油氣長輸管道巡檢中的智能視頻監控技術

（中油國際管道有限公司 北京 100029）

引言

隨著計算機和互聯網技術的迅速發展，視頻監測技術在數字化改造和應急管理技術在長距離控制和應急管理方面具有很大的潛力。油氣管道監控必須要及時發現問題，并且迅速預警處理，這就需要視頻監控系統。傳統的人工監控以及事件過后的視頻回放無法滿足快速檢索的標準要求。視頻監測的首要任務就是在最短的時間內對被監測目標進行反饋。智能視頻監測以傳統的視頻控制為基礎，并引進了智能分析功能，使安全員擺脫了復雜而繁瑣的屏幕控制任務，利用機器就可以完成主要信息獲取任務。

1.風險管理方法

首先要識別原油和天然氣長輸管道風險，主要是綜合收集和總結油氣管道可能存在的各類風險，從而對油氣管道的運行進行可能存在的各類風險。此后，風險評估通過某些數學公式和計算機運行功能來進行，主要是計算一定時期內發生某些危險的可能性，從而對某些危險的概率進行定量計算。并且有效防止風險，主要通過有效的措施來有效控制計算中的風險，并確保風險管理的有效性[1]。全面執行這些程序，可以最大限度地減少油氣管道的運營風險，確保油氣管道安全運營，并提高油氣公司的經濟利益。但是，由于中國油氣管道長輸風險控制模型的運行時間較短，還有一些問題要求解決。

2.風險管理問題與措施

(1)危險因素

對我國油氣長輸管道的運行狀況進行統計分析，發現影響長輸管道的因素如下：首先，第三方的損壞產生。由于油氣管道以運輸成品油為主，存在不法分子偷盜成品油，這是導致長管道運輸危險的風險因素之一。除此之外，管道本身為鋼鐵材料，這樣會導致一些管道被拆卸偷盜后販賣。這都是管道實際施工中的第三方人為損壞問題。

然后，管道上的油被腐蝕，這種危險可分為兩類。一種是管道內部的腐蝕，另一種是管道外部的腐蝕。內部腐蝕是由于某些腐蝕物質（如成品油的酸、堿等）對管道內壁產生一定腐蝕[2]。并且通道會在時間上破裂。另一個情況是管道外部的腐蝕。管道為大部分地質條件而設計，對于一些特定的地質區域，因為不同的地質條件和環境的影響，會對管道產生一定腐蝕。另外，中國的土地總面積很大，各地的地質環境前提和自然氣候條件相差很大，管道設計模式缺乏實際操作經驗或數據，導致管道潛在的風險，對管道的后續使用有很大影響[3]。

(2)風險管理措施

首先要嚴格控制管道的設計和建造過程，確保管道的安全運作，這是為了確保管道的安全。設計欠缺，在設計中考慮不周全等問題，將在油氣長管道的運行過程中造成多種安全隱患，影響石油公司經濟利益。例如，在中國長距離油氣管道非初始建造過程中，多條管道同時建造往往導致一些防腐涂料的掉落或失效，在管道運營過程中導致嚴重腐蝕和管道非正常化等問題。因此在設計和建造管道時，必須對施工質量進行嚴格監控，確保施工步驟符合管道建設要求，減少管道的運行危險。下一步就是加強管道的防銹層設計。與國外管道防銹設計相比，我國的管道防銹工作設計仍然存在不足，同時也存在一定技術差距。相關人員應盡早投入加強新型以及高質量專業防腐材料的設計研究，強調其專業防腐材料設計的技術重要性，提高其專業防腐應用能力。

3.智能監控技術原理

智能視頻監測的核心內容是對視頻進行智能分析，目前在中國尚無統一的智能視頻分析理念。智能視頻監測系統利用計算機視覺技術分析監控站點內容，并從這個站點獲取關鍵的信息，從而產生相應事件和警告。智能視頻監測技術使用計算機的強大數據處理功能對視頻屏幕上大量的數據進行高速分析，過濾出不涉及用戶的信息，僅提供關鍵的有用信息。與傳統視頻監測相比，智能視頻控制可以同時對多個監測場景進行視頻控制，同時對多個監測場景進行分析。自動過濾警報信息。智能視頻監視從被動監視變成主動控制，將監測系統分析后變成事件和主動報警，使工作人員從重視任務中擺脫出來，提高工作人員對視頻區分的效率。

4.應用現狀與前景

(1)申請狀態

智能視頻監測系統是一個安全的管理體系，它將視頻采集、分析和報警管理等內容集成在一個控制平臺上。自動跟蹤、鎖定、生成事件報告記錄、提示等聲光警報、視覺警告和電子地圖。值班人員及時對油氣管道進行智能視頻監測和控制系統進行處理。通過對收集到的圖像資料進行分析，將場景和目標區別開來，以智能識別并判斷在監視的目標中存在是否有安全威脅，以及可能出現的哪些威脅。它主動預警，及時提醒管理者。通過3D數字減噪、視頻滲透、寬動態和視頻防抖預處理，然后對圖像進行壓縮、搜索、還原和拼接進行后處理，并使用了強大的視頻分析功能對人員和汽車進行識別、計算數量、行為分析，目標跟蹤，視頻診斷。

智能視頻檢測監控系統分為前端集成模式、后端聚合模型和前端聚合模式三種。所有的目標識別、跟蹤、動作判斷和報警都是由安裝在前端集成系統的智能分析裝置完成的。該系統需要高于前端智能分析模塊的數據庫，前端系統和監控中心的通訊帶寬也較高。小前端攝像機僅需完成基礎圖像的采集，后端的中央集中系統控制室就可以進行智能圖像的處理。監控中心能夠分析并處理大量的前端攝像頭，以收集圖片并在前端系統與監控中心進行通訊。對帶寬的要求較高，后端集中系統能夠建立相對完整、復雜的數據庫。前端與后端的混合是一種復雜系統，在實際的應用程序中，前端與后端的集成化和后端的集中化是一種復雜系統。

近幾年來，智能視頻分析技術在電力、煤炭、公共安全和交通等領域得到了廣泛的應用。油田關閉，長輸油氣管道在油氣中有很大的應用，但仍存在著一些問題。環境的復雜度增加將導致失誤。隨著報告的提高，難以實現預期分析的目標和應用效果；在實際應用中，有多個監測目標存在，當前智能分析系統不能完全消滅誤報影響；行為判斷力差，行為判斷力弱，功能識別力差。技術上的要求很難達到。大量的監視數據要求CPU和網絡帶寬，這對CPU和網絡速度都有很高要求。

(2)應用困難

油氣管道智能視頻探測監測系統的核心技術包括對運動目標進行視頻序列檢測，以及對運動目標進行檢測，分類，跟蹤，行為識別，判斷和預警。檢測運動目標主要采用幀差、背景減法、光流等方法。目標劃分主要分為人和車兩大類。運動目標追蹤包括以活動的輪廓為基礎，以及基于特征跟蹤，以及基于模型為基礎的跟蹤。目前的系統應用程序還面臨著以下幾個挑戰：

目前的智能監測技術還沒有形成一個統一的標準和明確的概念，對智能監測產品感知和實際功能存在偏頗。

序列圖像中包含了許多特征信息，可用來跟蹤目標，如運動的目標、顏色、邊緣和紋理，但是目標的特征信息很難選擇，需要不斷地積累經驗。

在目標的部分無可見或完全遮擋的情況下，目標信息將丟失，并對跟蹤的穩定性產生影響。使用統計法預測目標的位置和尺寸不能完全解決嚴重遮擋的問題，因此必須對遮擋表現特征和目標的相應關系進行精確處理。

高清視頻在線監測技術對主要油氣運輸管道的沿線情況監控監測有一定可行性。高清視頻傳輸要求要比網絡數據傳輸更加嚴格。在進行設計整個系統時，有必要對網絡攝像機的接口像素、攝影機接口數量、網絡接口寬度等多個參標因素進行綜合評估，并通過綜合分析考慮其在應用整個系統時的選擇。

(3)展望

以物聯網為基礎的石油和天然氣管道智能視頻檢測系統，將發展為一個新的可視化網絡。隨著有關技術的成熟，未來在更多油氣長途管道安裝固定高清視頻探測和監控系統，并將在集成生產單位中使用本地的視頻監測系統，以擴展應用面積。

數據綜合分析考慮傳統視頻圖像檢測設備監控系統硬件、網絡和系統視頻數據分析處理技術，選擇出最適合系統視頻監測解決方案。對于大型、復雜的智能油氣下水管道運輸網絡，前端和后端智能混合的數據應用集成模式將逐漸成為我國智能油氣視頻數據探測和油氣監控信息系統未來發展的重要方向。

隨著智能云計算技術和智能大數據的快速發展，智能環境監測管理系統從現在的各種集中式監測系統合作發展到如今網絡化的合作，利用智能云計算平臺的強大優化計算環境功能快速對周圍環境溫度變化數據進行環境調度分析設計，為實現使用智能云計算平臺的高效度優化計算環境功能，設計師提出合理的環境調整調度方法。并且它是實現網絡、協調中繼跟蹤等功能的一種算法。同時，有必要設立一個互聯網數據中心，即視頻監測數據的網絡檢測和監控中心，用于監測視頻。

5.結束語

由于現代物聯網、云計算技術、大數據的迅速應用發展，以及逐步成熟、完善的工業視頻遠程智能油氣分析監測工具，油氣運輸管道的視頻智能油氣探測以及監測監控系統已經有著廣闊的工業用途。實際技術使用生產過程中需要嚴格結合我國油氣運輸管道的實際經營情況及采用相關生產技術。選擇全面的因素，如特征和成本等。智能視頻監測技術改變了目前油氣管道檢測的方式，為智能管道網絡運行和維修提供技術支持。