视频监控系统用于油田生产物联网的建设

大庆油田设计院

视频监控系统用于油田生产物联网的建设

李颖大庆油田设计院

视频监控系统采用以计算机技术为核心、基于TCP/IP协议的工业电视监控设备，可以直接接到局域网/广域网上，通过统一的网络平台和接口实现远程图像监控的功能，监控中心采用服务器/客户端管理模式配置，可以查询、调用有关工艺站场区的实时和历史图像资料。针对油田各采油厂的实际情况，本系统信号传输采用光纤及无线传输混合组网的方式。监控中心包括管理服务器、数据存储服务器、管理员操作终端、NVR及流媒体服务器。

油田；数据传输；监控系统；SCDMA；油田生产物联网

油田生产物联网系统通过传感、射频、通讯等技术，可对油气水井、计量间、油气站库等生产对象进行全面的感知，实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及生产控制中心的集中管理和控制，搭建规范、统一的数据管理平台，支持油气生产过程管理，进一步提高油气田生产决策的及时性和准确性。

1 系统功能要求

（1）具备网络化监视管理功能，可远程指导作业施工与设备维修。

（2）整合污水处理区、生活区原有模拟视频监控系统。

（3）实现井区到厂区的高质量视频图像传输。

（4）对前端摄像机的分级、分权限集中控制管理。

（5）盗、抢原油事件发生时实现远程告警和油井泄漏原油告警。

（6）抽油机工作过程中，在突然停机或静止状态时启动抽油机。如果发生此类事件，中心控制室要提供声光报警（根据客户要求，还可以增加语音告警）。

（7）现场监视图像存入硬盘作为历史记录存放，并可以以日期、时间、监测站点为检索要素查询图像。

2 系统方案设计

2.1 设计思想

视频监控系统采用以计算机技术为核心、基于TCP/IP协议的工业电视监控设备，可以直接接到局域网/广域网上，通过统一的网络平台和接口实现远程图像监控的功能，监控中心采用服务器/客户端管理模式配置，可以查询、调用有关工艺站场区的实时和历史图像资料。系统采用光纤接入、SCDMA无线接入、SCDMAMcWiLL无线宽带接入等多种接入方式，为油田重点井区的前端摄像机信号提供传输通道。

2.2 前端设备选型

（1）在各作业区站内主要岗位安装网络红外一体化摄像机，对生产状况进行监视。系统主机可以接入多种报警设备，当有警情的时候，自动调用预置位，封锁重要监控区域，自动完成报警、联动录像、向上级指挥机构发出告警提示、向相关负责人发出手机报警短信等工作。

（2）在各作业区注入站、中转站及联合站等室外安装网络红外一体化高速摄像机，对站内全貌进行监视。系统主机具有多路报警输入、输出信号接口，可以与入侵报警系统实现联动。

（3）在各作业区重点井场、计量间等关键部位设置固定网络监控摄像机，对井场抽油机及计量间装置进行监视。

（4）在各作业区配置无线网络摄像机，满足油井临时监控点布设的需求，可以方便地移动位置，不用重复敷设通讯线路，设备采用Web加密方式，以满足未来更高级的通信传输方式。

（5）生活区内配置红外一体化网络摄像机，从安全防范的角度满足生活区内的建筑防盗、防火、设备的安全等要求。

2.3 数据传输方式

针对油田各采油厂的实际情况，本系统信号传输采用光纤及无线传输混合组网的方式。主要传输方式如下：

（1）光纤传输。光纤传输拥有传输容量大、信号损耗低、抗干扰能力强等优点，可以实现视、音频信号的高质量传输，是油田物联网建设中传输技术的最佳选择。系统采用SDH光同步传输系统及工业以太网交换机系统联合组网。

（2）SCDMA无线传输。SCDMA是同步码分多址的无线接入技术，它采用智能天线、软件无线电以及SWAP+空中接口协议等先进技术，是一个拥有完整自主知识产权的无线通信技术标准。目前，我国油田SCDMA无线通信网已建基站750余座，覆盖油田大部分地区。利用SCDMA无线通信网可以对油田的无人值守机采井、计量间进行自动检测、数据采集和控制。

（3）SCDMAMcWiLL无线宽带传输系统。Mc-WiLL无线宽带传输系统是一种基于CS—OFDMA技术的全IP移动宽带无线接入系统，拥有完全自主知识产权，能够提供超大容量的移动宽带数据和移动语音业务，可以为油田重点井场及主要路口的视频监控信息和数据采集提供传输通道。

2.4 监控中心

监控中心包括管理服务器、数据存储服务器、管理员操作终端、NVR及流媒体服务器。

（1）管理服务器是整个系统运行管理的核心，控制着整个系统数据的流向，提供各种数据的访问、备份、删除、检索权限的设置与验证。管理服务器配有数据库管理系统，对管理人员登录、浏览、控制、删除、复制、备份等的权限，及前端摄像机的登录、录像、浏览、控制权限进行统一管理。

（2）数据存储服务器用于保存从各监控点传回的实时图像数据，提供实时录像、定点定时录像和录像数据检索回放功能。存储服务器可根据设置实行自动擦写循环录像，做到全天无人值守。

（3）管理员操作终端是基于PC的终端设备，主要供系统管理员进行数据维护、权限设置等，可接收各监控点送回的数据视频流并进行显示；同时也可作为系统管理终端，通过登录管理服务器，完成监控管理的各项功能设定，是管理人员与监控系统进行人机对话的主要设备。

（4）NVR负责实时监控、录像、设备控制、数据采集分析等任务。流媒体服务器为油田远程系统总部提供数据转发服务，保证上级管理部门可以在远程实现对本地的监控和管理。

3 结语

按照中石油企业信息化建设要求及油气生产物联网建设标准，大庆油田信息部门对油田现有生产设备进行自动化改造，建成集油田视频监控及生产数据传输为一体的油田数字化综合业务系统，保证了油田内部从以前粗放式管理向信息化管理的过渡。该系统可以大大提升生产过程自动化管理水平，降低劳动强度，节约企业运行成本，保证工人人身安全，从而提高企业核心竞争力。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.046