石油設(shè)計方案

1、石油井下作業(yè)安全生產(chǎn)保障移動指揮系統(tǒng)設(shè)計方案2014年6月17日一、項目背景及需求分析1、項目背景目前油田采油廠作業(yè)隊數(shù)量多，施工作業(yè)區(qū)域具有點(diǎn)多、面廣、戰(zhàn)線長的特點(diǎn)，修井作業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)方式存在信息不暢通的問題，無法實(shí)時跟蹤監(jiān)控井場安全生產(chǎn)運(yùn)行情況和設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)情況；不能及時監(jiān)控井場人員工作和活動情況和及時發(fā)現(xiàn)操作人員的不安全行為，達(dá)不到及時糾正和制止違章的目的，存在著確保崗位工人的人身安全難，不能為管理部門提供可靠管理依據(jù)的問題；在現(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)急事件發(fā)生時，不能在第一時間掌握現(xiàn)場情況，處理應(yīng)急事件信息傳遞不暢，錯過最佳搶險時機(jī)，監(jiān)督管理存在死角。2、需求分析根據(jù)前期調(diào)研，以及現(xiàn)場時的實(shí)際情況和特

2、點(diǎn)，目前移動板房需要建設(shè)一套能夠?qū)崟r監(jiān)測井場有毒有害氣體情況、井場作業(yè)情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并且考慮到井場作業(yè)地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，通訊不便的情況，需要建立一套現(xiàn)場與指揮中心聯(lián)動的語音互動系統(tǒng)，能夠讓指揮中心與現(xiàn)場人員形成互動，及時有效的進(jìn)行指揮作業(yè)和現(xiàn)場情況反映。因為此改造方案不僅僅涉及有毒有害氣體的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，還需要視頻語音聯(lián)動，并且考慮到板房屬于移動狀態(tài)，工作環(huán)境較為惡劣。系統(tǒng)在建設(shè)上需要覆蓋數(shù)據(jù)實(shí)時采集、設(shè)備故障及報警、視頻語音互動、設(shè)備設(shè)施檢測維護(hù)等功能。其業(yè)務(wù)目標(biāo)是：保證人員和作業(yè)安全，使得油田作業(yè)監(jiān)控更加智能化，及時有效反饋現(xiàn)場情況，提高勞動效率。二、設(shè)計原則1. 1. 首先、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳

3、輸方式。由于所有作業(yè)區(qū)點(diǎn)多面廣，而且作業(yè)隊基本屬于流動作業(yè)，一個作業(yè)點(diǎn)就待35天，然后就搬到下一個作業(yè)點(diǎn)，傳統(tǒng)的有線傳輸鞭長莫及?，F(xiàn)有運(yùn)營商的3G無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋全，盲點(diǎn)少，不受流動作業(yè)影響，而且搭建網(wǎng)絡(luò)快捷、運(yùn)行成本低，是當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴褌鬏敺绞?。其次、硬件接口的?guī)范化。采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口和協(xié)議，優(yōu)先使用數(shù)字化信號傳輸，預(yù)留未來升級到油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的接口。第三、軟件平臺通的用性和可擴(kuò)展性原則。監(jiān)控軟件平臺網(wǎng)絡(luò)化，減少用戶購買客戶端的成本，專業(yè)軟件采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺架構(gòu)，可以隨生產(chǎn)發(fā)展的需要，方便的進(jìn)行軟件功能升級與模塊擴(kuò)展。2. 2.本方案設(shè)計根據(jù)用戶要求遵循以下國家相關(guān)部門制定的設(shè)計規(guī)范

4、要求。主要包括：JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范GB/T50314-2000智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50174-93電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GBJ232-92電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GB4943-95信息技術(shù)設(shè)備（包括電氣事務(wù)設(shè)備）的安全三、系統(tǒng)總體設(shè)計1、架構(gòu)設(shè)計通過現(xiàn)場傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，實(shí)時采集有毒可燃?xì)怏w檢測數(shù)據(jù)，利用聲光報警及時反饋現(xiàn)場。對于視頻數(shù)據(jù)采用本地存儲和3G傳輸方式，保證視頻數(shù)據(jù)的完整性，對作業(yè)過程進(jìn)行全程監(jiān)控。中控室和現(xiàn)場作業(yè)實(shí)現(xiàn)語音喊話功能，及時有效地指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)，并及時反饋現(xiàn)場作業(yè)信息和技術(shù)問題。2、數(shù)據(jù)采集方案設(shè)

5、計現(xiàn)場傳感器設(shè)備傳輸采用無線形式進(jìn)行傳輸，有毒可燃?xì)怏w檢測器為兩臺傳感器，其中一臺檢測CH4，一臺檢測H2S，具有本地聲光報警功能。視頻傳輸采用CIF（352*288）/QVGA(320*240)格式，保證在3G傳輸模式下的流暢清晰。現(xiàn)場視頻本地存儲采用DI（704*576）格，保證數(shù)據(jù)的完整性。有效監(jiān)測現(xiàn)場作業(yè)情況和指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)。設(shè)備如下：氣體探測器參數(shù)：有毒氣體探測器可燃?xì)怏w探測器檢測氣體： 硫化氫甲烷輸出信號： 4-20ma模擬量4-20ma模擬量額定電壓：DC12VDC30VDC12VDC30V測量精度：3FS3FS聲光報警支持支持傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)Modbus TCP/IP輸出方式標(biāo)準(zhǔn)Mo

6、dbus TCP/IP輸出方式安防等級ExdCT6ExdCT6采樣方式自然擴(kuò)散自然擴(kuò)散相應(yīng)時間30S 30S 一體化攝像頭參數(shù)：攝像機(jī)參數(shù)1/3高感度CCD，23倍光學(xué)/12倍電子f=2.8-129.5mm，F(xiàn)=1.4-5.3，全彩700線，感紅外，最低照度0.002Lux，超級DSP，強(qiáng)光抑制功能電源AC24V±20% ,50/60Hz 功率80W 旋轉(zhuǎn)角度水平0°360°( 連續(xù)旋轉(zhuǎn)),垂直-85°20°旋轉(zhuǎn)速度水平0°9°/S，垂直0°5°/S 通訊協(xié)議行業(yè)V0.0,行業(yè)V1.0

7、,YAAN,Pelco-P,Pelco-D 防護(hù)等級IP66 材質(zhì)主體：鋁合金；視窗：透明玻璃，可選光學(xué)玻璃；鎖扣：不銹鋼重量7.1kg 車載硬盤錄像機(jī)機(jī)參數(shù)：視頻壓縮格式H.264視頻分辨率CIF/D1無線網(wǎng)絡(luò)傳輸WCDMA-HSUPA/Wi-Fi/EVDO(可選擇)視頻輸入路數(shù)4路幀率125幀/秒（可調(diào)）碼流類型雙碼流音頻壓縮格式G.726 音頻輸入路數(shù)4路語音對講輸入輸出1路壓縮輸出碼率16K1M可調(diào)，可自定義通訊接口1個RJ45 10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)口，1個RS232口，1個RS485口網(wǎng)絡(luò)功能TCP/IP, PPPOE,DDNS, FTP,DNS,DMZ,NTP,DHCP,N

8、AT,ICMP,ROUTE存儲介質(zhì)支持1個2.5寸 SATA硬盤，1個1G32G SD卡報警輸入輸出各4路GPIO電源輸入DC 8-36V功耗8.5W數(shù)據(jù)采集模塊參數(shù)：接口RS485/RS232/網(wǎng)卡數(shù)據(jù)采集8路模擬量輸入傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)Modbus TCP/IP輸出方式供電DC12v3G路由器參數(shù)：接口天線接口50/SMA 陰頭以太網(wǎng)口4 個 RJ45 交換口，10M/100MBase-T 自適應(yīng)WAN口1 個 RJ45 交換口，10M/100MBase-T 自適應(yīng)RESET接口一鍵恢復(fù)出廠按鍵供電12V DC電源模塊參數(shù)： 輸入電壓AC220輸出電壓DC12V/24V保護(hù)過壓保護(hù)，過載保護(hù)(自

9、動恢復(fù))3、存儲容量及帶寬計算由于系統(tǒng)采用3G網(wǎng)絡(luò)上傳圖像，因此本地錄像存儲和遠(yuǎn)端錄像存儲采用不同策略。本地存儲按照D1最高碼流模式錄像，每路圖像每天占用空間15-20G，90天約1300-1800G，4T可保證錄像100天。遠(yuǎn)端回傳錄像按照傳輸300Kbps/路/s計算，每路全實(shí)時存儲所需容量：300/8*3600*24*90/1024/1024=278（G），即90天容量<300G，若按照50個站點(diǎn)，每個站點(diǎn)2路圖像進(jìn)行測算，總共需要：100*300=30000(G)=30T存儲容量。后端服務(wù)器和存儲建議配置建議采用PCSERVER+SAS磁盤陣列模式。磁盤陣列采用RAID50策略，

10、即分兩組RAID5（每組4塊硬盤）后，再做RAID0策略，8塊4T硬盤配置后實(shí)際可用容量為32T。4、平臺軟件監(jiān)控平臺軟件集成了視頻監(jiān)控與數(shù)據(jù)檢測，在統(tǒng)一平臺上進(jìn)行展示，避免切換平臺，方便管理和應(yīng)用。通過良好的分層結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一的接口服務(wù)，可以有效的降低系統(tǒng)構(gòu)建的復(fù)雜度。平臺系統(tǒng)根據(jù)分層的設(shè)計理念把系統(tǒng)分成以下幾個層次：基礎(chǔ)平臺，平臺服務(wù)，業(yè)務(wù)邏輯子系統(tǒng)，應(yīng)用子系統(tǒng)。平臺層次結(jié)構(gòu)圖如下：主要功能有：1) 1) 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控功能多畫面監(jiān)視：系統(tǒng)支持1、4、6、8、9、16等多種畫面分隔形式，可隨意進(jìn)行畫面切換；具有權(quán)限的用戶可通過專業(yè)視頻客戶端監(jiān)控并控制前端攝像機(jī)；系統(tǒng)可以電子地圖的形式將用戶具有權(quán)

11、限的攝像機(jī)顯示出來，同時還可以樹形結(jié)構(gòu)排列出來，方便用戶通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行訪問；同時支持B/S、C/S和智能終端（安卓平臺、WINDOWS平臺，IOS平臺）方式訪問；多畫面輪巡：支持輪巡，組播的圖像調(diào)度形式，輪巡編組和輪巡間隔可自由設(shè)置，支持全屏顯示，可根據(jù)用戶級別限定顯示畫面數(shù)量；輪巡監(jiān)視：系統(tǒng)具備視頻自動巡視功能，在可設(shè)定的間隔時間內(nèi)對全部前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行圖像巡查，參與巡查對象可以任意選定；云鏡控制：可對其具有權(quán)限操作的攝像機(jī)、攝像機(jī)的云臺、鏡頭進(jìn)行控制；支持鏡頭的光圈、變焦、聚焦可控制；支持云臺的全方位控制；可通過鼠標(biāo)滾輪方式控制攝像機(jī)變焦，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)現(xiàn)畫面的放大縮小，可通過鍵盤實(shí)現(xiàn)對云

12、臺的控制；系統(tǒng)可控制高速球機(jī)預(yù)置位定義、存儲和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)快捷的實(shí)現(xiàn)多角度遠(yuǎn)程控制；可通過鼠標(biāo)、PC鍵盤、模擬鍵盤控制攝像機(jī)及云臺；遠(yuǎn)程配置:對于敏感部位的視頻信息，通過設(shè)置進(jìn)行遮蓋；可對圖像進(jìn)行分辨率、亮度、對比度、色彩、飽和度的設(shè)置；可對所需要的監(jiān)控圖像進(jìn)行單幀抓拍，并進(jìn)行打印?？缬蛟L問:用戶可根據(jù)所分配的權(quán)限，在系統(tǒng)內(nèi)任意跨域訪問所需鏡頭資源并進(jìn)行控制。比如：二級某中心的A用戶，在一級中心和另一二級中心擁有某些鏡頭的權(quán)限，那么，A用戶登錄所屬的二級中心后，可切換至一級中心和另一二級中心，訪問所有權(quán)限的鏡頭并進(jìn)行相應(yīng)的控制。2) 2)存儲回放功能本地存儲：提供服務(wù)器定時錄制、服務(wù)器手工錄制、

13、本地錄制等模式；用戶手動錄像可將正在觀看的圖像存儲下來；用戶自動錄像可按時間、攝像機(jī)設(shè)定將指定的圖像存儲下來；可根據(jù)系統(tǒng)最大容量設(shè)定存儲時間，超過存儲時間資料按時間順序自動循環(huán)覆蓋；所存儲圖像可以轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的AVI格式，并且可以轉(zhuǎn)儲到其他介質(zhì)，包括本地PC、可刻寫光盤等；系統(tǒng)提供定時錄像、報警錄像、手動錄像三種錄像策略；遠(yuǎn)程存儲：支持連接遠(yuǎn)程存儲服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲；錄像查詢：錄像記錄可在所有監(jiān)控終端上以具查詢權(quán)限的用戶名登錄后進(jìn)行查詢；錄像查詢可根據(jù)不同查詢條件如日期、監(jiān)控地點(diǎn)和報警類型查詢錄像記錄；本地回放：查詢到的圖像記錄可以實(shí)際尺寸或全屏方式回放，播放速度可以按照正常、快速、慢速回放；支

14、持Media等通用播放軟件回放；支持錄像下載播放；遠(yuǎn)程回放：可連接遠(yuǎn)程存儲服務(wù)器進(jìn)行錄像回放及輸出；中心提供解碼服務(wù)器，可將前端視頻壓縮圖像還原成模擬信號，輸出到中心監(jiān)控室的電視墻上。3) 3)報警聯(lián)動功能報警輸入：系統(tǒng)支持外接傳感器報警及視頻偵測報警方式；系統(tǒng)支持溫度、火警、煙感、紅外等多種報警信號的采集和記錄，對報警進(jìn)行手工/定時/自動設(shè)防和撤防；報警輸出：報警產(chǎn)生后專業(yè)視頻客戶端會自動彈出報警點(diǎn)視頻畫面資料，電子地圖以醒目的方式提示告警信息，自動播放報警聲音；系統(tǒng)具備報警信息聯(lián)動控制功能，當(dāng)其中一個報警器出現(xiàn)警情時，系統(tǒng)可根據(jù)事先設(shè)置好的規(guī)則觸發(fā)相應(yīng)動作，包括啟動圖像錄制、啟動報警輸入、聲光提示管理員、發(fā)送短信、彈出現(xiàn)場視頻。4) 4)氣體采集通過采集傳感器的模擬信號，通過串行總線（RS232/RS485）傳輸給本地設(shè)備，在平臺顯示當(dāng)前氣體濃度、時間。站點(diǎn)等信息。具有手動設(shè)置氣體報警閥值，觸發(fā)報警的同時平臺會彈窗顯示，支持與視頻的聯(lián)動報警；具有報表統(tǒng)計、歷史查詢、報警查詢、數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。 5) 5)權(quán)限管理系統(tǒng)的用戶分成以下幾類：管理員、調(diào)試用戶、一般用戶、超級用戶、瀏覽用戶，根據(jù)用戶組權(quán)限的不同，可以實(shí)現(xiàn)多級用戶管理；授予權(quán)限：授予用戶或用戶組相應(yīng)級別的管理權(quán)限；取消權(quán)限：取消或編輯用戶或用戶組相應(yīng)級別的管理權(quán)限。用戶管理功能用戶管理包