视频监控平台在长庆钻井总公司的集成应用探究

曹湘华 李勇 杨先睿

关键词：视频监控；集成应用；智能监控

为了进一步落实中石油集团公司智能化发展、数字化转型的要求，加快公司信息化建设，我们开发了中国石油视频监控平台在长庆钻井总公司的集成应用系统。该系统旨在实现长庆钻井生产数据和视频远程监控系统的融合，解决低带宽条件下作业队监控视频数据的传输难题，完善工程技术支持中心对钻井辅助预警分析模型，从而提升钻井生产效率、降低生产安全风险。本文以中国石油视频监控平台在长庆钻井总公司的集成应用为例，深入探究了作业队视频远程监控技术在中国石油行业的深度应用。

1建设背景

目前，中石油川庆钻探为了解决视频监控数据多源头的问题，实现川庆公司所属单位视频监控统一接入、集中管理和视频数据共享，须建设部署川庆视频监控统一平台。当前，长庆钻井总公司使用的平台卡顿，不出图，川庆监控平台图像堆集、模糊，严重影响抓纠违章和及时发现安全隐患，导致钻井施工现场监督管理存在很多漏洞，不利于安全生产管理。主要原因是长庆区域井队信息网络现状与川渝地区存在差异，设备性能参差不齐，网络覆盖存在偏差，因此迫切需要优化和升级中石油川庆视频监控系统。另外，长庆区域生产管理数据没有融合集成到川庆视频监控系统，不能更好地为工程技术、生产运行、应急抢险提供远程技术支持，也不能为安全生产监督管理提供基础保障。

为了合理地利用有限带宽，实现钻井队工业视频监控的图像同步传回西安控制中心，有必要实施中国石油视频监控平台和长庆钻井作业队生产系统的集成研究和升级改造。因此，本文制定了钻井队工业视频远程监控系统建设方案，构建了专业的设备设施、管理办法，并完成了该项目作业现场应用与配套实施。经过应用，有效提升了钻井工程作业井场音视频监控系统建设的技术层次，提高了钻井生产管理效率和效益[1]。

2研究内容

通过集成现场监控、数据传输、后端音视频远程监控、系统应用定制、视频压缩格式、主辅码流等功能的研究，我们实现了川庆视频监控系统在长庆区域的融合集成与应用。井队实时工况、井号数据库接口嵌入的研究，解决了不同设备、网络环境下的兼容性问题，并开发了卫星和4G网络环境下的IP地址互换功能。同时，我们研究了监控管理平台系统控制作业队视频码流路数的方法，实现了钻井队在低带宽条件下作业队监控视频的远程实时监控，解决了图像卡顿、不出图的问题，完成了作业队实时视频的业务整合与数据共享。

3前端井场NVR设备参数优化

钻井队利用4G和卫星通信设备把前端井场监控视频数据传输到西安监控中心，由于传输带宽不到1M，因此只能传输摄像头子码流，NVR子码流的参数优化设置如下：

在低带宽条件下，完成了前端NVR设备参数优化配置，解决了网络拥堵、严重的图像卡顿，甚至不出图的情况，提高了视频出图效率。

4升级后端平台管理系统

4.1视频并发数量限制

目前，长庆钻井总公司井场视频主要依托中石油卫星链路实现视频回传，而卫星链路的网络带宽资源极其有限，如同一台硬盘录像机视频并发回传数量过多时，可能会导致网络拥堵、严重的图像卡顿，甚至不出图的情况。为了提高视频出图效率，本方案将为长庆区域的设备接入服务模块，增加视频并发数量限制功能，通过配置文件，将所有井场视频回传数量统一设置为某个固定的值，即同一时间只允许3-5路视频回传，如后端多个用户预览同一台硬盘录像机的不同视频通道，总的视频回传数量超过设置的数量时，客户端给出以下提示信息，如图2所示。

该系统实现了长庆区域视频监控系统平台增加视频并发数量限制的功能和在井场4G和卫星信号特别弱的情况下，仍然能够成功将作业队工业视频信号传回西安数据中心。该系统解决了作业队在低带宽模式下的工业音视频远程数据传输问题，并优化了视频传输时的抗干扰技术。同时，完成了工业音视频智能监控系统和川庆一体化平台以及长庆钻井总公司RTOC系统的融合与集成。

4.2完成井队生产实时数据（工况、井号）等数据和监控平台的融合集成

由于钻井队施工频繁搬迁的特点，井场施工工况需要及时同步到视频监控系统，便于视频监控用户及时掌握钻井施工进度。本方案计划由视频监控系统每天早上6点—中午12点，每隔一小时主动从“工程作业智能支持系统”查询一次当日所有井队的井号和工况，并将工况信息叠加到客户端对应的井号后面，如图3所示。

工程作业智能支持系统提供工况信息接口如下：

全井当日工况查询接口

请求方式：HttpPost

5系统架构

中石油指挥调度平台采用先进的互联网及通信技术，自主研发的监控会议管理一体化平台，可通过即时通或视频监控客户端软件进行监控视频查看、举行视频会议、用户即时通讯等功能[2-3]。

定制的长庆钻井视频监控客户端系统分为系统配置、外挂程序，重新登录，断开联接，升级配置、视频预览、录像检索、报警管理、电视墙、事件列表、设备控制、图像效果、预置点、场景收藏、设备列表等功能，其中，系统配置包括基本配置、快照录像、回放下载、报警参数、点位分组、语音对讲、球机键盘、快揵操作等功能。

后台管理层包括视频设备信息、用户信息、录像存储、第三方设备接入。其中，设备信息包括域信息、设备型号、设备信息、通道信息；数据互访层包括数据访问对象、数据库、安全数据交互中间件；系统应用层包括统一用户、统一权限、统一资源、日志检索、联动管理、存储服务、网管服务、大屏控制、消息总线、设备检测、其他应用；业务执行层包括可视对讲、视频监控；系统表现层包括客户端、浏览器等。

进入应用系统界面如图4所示。

6关键技术

6.1自适应带宽技术

由于中石油所属作业队地处偏僻荒凉山区，网络信号很弱，为了该系统能在低带宽下正常运行，我们根据网络带宽大小，优化前端NVR参数配置，系统自动选择传输监控多少路视频，实现了能适应网络带宽的动态变化，优化了自适应带宽技术。

6.2应用编程接口系统

体系架构开放，用户可随需应变的定制系统应用，后台平台管理子系统支持软件集成的开放式API，支持第三方管理平台接入，支持GB/T28181协议，支持标准协议（ONVIF、PSIA、CGI）[4]。

6.3定制长庆钻井视频监控平台

长庆钻井视频监控平台能够实现对音视频编解码技术、新一代NVR技术、存贮技术、网络技术等综合集中管理，支持通过流媒体转发的方式解码上墙和直连前端设备解码上墙；支持WEB方式访问、配置和管理；支持一对多实时远程音视频监控、前端作业现场计算机服务器存储、后台录像存储以及CVR存储、回放、AI分析等功能[5]。

7结束语

该视频集成系统集现场监控、视频数据传输、后端音视频远程监控、系统应用定制、钻井生产数据融合等功能于一体，完成了长庆钻井西安总部和作业现场之间的视频数据的实时交互，有效解决了在不同网络带宽条件下后台支持中心对钻井作业队的技术支撑，实现了长庆总部与项目部的资源共享、业务整合与联动管理。本项目加快了对作业队异常事件处理的速度，提升了企业综合管理水平，助力了各作业队运行的便捷性和有序性。该系统已经在长庆钻井总公司所有井队推广使用，实现数据源头采集，实时监控生产运行，信息资源共享。期待长庆钻井视频远程监控的应用能为中国石油行业推广生产现场监控集中管理提供新举措、新思路，助推中国石油数智化转型，高质量发展。