智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在海上油田的應(yīng)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(yè)公司 天津300457)

0 引 言

智能化油田是近幾年國家重點(diǎn)推行的項(xiàng)目，因此推進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級建設(shè)勢在必行。變配電系統(tǒng)作為海上油田的關(guān)鍵設(shè)備，采用傳統(tǒng)人員巡檢值守和模擬視頻監(jiān)控的方式無法有效持續(xù)地關(guān)注設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，無法預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題。針對此情況，將圖像智能識別技術(shù)、熱成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)納入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對電氣設(shè)備房間設(shè)備的智能監(jiān)控和管理。智能監(jiān)控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)人員值守及定期設(shè)備熱成像檢查，既節(jié)約了人工成本，降低現(xiàn)場人員勞動強(qiáng)度，也有效提高了設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的及時性和精確性，進(jìn)而提高海上油田安全運(yùn)行系數(shù)。

本文對海上油田視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和方向進(jìn)行分析，并從熱成像視頻分析、人臉識別監(jiān)控系統(tǒng)等方面對海上油田智能視頻監(jiān)控、運(yùn)動目標(biāo)檢測及視頻識別的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)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(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的紅外輻射信號，經(jīng)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(jìn)行掃描，轉(zhuǎn)換成電信號和紅外光學(xué)系統(tǒng)放大處理，同時轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號，通過監(jiān)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(hù)系統(tǒng)，但其煙感探頭、溫感探頭需要房間內(nèi)達(dá)到一定煙霧濃度和空氣溫度情況下才會報(bào)警，因而滅火最佳時機(jī)可能已經(jīng)錯過，往往會造成較大損失(圖1)。

圖1 火災(zāi)發(fā)生曲線Fig.1 Fire curve

針對這一現(xiàn)狀，海上油田選取關(guān)鍵電氣設(shè)備房間，安裝智能熱像防火監(jiān)控系統(tǒng)，將智能熱像監(jiān)控畫面與油田視頻監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)，利用中控大屏幕顯示電氣房間熱像實(shí)時圖像，通過智能熱像監(jiān)控系統(tǒng)軟件和輸出模塊與中控系統(tǒng)互聯(lián)，由中控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時報(bào)警監(jiān)控(圖2)。

經(jīng)過安裝調(diào)試，智能熱成像系統(tǒng)可與油田視頻監(jiān)控和中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)。油田視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用iVMS-4200 客戶端，可以兼容Fotric 熱像探測的網(wǎng)絡(luò)視頻協(xié)議(RTSP、Onvif)和云臺控制協(xié)議(Pelco-D)，實(shí)現(xiàn)視頻信號的互聯(lián)。Fotric 熱像探測數(shù)據(jù)信號經(jīng)其配套軟件處理后，搭配輸出模塊，可以輸出數(shù)字量報(bào)警信號，并與中控系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，將報(bào)警信號接入中控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。項(xiàng)目通過加裝設(shè)備和優(yōu)化改造，可以將電氣房間熱像圖像進(jìn)行集中顯示，同時可以將報(bào)警信號接入中控系統(tǒng)，將電氣房間高溫異常點(diǎn)及時進(jìn)行報(bào)警和顯示，迅速提醒值班人員進(jìn)行處理(圖3)。

圖2 智能熱像防火監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure diagram of intelligent thermal image fire monitoring system

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

2 人臉識別監(jiān)控系統(tǒng)

人臉識別技術(shù)是通過對人員面部信息采集而進(jìn)行身份識別的技術(shù)。在日常應(yīng)用中使用攝像頭，采集現(xiàn)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(dá)到識別圖像中人臉的技術(shù)稱為人臉識別技術(shù)。

海上油田電氣房間作為配電系統(tǒng)樞紐，任何突發(fā)的狀況都有可能對電網(wǎng)造成波動，從而影響油田的安全運(yùn)行。如何精確監(jiān)控油田內(nèi)部人員考勤、人員勞保穿戴、外部人員報(bào)警成為繼續(xù)解決的首要問題。傳統(tǒng)識別技術(shù)普遍出現(xiàn)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(bào)警，電網(wǎng)安全將無法得到保證。

現(xiàn)階段人臉識別監(jiān)控系統(tǒng)采用基于深度學(xué)習(xí)算法的視頻圖像結(jié)構(gòu)化技術(shù)，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(jiān)控系統(tǒng)，以先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢及其技術(shù)特征可以實(shí)現(xiàn)對油田員工進(jìn)行實(shí)時有效的監(jiān)控，完成人臉抓拍、陌生人報(bào)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(shè)備間的安全監(jiān)控(圖4)。

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

3 結(jié) 語

電氣設(shè)備是海上油田安全平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵，智能化監(jiān)控系統(tǒng)在智能化油田中所起的作用十分重要，通過視頻監(jiān)控的識別和分析功能，使海上油田的監(jiān)控水平更加完善。本文以海上油田所用智能監(jiān)控系統(tǒng)為對象，對熱成像視頻、人臉識別監(jiān)控系統(tǒng)等方面進(jìn)行分析，總結(jié)了智能化監(jiān)控設(shè)備在海上油田的應(yīng)用，提出了海上油田監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。