无线网络技术用于油田安防监控系统*

2014-03-09王庆陕西广播电视大学

油气田地面工程 2014年5期

王庆陕西广播电视大学

无线网络技术用于油田安防监控系统*

王庆陕西广播电视大学

与传统有线网络技术相比，无线网络技术具有其自身独特的优势，尤其在油田安防监控系统中的应用更能证实这一点。该技术不但可以实现信息数据的快速传递，体现出方便、快捷的特性，并且能够在特定的空间区域内将信息和通信关联起来。油田安防监控系统由信息采集系统、传输系统、监控中心和客户端组成。在该系统中，油井、计量间、联合站等多个站点的视频监控数据需要集中起来，通过多种渠道与采油厂的计算机网络进行连接，这样才能实现对生产现场的及时监控和对生产设备的远距离操作。

无线网络传输技术；微波技术；卫星通信；传输信道；油田

与传统有线网络技术相比，无线网络技术具有其自身独特的优势，尤其在油田安防监控系统中的应用更能证实这一点。该技术不但可以实现信息数据的快速传递，体现出方便、快捷的特性，并且能够在特定的空间区域内将信息和通信关联起来。

1 安防监控系统组成

（1）信息采集系统。信息采集系统是由视频服务器、摄像机等前端设备组成。摄像机一般储存的是模拟视频信号，其中设备自带的视频编解码器可以将模拟视频信号转变成为数字信号。由于模拟信号的波形为连续、有限的传输波形，在传输线路中很容易遭受外界条件的干扰，使信号失真；而转变为数字信号之后，成为间断、无限的传输波形，这种信号在传输信道传输时不会出现失真的现象，增强了抗干扰能力。在模拟信号向数字信号转化过程中，需要进行抽样、量化和编码[1]。

（2）传输系统。摄像机对现场情况进行实时拍摄，传输系统可以将摄像机获得的图像进行传输。无线网络的传输具有损耗小、传输画面质量高等特点，图像还可以在录像控制中心得到清晰的还原。传输系统的无线网络形式包括CDMA、GPRS、卫星通信和无线网桥等。

（3）监控中心。监控中心主要是对整个监控系统进行管理和指挥，负责全体用户的设备接入，提供视频访问控制以及录像处理服务。

（4）客户端。客户端是一种软件，可以采用有线接入方法，也可以采用无线接入。当客户应用浏览器或者这种软件，在认证之后可以观看系统中的任何视频。另外，可以通过无线网络对摄像头的角度进行控制，将镜头的焦距拉近或者推远，控制远端设备。当遇到紧急情况，客户还可以通过这种软件来接收警报信息。

2 常用的无线传输技术及对比

（1）传统的有线传输技术与无线传输系统的对比。由于油田中油井分布不平衡，许多油井建设在远离基地或者交通不便的地方。在这样的环境下，数据传输就要依赖远程通信设备，实现信息实时回传。传统有线网络难以在这些环境中有效布线，并且线电缆容易受到外界的损害，时间久了便会导致图像或者声音的失真[2]。而利用了无线传输技术后，油田管理人员可以随时观察和浏览油井生产现场的信息，对油田的安全防护系统做及时的控制，为油田基地的工作人员和管理人员提供及时与准确的决策依据。

（2）微波技术。无线传输技术中的微波技术可以分成模拟微波和COFDM两种模式。通常模拟微波技术和COFDM技术是对外开放的，无法保障安全环境，因此在油田实际应用过程中，如果不考虑安全因素，小范围的使用微波技术还是具有一定优势的。

（3）卫星通信技术。卫星通信技术的服务范围较广，使用灵活，并且不会受环境因素的干扰，尤其是抗磁场干扰能力强。因为油井中用电量大，交叉的电流形成的电磁场会为通信带来很大不便，利用卫星通信技术能够在抗电磁方面发挥作用。但是这种全新的通信技术凸显的缺点就是成本较高，并且在一些有较高建筑物的区域依旧会出现信号干扰现象，而在通信不便利的山区、隧道或者海上，信号还可能会出现中断状况。

3 安防监控系统设计

在油田的安全防护监控系统中，油井、计量间、联合站等多个站点的视频监控数据需要集中起来，通过多种渠道与采油厂的计算机网络进行连接，这样才能实现对生产现场的及时监控和对生产设备的远距离操作[3]。

（1）传输技术。无线桥接技术是用一对无线桥接器将两个分离的网络连接起来，与无线传输技术相比，无线网桥技术更适合传输视频数据。在日常传输过程中，无线链路可以达到11/54 Mbps的高网络带宽，确保视频的快速平稳传送；与此同时，可以将视频资料存放在计算机的硬盘中，方便人们进行检测和搜索。

（2）监控中心。油田安防控制系统的监控中心通常有三级，分别是队级、矿级和厂级。本地监控系统中设置的NDVR负责随时测控、录像等任务，还可以将远程油田系统总部所提供的数据进行转发，从而保证油田的管理人员在远距离就对本地的工作情况进行监督和管理。在总部的监控中心可安排统一的监督管理系统，可以对采油现场的工作进行及时的指导和监控，做好安全防范工作。