蘇里格氣田綜合智能安防平臺設(shè)計(jì)

宮玉明 陳曉東 范飛 顧旺 梁爽

摘要：隨著數(shù)字化油氣田推廣及安防技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，智能化油氣田已經(jīng)成為當(dāng)今石油、天然氣行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。針對油氣田生產(chǎn)過程中存在的安全監(jiān)控盲區(qū)，本文研究了基于安全策略的智能化氣田綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)。以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為核心，結(jié)合 IP網(wǎng)絡(luò)集成門禁、周界防范入侵、遠(yuǎn)程喊話等弱電技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)大安防系統(tǒng)，滿足了目前安防系統(tǒng)智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展要求。

關(guān)鍵詞：安全策略;智能安防;視頻監(jiān)控;可視化

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)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(huán)境惡劣，油區(qū)建井?dāng)?shù)量多，分布零散，需大量人員進(jìn)行管控。近年來，油田企業(yè)對安全生產(chǎn)的要求不斷提升，面對油井分布廣泛、治安環(huán)境復(fù)雜的現(xiàn)狀，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)取證、及時(shí)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(shù)，實(shí)現(xiàn)油田安全生產(chǎn)可視化，生產(chǎn)作業(yè)過程安全管控與預(yù)警，減少安全、環(huán)保事故發(fā)生概率，是油田安全生產(chǎn)管理的研究重點(diǎn)。

1 單井井場安防現(xiàn)狀

蘇里格氣田在沙漠地區(qū)，具有井分布廣、井?dāng)?shù)多、井站之間有遮擋等特點(diǎn)[1]?；诠╇?、通訊、交通、開發(fā)成本等方面的限制，蘇里格單井井場無法建設(shè)有效安全防護(hù)設(shè)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(bào)警、視頻監(jiān)控、入侵檢測以及遠(yuǎn)程喊話、廣播等安防設(shè)施。部分井場雖已安裝井場視頻，但監(jiān)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(shè)計(jì)

為解決蘇里格氣田周界安防現(xiàn)狀，提出一種基于動態(tài)偵測策略的智能安防平臺，以物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、邊緣計(jì)算為基礎(chǔ)[2]，以智能網(wǎng)絡(luò)攝像頭、紅外微波探測、喊話系統(tǒng)、巡檢移動終端設(shè)備、無線網(wǎng)橋、太陽能供電系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)，充分利用大數(shù)據(jù)分析、智能運(yùn)維、GIS地圖等先進(jìn)技術(shù)，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(shí)現(xiàn)井場智能識別、危險(xiǎn)預(yù)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.1 數(shù)據(jù)采集

由于井場處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，無法大規(guī)模的鋪設(shè)線纜，井場采用太陽能系統(tǒng)供電。主要由攝像頭、紅外微波探測、遠(yuǎn)程喊話模塊及井場遠(yuǎn)程控制終端（RTU）、太陽能供電系統(tǒng)、無線網(wǎng)橋等構(gòu)成。為降低功耗，井場安防采用定時(shí)啟動、異常監(jiān)控的控制方法。利用RTU控制攝像頭的啟動時(shí)間，每隔5分鐘啟動30秒。當(dāng)紅外微波監(jiān)測到異常情況，RTU立即啟動攝像頭及喊話系統(tǒng)，進(jìn)行錄像抓拍，喊話告警。同時(shí)，利用無線網(wǎng)橋?qū)D像及報(bào)警信息上傳至平臺，監(jiān)控中心人員利用平臺進(jìn)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(wǎng)橋、4G、電臺等方式。井場使用200萬像素的攝像機(jī)，需要的傳輸帶寬為4Mbps?；趯?shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、通訊帶寬的因素，采用5.8G無線網(wǎng)橋傳輸井場數(shù)據(jù)。在現(xiàn)場踏勘的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)通信頻率進(jìn)行規(guī)劃。對于長距離或有遮擋的井場，架設(shè)中繼點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。

2.3 邊緣計(jì)算單元

由于單井?dāng)?shù)量眾多，如現(xiàn)場視頻直接上傳到監(jiān)控平臺同時(shí)顯示、存儲和分析，必然會占用平臺服務(wù)器大量資源[4]。同時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備與平臺頻繁交互，也會過度消耗網(wǎng)絡(luò)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(shè)邊緣計(jì)算單元，所有的報(bào)警聯(lián)動和安全策略均在邊緣計(jì)算單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)。邊緣計(jì)算單元內(nèi)的攝像機(jī)的視頻流均在本地實(shí)現(xiàn)存儲，利用視覺技術(shù)、人體識別技術(shù)和人工智能技術(shù)，對井場進(jìn)行闖入報(bào)警、目標(biāo)鎖定、語音自動提示、遠(yuǎn)程語音警告及巡井工作人員進(jìn)行安全監(jiān)控、巡更管理。

2.4 安防平臺

綜合安防平臺采用C#搭建系統(tǒng)架構(gòu)，利用HTTP-OpenAPI功能接口對所轄區(qū)域的安防設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、功能調(diào)用[5]。整個(gè)平臺功能主要包括電子地圖、視頻監(jiān)控、綜合告警管理、視頻智能分析告警、統(tǒng)計(jì)分析、巡檢管理、喊話廣播、門禁安全管理、周界報(bào)警等功能模塊。平臺采用開放式軟件架構(gòu)，可集成不同廠家的設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種安防信息化手段的告警聯(lián)動和集成綜合管理。

3 結(jié)論

綜合智能安防平臺以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為核心，集成周界安防、遠(yuǎn)程喊話、廣播，電子巡檢等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息交換和共享及業(yè)務(wù)間的智能聯(lián)動和報(bào)警聯(lián)動。目前，智能安防平臺已經(jīng)開始在蘇里格氣田進(jìn)行部署應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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

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

[3] 張乃祿，楊磊，鄭昊，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的油田井場安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)[J].油氣田地面工程，2016，35（2）：56-58.

[4] 張冰峰，張學(xué)文.基于邊緣計(jì)算的文物安全遠(yuǎn)程視頻監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)，2019（3）：83-88.

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