石油化工行業(yè)人工智能巡檢解決方案

石油化工行業(yè)人工智能巡檢解決方案

第一章：石油化工行業(yè)安全巡檢情況分析

第二章：人工智能技術現(xiàn)階段在石油化工行業(yè)的提升方向

第三章：以人工智能技術為核心的石油化工行業(yè)巡檢解決方案

第四章：案例場景簡介

第五章：為石油化工行業(yè)專門定制的人工智能算法簡介目錄第一章：石油化工行業(yè)安全巡檢情況分析1人工巡檢存在天然瓶頸監(jiān)控系統(tǒng)只是第一步主控與現(xiàn)場的科技落差概要人工智能識別+告警聯(lián)動是解決路徑。石油化工行業(yè)安全巡檢情況分析——概要石化行業(yè)具有高危性質的行業(yè)特點，在實際生產作業(yè)環(huán)節(jié)中涉及到高溫高壓，易燃易爆以及有毒有害等，檢維修環(huán)節(jié)更是存在較高危險性。據(jù)中石油和中石化2018-2021安全事故調查報告統(tǒng)計：檢維修作業(yè)中所發(fā)生的安全事故占整個石化行業(yè)安全事故的40%以上。由此可見，加強企業(yè)檢維修方面的安全管理工作具有非常重要的現(xiàn)實意義，安全監(jiān)督管理工作也成為了石化行業(yè)預防事故發(fā)生的有效措施，保證了石化行業(yè)的安全生產。油氣田行業(yè)智慧管控解決方案人工巡檢存在天然瓶頸危險環(huán)境下的巡檢人員安全問題。人工巡檢工作量大，效率低。人工巡檢要求高度的責任感，是否準時，細心，望聞問切專業(yè)能力，對人工巡檢的監(jiān)督是否幾十年如一日的執(zhí)行到位等。無人值守趨勢到來，人工成本高，巡檢維護人員呈日益減少狀態(tài)。人工巡檢存在判斷標準差異，存在巡檢盲區(qū)，存在錯誤疏漏。巡檢信息零散，人工收集錄入數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)歸集，數(shù)據(jù)回溯，數(shù)據(jù)分析等工作量，誤差，難度都很大。絕大多數(shù)時段是非巡檢時段，發(fā)生事故只能依靠事故點攝像頭影像恰好被值班人員看到，或恰好是安裝了傳感器的設備發(fā)出告警

人工抄表作業(yè)

人工泄漏檢測無盲區(qū)自動巡查區(qū)域調度中心數(shù)據(jù)實時回傳遠程實時控制實時數(shù)據(jù)歸集/分析報表全自動化巡檢及無人值守日常巡檢任務全天實時巡檢，范圍廣，無死角，定點儀表巡檢，監(jiān)控系統(tǒng)只是第一步油氣田作業(yè)，場站，煉化廠區(qū)等攝像頭正在普及加密中；攝像頭傳輸?shù)囊曨l圖像，均呈現(xiàn)在監(jiān)控中心大屏或小屏，由值班人員肉眼甄別巡視；面對與日俱增的攝像頭數(shù)量，一個值班人員所面對的視頻畫面可能是幾百上千個，只能采取輪播，想同時甄別巡視這么大數(shù)量的畫面，能秒發(fā)現(xiàn)異常情況是不切實際的；攝像頭汲取的影像變成了事后追溯事故源頭和過程的依據(jù)，沒有起到事故發(fā)生時的秒報警和未發(fā)生的預判的初衷；引入AI識別算法，對所有攝像頭面對的場景進行多種算法識別，例如煙火，人員管控，違規(guī)現(xiàn)象，作業(yè)流程，安全操作順序，設備位置，儀表指數(shù)，開關閉合等等進行自動識別，采集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常趨勢或變化情形進行毫秒級告警，這是人的能力達不到的，這才是真正意義的智能監(jiān)控。主控與現(xiàn)場的科技落差目前主控通過自動化裝置控制著整個系統(tǒng)，在重要設備運行當中通過傳感器獲得參數(shù)，分析數(shù)據(jù)，如流量，壓力，溫度的調節(jié)，介質，酸堿度的把控?？梢钥隙ㄖ骺匾呀?jīng)實現(xiàn)或大部實現(xiàn)自動化與數(shù)字化目前現(xiàn)場只能說是小米加步槍，一種是通過人眼來監(jiān)控數(shù)量龐大的現(xiàn)場視頻信息，幻想湊巧趕上發(fā)生事故或閃之即逝的隱患現(xiàn)象能被肉眼僥幸捕捉到。另一種現(xiàn)場保障就寄托在每小時一次的例行巡檢中；現(xiàn)場應通過攝像頭傳輸?shù)囊曨l交給AI智能識別算法計算分析各種機，電，儀，管，泵，操作，隱患，故障，變化等等有形的東西，（特別是未安裝傳感器的設備）進行即時告警。主控自動化現(xiàn)場智能化以計算機為核心，控制功能分散、顯示操作集中生產過程自動化，集控制、管理于一體設備自動調節(jié)，降低次品率，減少浪費，提高經(jīng)濟效益以人工智能為核心，智能化管理，全方位覆蓋，現(xiàn)場可達互聯(lián)協(xié)同、智能生產、科學可視化、智能化管理統(tǒng)一指揮、調度，一體化高效協(xié)同，”一張網(wǎng)”監(jiān)管人工智能識別+告警聯(lián)動是解決路徑打電話檢測安全帽/工服檢測抽煙檢測煙火檢測周界入侵檢測倒地檢測私有云全視頻監(jiān)控融合云服務+算法運行PC端數(shù)據(jù)大屏移動端鏈路加密密文傳輸前端感知接入層加密網(wǎng)關/服務層終端層（實現(xiàn)實時自動識別告警）第二章：人工智能技術現(xiàn)階段在石油化工行業(yè)的提升方向2智能安防場景智能巡檢場景油氣田開采場景業(yè)務場景概述場站巡檢場景油氣傳輸場景煉化廠區(qū)場景業(yè)務場景概述賬號管理角色管理系統(tǒng)管理區(qū)域管理設備管理人員管理告警設置場站管理設備維保設備臺賬工單管理告警記錄巡檢管理預警中心應急管理風險報表監(jiān)控大屏智能算法身份驗證作業(yè)行為分析周界入侵高危行為檢測安全帽檢測警示圍欄檢測吊裝站人檢測

焊接檢測油氣田公司有執(zhí)行”中心調度”模式的趨勢，由調度中心運行人員全面負責所轄場站。即1個調度中心管轄多個場站。風

險

事

件

感

知

作業(yè)安全監(jiān)管設

備

維

保智

能

運

維智

能

化無

人

化智慧化提升方向業(yè)務場景全覽油氣傳輸井區(qū)場站油氣田開采煉化廠區(qū)基

礎

配

置權

限

控

制權限管理部門管理中石化、中石油、中海油智能安防場景異常人員進入場站后，自動識別和告警

;識別非授權員工登記的車輛并告警自動識別明火等安全隱患并告警實時識別人員是否穿工服、佩戴安全帽\是否有抽煙行為、打電話行為基于大量人體動作數(shù)據(jù)訓練，捕捉關鍵行為動作，非規(guī)范標準行為給予告警提示高后果區(qū)、無人撬裝區(qū)，對工程車輛、農用機械等威脅管道安全事件進行識別及告警提示AI增強的視頻監(jiān)控構建全方位的場站及安全可視在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的基礎上通過AI增加智能分析、自動預警、聯(lián)動響應能力。周界防護身份、車輛識別通過視頻檢測識別周界安全風險并告警，如攀爬、越界、人員徘徊等管道沿線識別違規(guī)行為識別作業(yè)行為分析AI

處理明火識別感知智能巡檢場景

油氣田、石化/化工廠輪式、軌道巡檢機器人、固定攝像頭巡檢24小時室外無人值守3D激光雷達、IP65、6輪驅動表計讀取、設備缺陷識別管線/高后果區(qū)無人機巡檢、太陽能+AI邊緣設備一體化巡檢24小時無人值守巡檢可遠程控制，實現(xiàn)無死角監(jiān)控。智能識別，生成電子報表

智能聯(lián)合巡檢平臺統(tǒng)一納管多種異構巡檢設備巡檢設備智能聯(lián)合調度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動，報警聯(lián)動數(shù)字孿生技術實現(xiàn)可視化管理分布式邊緣計算架構，提高巡檢實時性，降低系統(tǒng)總線帶寬需求油氣田開采場景1.抽油機狀態(tài)監(jiān)控：對抽油機擺動識別及光桿斷脫進行識別檢測,也可以通過紅外熱圖像對電機超溫進行預警監(jiān)測；2.漏油識別：可對油封處是否漏油進行識別，并將狀態(tài)識別后上報監(jiān)控平臺；4.人員巡檢安全防控：對人員是否穿戴安全帽、工作服著裝、人員跌倒等進行智能檢測；5.綜合治理：對井口盜油、人員破壞等情況進行實時監(jiān)控，維護油氣田正常開采場站巡檢場景全自動化巡檢及無人值守火焰檢測自動泄露檢測安全服檢測人員入侵檢測自動讀表煙霧檢測抽煙檢測脫離崗檢測安全帽檢測打電話檢測油氣傳輸場景煉化廠區(qū)場景第三章：以人工智能技術為核心的石油化工行業(yè)巡檢解決方案3視頻智能監(jiān)控告警平臺攝像頭日常巡檢方案系統(tǒng)架構軌道機器人巡檢方案高后果區(qū)巡檢方案輪式機器人巡檢方案無人機日常巡檢方案智能頭盔巡檢方案智慧石油解決方案-系統(tǒng)架構視頻直播人臉識別、工作

服、安全帽識別傳感器

智能預警數(shù)據(jù)異常預警狀態(tài)識別

設備測溫

聲紋識別振動分析

缺陷分析

泄漏檢測任務管理可見光直播

熱紅外直播

數(shù)據(jù)報表

歷史數(shù)據(jù)曲線

視頻回放

多屬性任務

實時任務控制云服務控制器、

采集器機械臂PLC/DCS/SCADA場站數(shù)字化（固定視頻綜合分析）生產管理、調度管理、應急管理、人員管理GIS系統(tǒng)及3D仿真全局、局部視圖切換vs動態(tài)、靜態(tài)仿真智慧化運維安防監(jiān)控行為識別、入侵識別、違規(guī)操作智能安防無人巡檢云關系數(shù)據(jù)庫、時

序數(shù)據(jù)庫、文件

數(shù)據(jù)庫環(huán)境監(jiān)測火源檢測

光譜分析智能機器人（巡檢、

安防、自動叉車）應用端邊設備狀態(tài)管理5G/4G儀表識別泄漏檢測火源檢測數(shù)據(jù)分析WiFi邊

緣

節(jié)

點攝像頭無人機視頻智能監(jiān)控告警平臺實時監(jiān)控報警首頁監(jiān)控報警算法倉任務配置風險報表統(tǒng)計APP端

該系統(tǒng)對石油行業(yè)等重要場所進行現(xiàn)場視頻圖像采集，并進行智能視頻分析，實現(xiàn)全面實時監(jiān)管，針對異常現(xiàn)象或行為進行實時分析檢

測并提前預警，及時發(fā)現(xiàn)潛在風險或定位破壞位置，對日常運行管理和巡線搶修提供全面可視化的技術保障。系統(tǒng)功能包括：首頁、實時監(jiān)控、電子地圖、業(yè)務面板、工單管理、基礎配置、系統(tǒng)管理等功能攝像頭日常巡檢方案泄漏檢測漏油檢測：多維度檢測算法實現(xiàn)精準的泄漏異常檢測，可對油封處是否漏油進行識別。抽油機狀態(tài)識別抽油機擺動識別及光桿斷脫：通過可見光攝像頭基于深度學習算法對抽油機擺臂進行識別，

并將狀態(tài)識別后上報監(jiān)控平臺。設備振動檢測及測溫通過可見光攝像頭識別到待測溫設備，

然后通過紅外熱圖像+可見光圖像的校正分析，判斷設備是否超溫并及時報警。

且可以通過振動傳感器測量電機等設備的振動情況。攝像頭日常巡檢方案遠程實時監(jiān)控數(shù)據(jù)實時回傳遠程實時控制監(jiān)控中心安全防控、作業(yè)監(jiān)督，規(guī)范操作流程安全帽工作服識別通過深度學習算法自主檢測人是否帶安全帽、工服等，違章自動告警并現(xiàn)場自動喊話提示。煙霧火焰識別通過深度學習算法實現(xiàn)火焰、煙霧自主檢測，24小時進行廠區(qū)日常安全防控軌道機器人巡檢方案高低壓柜柜體日常巡檢：數(shù)字表及指針表識別開關狀態(tài)識別指示燈狀態(tài)識別煙火檢測設備機柜位移變形等

機器人自動抄表智能表計檢測機器人搭載高清攝像頭并結合深度學習算法，準確尋找處于復雜多變的現(xiàn)實環(huán)境中的目標表計。自動示數(shù)讀取全自動表計示數(shù)識別（各種指針表計以及液晶表計）

，無需工作人員提前錄入表計信息，支持超限報警，支持表盤清潔度告警。結果匯總上報所有表計示數(shù)匯總形成報表上傳至數(shù)據(jù)中心，供工作人員查驗。

利用機器人的自主移動將表計、文字等的識別率提高至98%以上。表計示數(shù)報表壓力(MPA)3.01溫度(℃)

18.22...表計檢測示數(shù)讀取數(shù)據(jù)報表...高后果區(qū)巡檢方案可以使用太陽能自供電，前置智能盒子/智能攝像頭進行視頻分析識別，然后將識別結果通過4G/5G、微波傳輸回調控中心。智能攝像機/智能盒子，內置AI算法，支持識別管道10m~35m內大型工程機械出現(xiàn)，安全帽佩戴和工作服穿著、煙火預警等，有效防范第三方施工破壞。簡易運維:批量調節(jié)設置攝像機工作模式，在線巡檢攝像機狀態(tài)，遠程重啟。渣土車吊車混泥土攪拌車裝載機智能識別對象智能攝像機挖掘機安全帽工作服壓路機推土機煙火太陽能自供電一體機輪式機器人巡檢方案自主導航定位多種定位（激光雷達

+視覺+IMU+GPS）

融合的SLAM導航技

術，定位精度高、可

以靈活避障并躲避路

面塌陷或洞、坑等，

讓機器人實現(xiàn)自主導航?？梢暷芰ε鋫錈岢上駜x、可見光及紅外攝像機等，可以全天候工

作，憑借可見光、紅外熱成像等獲取的圖像、測溫等，準確進行圖像識別。泄漏檢測配備激光遙測儀，可以對機器人50米半徑的視線范圍內的設備進行泄漏檢測。檢測

速度快，精度高。通信能力搭載5G通信終端，利用5G大帶寬低時延的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢，

可進行高清視頻實時傳輸以及遠程機器人

實時控制。車體特性?

防爆（Ex

d

ib

IIBT4

Gb）?

防水/防潮/防腐蝕解決方案亮點?

機器人實現(xiàn)自主導航?

可完成自動抄表、巡查等任務?

高精度激光遙測儀，精準感知場站泄漏隱患?

實時視頻傳輸與遠程控制，精確掌握現(xiàn)場狀況業(yè)務價值?

提高場站巡檢質量?

確保人員安全性?降低人工成本無人機巡檢方案系統(tǒng)拓撲圖核心技術自動飛行系統(tǒng)賦能工業(yè)無人機全自動進行石化管道巡檢工作全自動起降實現(xiàn)自動回收充電全方位監(jiān)控，三維立體監(jiān)控，自動識別管道泄漏，監(jiān)測偷盜油等違法行為自動機場：實現(xiàn)飛機的釋放與回收，無人機可實現(xiàn)自動回收充電無人機：搭載可變焦攝像頭與激光雷達，進行全自主路徑規(guī)劃與圖像拍攝后端控制中心：自動巡檢系統(tǒng)運行中樞，調度無人機與機場，獲取實時視頻AI識別與處理：通過深度學習進行故障檢測解決方案亮點智能頭盔巡檢方案

GIS地理信息定位巡檢導航，人員軌跡精準呈現(xiàn)，多種形式展現(xiàn)：管、圖、標接近完美的角度呈現(xiàn)視覺效果。

可視化通信提供任務語音播報，可在窄帶弱網(wǎng)的情況下提供高清實時的視頻通信能力，現(xiàn)場畫面實時回傳。

隱患采集功能通過視頻、圖像、聲效準確記錄現(xiàn)場情況，實時有效上報事故隱患信息，讓管理者更加全面的了解現(xiàn)場情況，從而做出準確判斷。第四章：案例場景簡介4高后果區(qū)智能盒子的巡檢項目某油庫機器人巡檢項目石化無人機全自動巡檢項目某油氣田場站固定攝像頭智能巡檢項目國家管網(wǎng)智能頭盔巡檢項目某油氣田場站固定攝像頭智能巡檢項目

項目介紹為滿足某油氣田場站的多元化監(jiān)控管理需求，建立一套適應場站安全生產管理的監(jiān)控智能分析安全監(jiān)管系統(tǒng)。利用視頻智能分析功能，增加重要區(qū)域的入侵報警、煙火識別報警、漏油報警、施工車輛識別檢測、人員身份識別、安全帽服穿戴識別報警、設備儀表巡檢等；充分利用現(xiàn)有視頻資源，及時糾正和制止違章，對安全事件進行有效防范，降低和控制意外事故發(fā)生的風險?，F(xiàn)有現(xiàn)場固定攝像頭接入點位63路，能夠滿足該廠站的全區(qū)域覆蓋，實現(xiàn)24小時實時檢測告警。漏油檢測火焰檢測煙霧檢測設備狀態(tài)檢測安全帽檢測高后果區(qū)智能盒子的巡檢項目

應用場景三個場景：線路中高后果區(qū)監(jiān)控（管道巡檢）、施工現(xiàn)場便攜式視頻監(jiān)控（智慧工地）、撬裝區(qū)無人值守自供電運行端側智能處理，智能識別工程車輛、人員入侵等威脅

應用效益

被動響應變?yōu)橹鲃颖O(jiān)測實現(xiàn)全天時、無死角、實時動態(tài)智能監(jiān)測降低人工勞動強度、提高了管道安全保障、突發(fā)事件處置、指揮調度支持等能力

案例場景某油庫機器人巡檢項目

應用場景某油庫采用機器人智能巡檢，通過定制巡檢路線，能夠在不用人工干預的條件自動完成場站規(guī)定路線及區(qū)域的巡檢。該油庫共分三個區(qū)域A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)巡檢，共計巡檢點60個，巡檢設備主要包括管道、壓力泵等，其中有27個指針表，含壓強表14個、溫度表13個；另有14個數(shù)字表，主要參數(shù)為壓力及溫度；機器人單次巡檢里程2.8km。用機器代替人來巡檢，支持巡檢作業(yè)規(guī)范、識別去靜電、卸車行為分析等算法，避免因操作失誤發(fā)生人員傷亡。支持各種指針表以及液晶表，可全自動表計示數(shù)識別，無需人工提前錄入表具信息。石化企業(yè)無人機全自動巡邏項目方案內容石化企業(yè)管道一般分布在野外，管理十分不便，管線老化不能及時發(fā)現(xiàn)，容易發(fā)生爆炸及漏油；偷盜油行為難以管控（時間不固定，固定探頭無法全部覆蓋，作案手段多，管線地理環(huán)境復雜，如工廠，農作物，民房區(qū)域無法進入無法取證，人工抵達現(xiàn)場人員已經(jīng)逃竄），通過無人機實現(xiàn)了一鍵起降，自動巡邏。與傳統(tǒng)巡檢相比，周期短、效率高、人力物力投入少。無人機巡檢主要針對管線附近是否有人員施工、大型機械施工從而對管道造成破壞，以及是否有非法人員偷盜石油等情況。大型機械施工巡檢人員施工巡檢場景巡檢施工場地巡檢(無人機實時巡檢抓拍）PC端數(shù)據(jù)大屏移動端終端（實時自動報警）4G/5Gwifi前端感知接入國家管網(wǎng)智能頭盔巡檢項目

項目需求國家管網(wǎng)集團某輸油氣公司目前場站部分設施巡檢維護尚無法實時監(jiān)控，例如如提前告知應該更換該設施配件，或從歷史故障庫中選擇維修維護方式，提醒人員按照科學提示開展相關工作。

解決方案采用智能頭盔與智能化生產作業(yè)管理系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)人員現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)與生產指揮中心的交互和傳輸，實現(xiàn)智能輔助生產作業(yè)管理和集成展示。

應用價值智能頭盔參與下的智能巡檢，推動了傳統(tǒng)油氣行業(yè)生產作業(yè)智能化發(fā)展，借助這樣的可視化和交互設備，得以彌補人工缺口、提升作業(yè)安全性和協(xié)同效率，為油氣行業(yè)打造全新一代的「超級工人」。第五章：石油化工行業(yè)人工智能算法簡介5算法清單部分算法示例部分算法示例

基礎算法安全著裝檢測身份識別安全繩檢測高空作業(yè)檢測警示圍欄檢測警示安全旗設置回填警示識別吊車站人識別漏水漏油檢測打電話檢測抽煙檢測火焰檢測離崗檢測倒地檢測非法入侵檢測手持武器檢測人員逗留檢測打架斗毆攀高檢測焊接側壁未熔合檢測咬邊檢測焊接起瘤檢測焊接填充不足檢測焊接焊偏檢測挖掘機吊裝識別疑似施工隱患細土回填漏氣檢測車輛類型識別

行業(yè)定制算法數(shù)字表指針表文字表算法清單序號算法分類算法功能描述1作業(yè)行為檢測工作服檢測對未穿工作服服人員進行檢測，支持配置檢測安全服顏色2安全帽檢測對未戴安全帽人員進行檢測，支持配置檢測安全帽顏色3安全繩監(jiān)測對指定區(qū)域（如高空作業(yè)）未佩戴安全繩人員進行檢測4勞保鞋檢測對指定區(qū)域未穿戴勞保鞋人員進行檢測5睡崗檢測對人員睡崗的行為進行檢測，

針對值班人員在崗時睡覺的現(xiàn)象進行預警6離崗檢測對離崗人員進行檢測7非法入侵檢測對指定區(qū)域中的非法入侵事件進行檢測8聚集檢測對人員聚集事件進行檢測9打電話檢測對指定區(qū)域人員打電話事件進行檢測10攀高檢測對指定區(qū)域下人員攀高事件進行檢測11吊物站人檢測對指定區(qū)域（如正在起吊的吊物）上站人事件進行檢測12管道站人檢測對指定區(qū)域（如管垛上或沒有回填的管道）上站人事件進行檢測13人員逗留檢測對指定區(qū)域內人員徘徊逗留事件進行檢測14車輛逗留檢測對指定區(qū)域內大型車輛、小型車輛徘徊逗留事件進行檢測15抽煙檢測對指定區(qū)域內人員抽煙事件進行檢測16人員倒地檢測對人員倒地的事件進行檢測17巡檢事件檢測對指定區(qū)域中的巡檢事件進行檢測18質量控制檢測焊接咬邊檢測支持對焊接過程中焊接咬邊現(xiàn)象進行檢測19焊接側壁未熔合檢測支持對焊接過程中焊接側壁未熔合現(xiàn)象檢測20焊接焊偏檢測支持對焊接過程中焊偏現(xiàn)象進行檢測21焊接填充不足檢測支持對焊接過程中焊接物料填充不足現(xiàn)象進行2