將報警信號接入中控系統，將電氣房間高溫異常點及時進行報警和顯示，迅速提醒值班人員進行處理(圖3)。

圖2 智能熱像防火監控系統設計結構圖Fig.2 Structure diagram of intelligent thermal image fire monitoring system

圖3 智能熱像防火監控效果圖Fig.3 Effect picture of intelligent thermal image fire monitoring

2 人臉識別監控系統

人臉識別技術是通過對人員面部信息采集而進行身份識別的技術。在日常應用中使用攝像頭，采集現場人臉的圖像信息，分辨出圖像中的人臉信息，提取人臉面部特征，達到識別圖像中人臉的技術稱為人臉識別技術。

海上油田電氣房間作為配電系統樞紐，任何突發的狀況都有可能對電網造成波動，從而影響油田的安全運行。如何精確監控油田內部人員考勤、人員勞保穿戴、外部人員報警成為繼續解決的首要問題。傳統識別技術普遍出現人員替代打卡，識別精度較低，效率不高，且一旦有可疑外來人員入侵，若無法迅速作出報警，電網安全將無法得到保證。

現階段人臉識別監控系統采用基于深度學習算法的視頻圖像結構化技術，建立集人臉圖片建模、人臉對比、人臉智能檢索、存儲于一體的監控系統，以先進的技術優勢及其技術特征可以實現對油田員工進行實時有效的監控，完成人臉抓拍、陌生人報警，并且可以支持人員刷臉記錄查詢等功能，最大限度地提升油田電氣設備間的安全監控(圖4)。

圖4 人臉識別對比圖Fig.4 Face recognition comparison chart

3 結 語

電氣設備是海上油田安全平穩運行的關鍵，智能化監控系統在智能化油田中所起的作用十分重要，通過視頻監控的識別和分析功能，使海上油田的監控水平更加完善。本文以海上油田所用智能監控系統為對象，對熱成像視頻、人臉識別監控系統等方面進行分析，總結了智能化監控設備在海上油田的應用，提出了海上油田監控系統的發展方向。