塔里木油田智能化视频系统建设研究与探讨

余忠凯，吴金峰，王 丽，陈 戈

（塔里木油田信息与通讯技术中心，新疆 库尔勒 841000）

1 油田视频监控系统现状

塔里木油田现有视频监控系统主要由安全生产监控、生活监控、安防维稳和环保监控视频等业务组成，共计8000余路，其中生产监控4100多路、生活监控1800多路、安防维稳近1900路、环保监控视频150路。生产监控管理平台原为集团公司A11油气生产物联网系统的子系统，主要实现对各油气生产开发部重要生产场所的视频监控，经防火墙通过油田传输链路接入办公网传回库尔勒基地；生活监控、安防维稳和环保监控视频由各生产单位和物业管理部门自建，视频数据部分在生产网、部分在办公网承载，整体以逻辑网络的形式存在。

2 存在主要的问题

（1）缺乏统一管理机制。油田视频监控系统建设由各单位在不同时期独立分散建设，缺乏统筹规划，目前已建设的8000多路视频监控，包括多个安防品牌厂家多个型号产品，涵盖早期建设模拟视频设备和现有高清网络视频设备，各类视频监控系统相互独立、形成资源孤岛，视频资源难以合理有效整合，视频监控安全防范效能无法有效提升，更无法做到支撑油田级的高效统一管理和调度。

（2）缺乏统一资源共享机制。现有视频监控资源的共享应用缺乏统一顶层规划和标准规范，难以有效将视频资源共享到各个管理职能部门和各个信息化系统，存在交叉重复建设，视频资源的二次利用价值未能充分展现。

（3）缺乏专用传输通道。视频监控业务对承载网络具有特殊的性能需求，视频监控业务码流高，要求承载网络的传输带宽高，还具有实时性强、网络延迟小的特点。随着油田视频监控规模日益增大，承载视频业务的办公网已无法满足日益增长的数据要求，造成高清图像的高码率传输困难，常出现卡顿、丢包现象。

3 塔里木油田智能化视频系统建设方案

3.1 设计思路

顺应视频监控技术实时化、智能化、自动化要求，以及AI技术、AR实景地图等新技术的应用发展，建设一套适应油田安全维稳和生产运行管理的智能化视频系统。系统采用开放式的一体化集成平台，可方便地将原本独立运行、信息孤立的子系统进行横向协同，实现多个业务子系统的综合管理及平滑扩展，为油田生产、维稳、安全、生活保障管理等带来切实的便利。

智能化视频系统平台采用“云+边+端”的架构，将音频系统、会议系统接入后形成油田音视讯融合平台，依托油田OTN高速传输网络，将部署于不同区域中心的子系统连接起来，形成统一的监控资源、会议资源、通信资源共享池，通过“云”实现多云、云边协同视频调度、存储和分析功能，利用“边”实现分层接入、末级单位视频调度功能，通过“端”实现音视频采集、视频采集、视频编码，统一向不同单位、不同业务用户提供音视讯综合服务。系统建设主要由视频专网、智能监控平台和业务应用建设三部分组成。

图1 智能化视频系统总体架构图

3.2 视频专网建设

3.2.1 视频专网路由规划视频专网按照用户接入点进行子网划分，采用静态路由协议进行组网。安防视频监控和生产视频监控系统建设采用本地存储，集中调阅的方式，在接入点将视频流经视频处理器处理后，保存在本地的存储设备上，少部分重要视频上传至核心存储点进行存储；油田公司和二级单位需要调阅视频时，通过上行链路上传至汇聚交换机和核心交换机。

3.2.2 视频专网安全规划

在视频网与办公网之间部署准入控制系统，代替工业网防火墙，通过白名单准入机制，实现只有授信的终端（MAC绑定）才能接入到网络之中，且只有合法的视频、图片等业务流量才能在网络中传输，包含以下功能：

（1）通过应用感知功能，支持视频流（国标GB28181、GB35114、Onvif及大华、海康、宇视的私有协议）识别数据的L4-7层协议特征与动态端口号，只允许授权的数据流及控制信令进入视频监控系统。

（2）实现与主流监控厂家平台的对接及联动，建立应用感知协议库（包含海康、大华、宇视等主流厂家IPC端发起的协议），实现IPC注册、视频流、音频流、FTP/NTP服务、告警日志等应用与功能。

（3）建立IP/MAC地址准入数据库，提取各接入IPC（网络摄像机）的IP地址，建立IP/MAC地址准入白名单。

（4）只允许授权的IP/MAC地址认证通过，当授权终端数据流到达认证网关后，如果数据包中的IP/MAC地址在准入白名单中，则认为数据为合法视频流，反之则为非法数据流并丢弃。

3.3 智能监控平台建设

3.3.1 平台架构

智能监控平台拟采用面向服务体系（SOA）架构设计，支持B/S方式，关键核心模块支持国产Linux操作系统、支持主流中间件和数据库；采用“油田+区域”的两级架构思路开展整体设计和建设。

（1）油田级视频监控中心定位：在油田基地规划建设统一的油田视频融合服务平台，实现对所有区域监控资源统一汇聚、管理、调度，提供各区域视频信息的汇总、分析。

（2）区域级视频监控中心定位：根据监控分布特点区域，规划建设区域级视频监控中心，实现区域视频信息汇聚、转发，提供区域视频监控、管理、调度功能。

两级视频监控中心硬件环境按照油田现有视频监控规模接入设计，整体架构将充分考虑后续扩展需要，后续新建和改建的视频监控按照统一标准进行相应建设，即可实现接入。对于区域级的视频中心建设，遵照“统一标准、分步建设、充分利旧、一地一策”的原则，拟建区域中心选择油气开发部主要生产单元驻地。

3.3.2 平台功能

平台功能包含基础服务和融合应用两部分：基础服务包含资源管理、视频操作、视频诊断、会议管理、智能分析、信号调度、服务组件7大功能模块；融合应用分为油田级和区域级两级6大模块。

表1 智能监控平台模块功能表

3.3.3 平台数据架构

油田级用户的业务处理由各区域硬件资源提供服务，区域级用户的业务处理由本区域独立支撑，油田和各区域业务应用产生价值数据由油田统一管理各区域分布式输出到数据银行。（1）设备安全管控。通过红外热成像技术，对重要设备设施生产运行时的温度进行在线监测及可视化呈现，当监测数据异常时系统能自动报警，实现全天候（7×24小时）不遗漏，便于实时掌握设备运行状态。

3.4 业务应用

（2）智能周界防范。通过视频智能监控、入侵报警等多种技术融合，构建纵深防护体系，实现多系统一体化集成和智能联动，保障周界和关键区域安全，提升安保反恐管理水平。

（3）不安全行为监控。结合油田高风险作业场景特点，采用AI识别方式，对常见的违章、违规作业行为进行监测预警（例如：未戴安全帽等）。对于尚未成熟、素材较少的AI识别需求，基于AI开放平台进行训练，实现AI识别算法快速迭代，能力提升。

4 结束语

针对油田视频监控系统现状存在的痛点和短板，本文对建设一套满足油田未来发展的智能化视频系统进行了深入探讨。智能化视频系统需覆盖各油气开发部和主要生产单元，能够接入油田现有全部视频业务，并预留冗余能力。系统建成后具有统一接入、统一管理、统一调度和统一分析能力，将有效助力油田安全生产、环保监控、安全维稳、应急指挥等各项业务，随着系统建设的持续推进，必将为油田加快发展和“数字化转型、智能化发展”提供更加坚实的信息化保障。