新時代數(shù)字化油氣田安防建設(shè)實踐與展望

李龍 李萍 馬彥財

摘要：“物、大、云、移、智”等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，促進了人們生產(chǎn)生活方式巨大變革，長慶油田敏銳的把握時代趨勢，積極推動油氣田生產(chǎn)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能探索。通過數(shù)字化優(yōu)化升級，為重要油氣設(shè)施的安防建設(shè)提供關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)支撐，對企業(yè)提升安全防范能力、實現(xiàn)安全發(fā)展、保障國家能源安全和社會穩(wěn)定具有重大現(xiàn)實意義。長慶油田榆林天然氣處理廠在數(shù)字化安防建設(shè)實踐方面取得了一定的成效，為油氣田智能安防建設(shè)管理積累了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新時代 ?油氣田 ?數(shù)字化安防

前言

近年來，黨中央、國務(wù)院高度重視石油石化行業(yè)治安反恐防范工作，做出了一系列重大決策部署。長慶油田是我國第一大油氣田，是保障國家能源安全的排頭兵，治安反恐防范工作顯得尤為重要。隨著“物、大、云、移、智”等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，促進了人們生產(chǎn)生活方式巨大變革，長慶油田敏銳的把握時代趨勢，積極推動油氣田生產(chǎn)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化探索。

長慶油田榆林天然氣處理廠是長慶氣區(qū)向北京、華北地區(qū)供氣的樞紐和咽喉，是中石油安保防恐一級重點目標，內(nèi)外治安環(huán)境穩(wěn)定，生產(chǎn)安全平穩(wěn)尤為重要，該處理廠通過數(shù)字化升級改造，為重要油氣設(shè)施的安防建設(shè)提供了關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)支撐，對氣田提升安全防范能力、實現(xiàn)安全發(fā)展、保障國家能源安全和社會穩(wěn)定具有重大現(xiàn)實意義。

1 榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)探索實踐

榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)遵循”防范為主、統(tǒng)籌規(guī)劃、立體防護、集中管理”的原則，從“出入口智能人臉識別管控、周界多種智能防范、場區(qū)低空無人機防御、監(jiān)控室多點觸發(fā)一鍵報警、周邊道路安防監(jiān)控”等數(shù)字化安防建設(shè)，構(gòu)建“多維立體布控、系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)動、全局數(shù)字化管控”的數(shù)字化安防系統(tǒng)，構(gòu)建場區(qū)安全防護網(wǎng)，提升場區(qū)本質(zhì)安全。

1.1智能人臉識別門禁控制系統(tǒng)

在人員出入口分別安裝智能人臉識別一體機和人證核驗一體機，用于員工通道和訪客通道。員工通道系統(tǒng)預(yù)先將內(nèi)部員工的人臉數(shù)據(jù)下發(fā)至服務(wù)器，當(dāng)內(nèi)部員工進出時系統(tǒng)自動比對人臉數(shù)據(jù)，識別成功后轉(zhuǎn)閘開啟，同時記錄出入數(shù)據(jù)，上傳至監(jiān)控客戶端。

當(dāng)有人員來訪時，首先通過人證核驗一體機驗證對方的身份，通過比對身份證電子照片和現(xiàn)場采集的人臉照片來出具識別結(jié)果，若比對成功，則通過。人證核驗一體機將現(xiàn)場采集的圖片下發(fā)到出入口的人臉識別主機，臨時訪客此時可以正常進入，同時將在客戶端顯示人臉抓拍的實時圖像，后臺服務(wù)器同步記錄出入數(shù)據(jù)。

場站進出人員的數(shù)量及類型，均可分行分類顯示人員的頭像及自動歸類，同時屏幕上可以顯示各類人員的統(tǒng)計數(shù)量，以達到精細化、可視化人員出入實時動態(tài)管理。

1.2多種周界入侵智能防范措施

1.2.1周界入侵報警驅(qū)離、智能移動偵測抓拍的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

對周界實現(xiàn)有效覆蓋，無盲區(qū)視頻監(jiān)控，視頻監(jiān)控及回放圖像能清晰顯示周界區(qū)域的人員活動狀況，周界出入口視頻監(jiān)控裝置能監(jiān)視且清晰回放出入人員的體貌特征和進出車輛的號牌。系統(tǒng)監(jiān)視、存儲和回放的視頻圖像分辨率可達到1920×1080像素，圖像幀率大于25fps，視頻監(jiān)控系統(tǒng)偵測到入侵時緊急報警系統(tǒng)聯(lián)動，自動語音警告驅(qū)離，視頻圖像信息實時記錄，保存90天以上。

1.2.2刀片圍欄周界報警系統(tǒng)

刀片圍欄報警系統(tǒng)把阻擋和報警兩大功能有機地集成在一起，并且增加物理阻擋和威懾效果，既具有有形的刀片圍欄，又具有智能報警功能。在原有2.2m高圍墻上安裝4道（或6道）刀片圍欄，高度為85厘米（或100厘米），增加了原有圍墻的高度，加大了翻越的難度，同時，刀片圍欄的刀片線上帶有鋒利的小刀刺，使攀爬者心理產(chǎn)生恐懼，逼迫攀爬者放棄入侵的想法，從而起到防護的效果。

傳統(tǒng)的刀片刺網(wǎng)是單純的物理防護，入侵者使用工具剪斷突破刺網(wǎng)后，不能及時被發(fā)現(xiàn)，報警圍網(wǎng)刺絲內(nèi)裹入了特殊制作的導(dǎo)線，導(dǎo)線通過連接開關(guān)量控制主機，當(dāng)入侵者試圖通過破壞報警刀片進入時，控制主機就會立即偵測到，并發(fā)出報警信號，安裝在現(xiàn)場的聲光報警裝置會發(fā)出聲光報警。同時，報警信號上傳到報警監(jiān)控中心的智能控制管理平臺上，可顯示出報警防區(qū)的具體位置，并記錄報警發(fā)生的時間、地點。

圍網(wǎng)報警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、照明設(shè)備聯(lián)動，當(dāng)某一防區(qū)觸發(fā)報警信號，該區(qū)域的監(jiān)控系統(tǒng)啟動抓拍、語音警告驅(qū)離、移動偵測鎖定，如果報警發(fā)生在夜間，報警防區(qū)的照明開啟。

1.3“導(dǎo)航誘導(dǎo)+電磁頻譜偵測”技術(shù)低空無人機防御系統(tǒng)

油氣田場站有著“易燃易爆、高溫高壓、有毒有害”等顯著的行業(yè)特點，一旦發(fā)生事故極易造成群死群傷和重大財產(chǎn)損失，歷來是恐怖活動覬覦的重點，而作為油氣場站，因其特有的危險性與重要性，更是防范無人機“黑飛”新型風(fēng)險威脅的重中之重，因此，加強反無人機系統(tǒng)建設(shè)尤為必要。

為保障航空安全，國家會在民用機場、軍用機場、重要保密設(shè)施所在區(qū)域設(shè)置禁飛區(qū)。在大多數(shù)消費級和行業(yè)無人機的軟件系統(tǒng)內(nèi)會有禁飛區(qū)的經(jīng)緯度坐標信息庫，當(dāng)無人機飛到禁飛區(qū)時，無人機軟件系統(tǒng)會強制讓無人機迫降下來。利用這一原理，GPS導(dǎo)航誘導(dǎo)設(shè)備向周邊發(fā)送10mW的GPS偽信號，讓無人機誤以為到了禁飛區(qū)或獲取到錯誤的目標點坐標，從而實現(xiàn)驅(qū)離迫降無人機的目的。

為減少導(dǎo)航誘導(dǎo)對場區(qū)定位設(shè)備、周邊移動基站GPS授時、周邊車輛定位等造成的影響，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無人機的偵測、預(yù)警，在導(dǎo)航誘導(dǎo)技術(shù)的基礎(chǔ)上增加無人機電磁頻譜偵測設(shè)備，電磁頻譜偵測設(shè)備只接收不發(fā)射無線電信號，無人機GPS導(dǎo)航誘導(dǎo)設(shè)備只有在電磁頻譜偵測設(shè)備偵測到無人機出現(xiàn)時才自動開啟，對無人機實施驅(qū)離或迫降動作后會自動關(guān)停。

1.4多點觸發(fā)式一鍵報警裝置

安保人員值班室是不法侵入者最容易闖入的地方之一，因此在保安值班室設(shè)置多點觸發(fā)式一鍵報警裝置，可第一時間報警，爭取支援時間。該裝置可按鍵觸發(fā)、開關(guān)觸發(fā)、腳踏觸發(fā)，第一時間報警，實施錄像。監(jiān)控中心能夠?qū)η岸诉M行廣播喊話，雙向可視對講、視頻管理等，從而實現(xiàn)遠程指揮，提供應(yīng)急救援，實現(xiàn)快速報警求助。

1.5道路安防監(jiān)控

經(jīng)當(dāng)?shù)毓膊块T批準，榆林天然氣處理廠在場區(qū)周邊道路設(shè)置道路安防系統(tǒng)，對經(jīng)過的所有車輛的綜合信息進行采集，包括車輛特征照片、車牌號碼與顏色、車身顏色、司乘人員面部特征等;系統(tǒng)可完成圖片信息識別、車輛速度檢測等，可以查看各設(shè)備實時上傳的圖片及視頻信息，實現(xiàn)過車抓拍、速度測定、圖片監(jiān)控、車輛查詢。

2 榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)取得的成效

榆林天然氣處理廠安防建設(shè)數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，將傳統(tǒng)的安防管理完全靠人去看、去聽、去干，通過智能設(shè)備大數(shù)據(jù)分析，自動發(fā)現(xiàn)警情并預(yù)警，輔助安保人員及時發(fā)現(xiàn)、分析和處理警情，從被動響應(yīng)到主動防范，對保障場區(qū)安全生產(chǎn)，內(nèi)外治安環(huán)境穩(wěn)定，降低人員勞動強度，提高生產(chǎn)和安防管理效率起到了巨大的促進作用。

人員出入口智能人臉識別管控，解決了傳統(tǒng)安防外來施工人員、來訪人員與本單位員工通過同一個通道進出廠區(qū)，人員的登記、信息核查需要保安人員逐一詢問登記，疫情期間，存在交叉感染的風(fēng)險，且進入場區(qū)人員信息不能實時匯總分類管理，不能顯示入場人員照片信息，不利于精細管理的缺陷。

周界多種智能防范，彌補了傳統(tǒng)周界只有實體圍墻或柵欄及模擬監(jiān)控前端單一的防范方式，使圍墻、柵欄單一靜止的防范實時智能動態(tài)防范，使整個周界無盲區(qū)全覆蓋實時布放預(yù)警。

場區(qū)低空無人機防御從根本上改變了榆林天然氣處理廠在新時代無人機技術(shù)發(fā)展迅猛，無人機“黑飛”事件持續(xù)發(fā)生，安防技術(shù)手段滯后的現(xiàn)狀。

監(jiān)控室多點觸發(fā)一鍵報警，改善了傳統(tǒng)的電話報警應(yīng)急響應(yīng)速度慢，突發(fā)狀況下操作受限，活動目標大，不能隱蔽快速求助且不能雙向可視對講的弊端。

周邊道路路安防監(jiān)控設(shè)施，對在周邊出過現(xiàn)的疑似車輛及人員進行抓拍及查詢，為破案提供技術(shù)支撐。

多種數(shù)字化安防設(shè)施的布局建設(shè)，大大提升了榆林天然氣處理廠風(fēng)險防范主動防控管理水平，在2020年榆林市石油石化系統(tǒng)一級重點目標達標考核評比中，榆林天然氣處理廠以榆林片區(qū)20家一級重點目標單位治安反恐達標評審的最高分優(yōu)秀達標成績通過了驗收。

3 榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)展望

通過10余年的數(shù)字化改造與實踐，榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)取得了顯著成效，為長慶油田上產(chǎn)，突破6000萬噸做出了重要的貢獻。今年是“建黨100周年”，是“十四五”開局之年，是我廠全面建成高質(zhì)量百億方采氣廠開啟之年。榆林天然氣處理廠作為長慶氣區(qū)向北京、華北地區(qū)供氣的樞紐和咽喉及中石油安保防恐一級重點目標，治安防恐面臨的任務(wù)和挑戰(zhàn)更加艱巨，按照“數(shù)字長慶，智慧油田”建設(shè)目標，安防管理將從數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型。

3.1物聯(lián)網(wǎng)與AI技術(shù)融合，實現(xiàn)氣田采出水、甲醇、凝析油裝卸車區(qū)無人值守，達到降本增效

智能防控的現(xiàn)代化AI 安防模式時代正逐漸向我們走來，智能安防將推動安防管理方式由傳統(tǒng)的“人工為主”向“機管為主，人工為輔”轉(zhuǎn)變。

榆林天然氣處理廠接卸車區(qū)負責(zé)榆林南區(qū)氣田采出水、甲醇、凝析油接卸任務(wù)，是重大危險源區(qū)域。未來可通過人臉及車號牌自動識別、核驗的智能門禁控制系統(tǒng)對車輛及人員進行進站管理;通過物體識別與檢測及語音交互技術(shù)提示進站車輛進入裝卸區(qū)域做好防護措施，同時聯(lián)鎖PKS控制系統(tǒng)自動切換流程并通知司機押運員進行裝卸作業(yè)，裝卸過程對可燃氣體、火焰進行實時檢測，發(fā)現(xiàn)隱患進行預(yù)警或開啟消防設(shè)施;通過算法對作業(yè)過程中容易出現(xiàn)的違章或風(fēng)險進行統(tǒng)計分析;通過物聯(lián)網(wǎng)對作業(yè)過程報表等資料進行記錄、共享。實現(xiàn)該區(qū)域無人值守，提高管理效率、減少人力開支，達到降本增效。

3.2油氣泄漏或突發(fā)暴恐事件，安保機器人介入，保證人員安全

作為智能安防中的重要一員，安保機器人正在國內(nèi)市場悄然崛起。相比于人工作業(yè)，不論是在實際操作上還是心理狀態(tài)、保證人員安全方面都會更占優(yōu)勢。當(dāng)大量油氣泄漏，人員無法靠近時，可利用防爆機器人進入現(xiàn)場進行有毒有害氣體檢測、流程切換、設(shè)備停用、隔離警戒、應(yīng)急處置等操作;當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生暴恐事件時，可利用安保機器人對可疑人員進行排查、影像取證、人員控制、疑似爆炸物排爆等作業(yè)。

3.3油氣處理核心裝置區(qū)深度算法偵測

在油氣處理核心裝置區(qū)布置基于深度學(xué)習(xí)，支持對運動人臉進行檢測、抓拍、篩選等深度學(xué)習(xí)算法的監(jiān)控前端，對闖入的人員進行抓拍、計算分析、追蹤偵測并產(chǎn)生記憶，對陌生面孔或服飾進入該區(qū)域時及時預(yù)警。使傳統(tǒng)的監(jiān)控前端從看得到、看得清、看得遠變?yōu)槟苡嬎?、看得懂，更及時、更準確、更智能的監(jiān)控方式。

3.4搭建綜合集成智能安防系統(tǒng)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、共享及聯(lián)動

榆林天然氣處理廠目前有多個安防系統(tǒng)平臺，多數(shù)平臺孤立運行，智能化水平較低，平臺之間數(shù)據(jù)不能融合、共享，數(shù)據(jù)與設(shè)備不能聯(lián)動。可根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)與AI技術(shù)，兼收并蓄定制符合油氣田場站需求的標準統(tǒng)一、數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一的綜合平臺，實現(xiàn)一個平臺多個子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與互聯(lián)互動，真正做到“多維立體布控，集中統(tǒng)一管理”，打造行業(yè)標桿。

4結(jié)語

新世紀以來，伴隨著長慶油田的快速發(fā)展和信息技術(shù)進步，油田安保防恐建設(shè)也經(jīng)歷了由人防為主，物防+技防輔助、物防技防分散建設(shè)、數(shù)字化信息技術(shù)防御、智能化防御探索三個階段，“十四五”期間，通過新一代信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，建成更高效精細的管理、更智能便捷的安保防御將是長慶油田安保防恐工作發(fā)展的趨向。

參考文獻

[1]《中華人民共和國公共安全安全行業(yè)標準（石油石化系統(tǒng)治安治安反恐防范要求）》GA1551.1-2019

[2]畢俊輝.《網(wǎng)絡(luò)攝像機在油田安防系統(tǒng)上的應(yīng)用探討》（ 中 國 管 理 信 息 化）2019 年 7 月第 22 卷第 14 期

[3]肖軍.《能安保機器人助力安防大勢所趨》（行業(yè)智庫理論探索）

[4]李斌.《智能安防在“智慧油田”領(lǐng)域中的深度融合應(yīng)用》