輸油輸氣管道監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應用淺析

1、輸油輸氣管道監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應用淺析一、引言隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，對能源的需求越來越旺盛，關注程度也越來越高，石油、天然氣等能源產業(yè)在國家經(jīng)濟中的地位越加顯著。輸油輸氣管道作為能源石油石化行業(yè)輸送原油、成品油、天然氣的通道，更顯出其重要性。 二、項目背景本次大華股份需要建設監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的中石油某輸油輸氣管線，從東到西橫跨國內多個省份，主要針對管道沿線所有站場、閥室進行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。站場、閥室等監(jiān)控站點位于較為偏僻的郊區(qū)，從東到西設備工作環(huán)境溫度變化范圍為-3060。輸油輸氣管道在生產過程中要注意三個方面的安全：一是工作設備本身的生產運營狀況；二是監(jiān)管輸油輸氣工程中的合規(guī)

2、操作；三是周界防范報警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以防止非相關人員的侵入進行偷盜和破壞活動。為了保障輸油輸氣管道的正常運行、安全生產，需建立一個融合性的安全防范系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)和設備信息的實時采集、數(shù)據(jù)分析、指令的遠程下達以及對設備的控制等功能，使分布廣泛的現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)實現(xiàn)網(wǎng)絡化，提高應急反應處理能力和全面保護生產、員工及周邊的安全，為整個輸油輸氣管道的安全生產和指揮調度提供準確及時的第一手資料。 三、 需求分析中石油某輸油輸氣管道將所有閥室和站場設立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要是為了實現(xiàn)對管道沿線閥室的裝置區(qū)、放空區(qū)和站場的出入口、周界、放空區(qū)、工藝裝置區(qū)等各種區(qū)域進行實時視頻監(jiān)控和緊急情況報警聯(lián)

3、動，并把相關閥室、站場的視頻圖像、語音、報警信息一起通過專線傳輸?shù)降貐^(qū)分控中心和總監(jiān)控中心。閥室和站場的視頻數(shù)據(jù)通過中石油某輸油輸氣管道已經(jīng)建設的通信鏈路，先上傳至地區(qū)分控中心，然后其語音、視頻圖像、報警信號通過地區(qū)分控中心再推送給總控中心。地區(qū)分控中心和總控中心也可查詢閥室和站場保存的錄像，對攝像機進行相關控制并實現(xiàn)各級雙向語音對講功能。地區(qū)分控中心和總控中心部署的視頻綜合管理平臺，能夠對所有接入的視頻數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。多級用戶管理滿足了總控平臺、地區(qū)和分控平臺的多級監(jiān)控中心的使用需求，實現(xiàn)中石油辦公自動化系統(tǒng)共享視頻信息。預留接口具有可擴展性，實現(xiàn)了與各省應急辦、各省安全生產監(jiān)督管理局的信息共

4、享，保障了后期整條管道視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入。 四、設計方案（一）系統(tǒng)結構描述系統(tǒng)建設采用二級管理模式：閥室、站場監(jiān)控點，地區(qū)分控中心平臺，總控中心平臺。地區(qū)分控中心層主要完成管道對應某地區(qū)所有視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及地區(qū)分控中心所在地視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入。地區(qū)分控中心的PC客戶端，具有有限權限對視頻流及前端設備做相應操作，主要完成視頻圖像的實時瀏覽、回放等操作，用戶的認證及權限授權由地區(qū)分控中心統(tǒng)一完成?？偪刂行膶又饕瓿奢斢洼敋夤艿啦糠种匾c位視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入?？偪刂行牡腜C客戶端，功能與地區(qū)分控中心的PC客戶端一致。圖1  輸油輸氣管道系統(tǒng)總體架構示意圖 （二）系統(tǒng)組成

5、 1. 閥室、站場接入平臺設備閥室和站場的監(jiān)控系統(tǒng)負責完成前端的音視頻信息；告警信息的采集、緩存、編碼、存儲及發(fā)送等功能并可接受來自網(wǎng)絡的控制指令。本次項目的監(jiān)控系統(tǒng)采用全數(shù)字化方式，主要包括大華全系列自主研發(fā)的如下設備：高清網(wǎng)絡攝像機、NVR網(wǎng)絡硬盤錄像機、智能分析服務器、報警輸入輸出設備、語音對講設備等。圖2  閥室、站場視頻監(jiān)控系統(tǒng)場景示意圖圖3  閥室、站場視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構圖2. 站場點位布置1）站場出入口站場出入口配置兩臺高清紅外槍型網(wǎng)絡攝像機，對出入口進行晝夜視頻監(jiān)控，監(jiān)控出入口車輛及人員的具體情況，車輛監(jiān)控主要包括車型、車身、車牌以及車輛前座人員的面部信息情況

6、。2）站場周界站場周界按照實際需要配置高清紅外槍型網(wǎng)絡攝像機，配合智能分析服務器對圍欄、圍墻等周界場景進行監(jiān)控。當有絆線穿越、區(qū)域入侵、圍欄跨越、徘徊、物品遺留、搬動、快速移動、視頻異常等情況發(fā)生時，立即產生報警信號并且聯(lián)動監(jiān)控平臺進行報警視頻的彈出。3）站場放空區(qū)站場放空區(qū)配置一臺130萬高清紅外一體化云臺網(wǎng)絡攝像機或6寸高速網(wǎng)絡紅外球機，監(jiān)控大場景放空區(qū)的整體情況。當有突發(fā)情況時，本地監(jiān)控中心、地區(qū)分控中心、總控中心的工作人員能夠通過控制鍵盤或電腦對突發(fā)地點進行快速定位、放大和錄像。4）站場工藝裝置區(qū)站場工藝裝置區(qū)配置一臺130萬高清網(wǎng)絡防爆槍式攝像機或130萬/200萬高清網(wǎng)絡防爆球機，

7、監(jiān)控工藝裝置區(qū)的設備運行情況以及工作人員的操作情況。3. 閥室點位布置1）閥室工藝裝置區(qū)閥室工藝裝置區(qū)配置一臺130萬高清網(wǎng)絡防爆槍式攝像機或130萬/200萬高清網(wǎng)絡防爆球機，監(jiān)控工藝裝置區(qū)的設備運行情況以及工作人員的操作情況。2）閥室放空區(qū)閥室放空區(qū)配置一臺130萬高清紅外一體化云臺網(wǎng)絡攝像機或6寸高速網(wǎng)絡紅外球機，監(jiān)控大場景放空區(qū)的整體情況。當有突發(fā)情況時，本地監(jiān)控中心、地區(qū)分控中心、總控中心的工作人員能夠通過控制鍵盤或者電腦對突發(fā)地點進行快速定位、放大和錄像。    4.傳輸設備本項目采用SDH傳輸系統(tǒng)，通過光線傳輸?shù)哪Ｊ?，將視頻數(shù)據(jù)從站場、閥室上傳至地區(qū)分控中心，

8、再由地區(qū)分控中心上傳給總控中心。5.地區(qū)分控中心設備地區(qū)分控中心是整個監(jiān)控體系的重要組成部分，具有所在地區(qū)最高的管轄范圍和管理權限。地區(qū)分控監(jiān)控系統(tǒng)主要由中心管理服務器、WEB服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、主動注冊服務器、轉發(fā)服務器、液晶拼接顯示墻、網(wǎng)絡設備及監(jiān)控終端等組成。6.總監(jiān)控中心設備總控中心是整個監(jiān)控體系的核心部分，具有最高的管轄范圍和管理權限。同地區(qū)分控中心一樣，總控中心主要也是由中心管理服務器、WEB服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、主動注冊服務器、轉發(fā)服務器、液晶拼接顯示墻、網(wǎng)絡設備及監(jiān)控終端等組成。（三）系統(tǒng)實現(xiàn)功能在總控中心和地區(qū)分控中心建立兩級視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使其成為覆蓋整條管道的綜合視頻管理

9、平臺，以實現(xiàn)視頻上下級互聯(lián)互通的聯(lián)網(wǎng)功能。視頻管理平臺具有重點現(xiàn)場監(jiān)視、重點現(xiàn)場錄像、錄像檢索回放、報警輔助處置、視頻智能分析、視頻服務接口提供、視頻后臺管理和視頻數(shù)據(jù)庫管理等功能。視頻監(jiān)控：總控中心和區(qū)域分控中心平臺根據(jù)需要可以隨時查看整條管道任意一路或多路視頻，并實現(xiàn)視頻的錄制、回放、抓拍等功能。報警處理：對于前線閥室、站場發(fā)出的報警信息，監(jiān)控中心通過聲光報警、語音報警等方式提示并自動記錄報警、打開監(jiān)控點位的監(jiān)控信息。智能分析：當有絆線穿越檢測、區(qū)域入侵檢測、圍欄跨越檢測、徘徊檢測、物品遺留和搬動檢測、快速移動檢測、視頻異常檢測等情況發(fā)生時，系統(tǒng)將自動產生光聲電報警并且進行報警視頻的彈出。

10、遠程控制：總控中心和地區(qū)分控中心平臺可遠程控制站端視頻處理單元，實現(xiàn)手動錄像、定時錄像、報警觸發(fā)錄像、畫面異動檢測。系統(tǒng)資源管理及監(jiān)控：管理系統(tǒng)內的設備、功能、數(shù)據(jù)等基本信息和配置參數(shù)。系統(tǒng)運行監(jiān)控：對視頻設備、服務器、系統(tǒng)軟件、應用軟件、用戶操作進行遠程監(jiān)視與控制。 （四）系統(tǒng)優(yōu)勢1. 綜合化的應用管理 系統(tǒng)為閥室、站場提供視頻、報警、語音等數(shù)據(jù)的接入、存儲、分發(fā)、業(yè)務處理等綜合性安全生產應急指揮應用平臺，提供一站式應用解決方案。 2. 優(yōu)越的環(huán)境適應性采用防爆、防腐、防塵、防水工業(yè)化前端設備，滿足閥室、站場等易爆、高溫、腐蝕等惡劣應用環(huán)境。 3. 全面高清數(shù)字化應用全面實現(xiàn)高清圖像的應用，從前端采集、編碼傳輸、錄像存儲、解碼回放等，各環(huán)節(jié)均實現(xiàn)高清化處理，采用全數(shù)字化架構方案，易部署、易管理、易維護。4. 高系統(tǒng)安全性 系統(tǒng)提供用戶接入認證、前端設備接入認證，完備的分級權限管理，視頻錄像引入數(shù)字簽名處理，防止數(shù)據(jù)篡改。5. 高數(shù)據(jù)安全性監(jiān)控中心配置的存儲設備支持RAID 0、1、5等多種安全冗余格式，數(shù)據(jù)存儲容量大、存儲時間長，若硬盤壞掉后可直接啟用熱備盤，不會丟失錄像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全性高，真正實現(xiàn)7×24小時無間斷工作。 五、結語建設一個完整的輸油輸氣管道安防信息化工程，大華股份不僅考慮到視頻監(jiān)控系統(tǒng)，還把周界入侵報警子系