胜利油田视频集成应用平台构建与实施

计洪图

摘 要：为全面掌握企业关键装置、重点生产区域和要害部位视频监控，胜利油田按照“统一规划、统一标准、技术先进、稳定可靠、资源共享、信息安全”的原则，搭建视频集成应用平台，开展视频集成整合、区域化部署实施以及视频数据智能分析模型研究等工作，为油田转变发展方式、提升发展质量和效益提供了有力支撑。

关键词：平台建设 集成应用 指挥联动 区域化部署 智能分析

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（c）-0001-07

油田在国家经济和其所在的地方经济中承担着重要角色，保障石油开采、油氣运输、综合治理、安全生产等各个环节相关设备的正常运转成为石油企业的重要工作之一。“十三五”以来，油田信息化建设按照“十三五”规划部署，紧密围绕增储上产、安全环保、节能降耗等中心工作，强化顶层设计，深化信息化与勘探开发的深度融合，持续推进视频集成整合，视频集成应用在生产经营管理中发挥了重要作用。

1 实施背景

随着油田视频监控建设应用不断深入，统筹规划不到位、联网共享不规范、管理机制不健全等问题日益突出，严重制约了视频建设和资源的有效利用。

综合考虑生产、安全、综治等视频应用需要，为规范视频建设、加强资源整合、保障共享共用，油田开展了视频集成应用平台的构建与实施相关工作，以实现全局视频监控资源的统一管理、资源分配和服务发布，确保各业务部门可以按需授权使用视频监控资源。

1.1 视频集成应用与业务系统相融合

视频系统未来的发展趋势之一是更多地与业务相融合，视频系统进一步把作业监督、生产管理等业务功能融合到现有的系统中来，提高了油田单位信息化管理水平和运行效率，同时降低了经济成本。

通过油田级视频联网，视频平台通过大量的视频前端设备收集了视频信号和其他数据。通过进一步数据统计、数据挖掘、数据分析技术，能够发现视频系统中规律性的信息，找到监控重点，有效提高生产效率和安全防范水平。

1.2 视频监控规模的不断扩大，带来的视频大数据时代

大数据时代的视频监控在油田生产监督中无处不在。它的应用灵活机动，管理人员可以随时根据现场发生的状况，结合通信系统，做出快速准确的指挥。

视频集成应用是视频监控领域发展的高阶，涉及到信息技术的创新应用。油田生产中的监控系统可视化管理在多个业务领域得到应用，让管理人员及时发现现场情况，提供准确的现场信息，有助于管理指挥人员及时了解现场真实情况，做出精准的决策。

1.3 视频智能分析技术的深化应用

在大数据时代，智能视频分析技术越来越重要。智能视频分析依赖于视频算法对视频内容进行分析，通过提取视频中关键信息，进行标记或者相关处理，并形成相应事件和告警的视频监控方式，生产管理人员通过各种属性描述进行快速检索。视频监控技术借助处理器的强大计算功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，获取人们需要的信息。

传统方法需要把视频从头到尾顺序播放，生产管理人员需要数倍于原始视频的时间才能审看完成，因此需要连续加班进行视频的审看，无法解决信息分析的问题。智能视频分析技术对视频中运动的物体等进行检索和排除，可以从海量信息中迅速搜索到需要的信息，较大地提高了工作效率。如人脸识别比对系统，信息管理部门通过搭建人脸识别比对系统，建立人脸捕捉数据库，将人脸信息归档，并与个人身份建立关系，在实际运用过程中采用人脸搜索、黑名单布防、陌生人识别等多项智能分析技术，提高视频监控的防范功效，让可疑分子无可遁形。

2 内涵及创新点

2.1 主要内涵

建设油田集中统一的视频集成应用平台，为油田生产运行、安全环保、综治维稳、反恐防范、应急指挥等视频应用提供技术支撑，实现油田与二级单位之间视频监控的集成共享，为业务系统提供标准的视频服务，为未来胜利油田视频云建设打下坚实基础。其内涵主要包括以下几个方面。

（1）健全视频监控系统建设体系。

加强顶层设计，编制《视频监控设备ID编码标准》、《视频信息联网传输、交换、控制标准》等相关标准规范，统一设备编码和命名规则、统一视频信息流传输交换标准、统一分配IP地址。

（2）完善视频监控系统应用体系。

建设油田视频集成应用平台，进行油田视频监控集成整合，构建油田统一的视频管理、服务平台，实现全局视频监控资源的统一管理、集中控制、资源分配、智能调度，实现视频监控与应急指挥的集成联动。

（3）加强视频监控系统管理考核。

对视频监控的在线率和计划外中断时间进行考核，上升到事故管理层面，并形成视频信息流事故（件）中断报告，加强网络地址、账号、密码变更管理。

（4）建立油田特色的智能分析模型。

建立一套符合油田特定场景和动作特征的油田视频大数据库和分析模型，利用计算机视觉和视频分析技术对视频场景进行智能分析，增强对异常情况的快速反应能力，保障安全生产。

2.2 创新成果

主要创新点：以“统一标准、自主可控”为原则，研发了一套视频集成应用平台，实现用户管理、监控管理、流媒体管理、存储管理等功能，实现各类不同来源、不同格式图像资源的数字化、网络化集成接入，平台接入的视频监控信息统一授权控制，实现视频资源的可控授权共享，满足油田生产、安全、综治等各类业务的全局视频共享需求。

3 主要做法

为全面掌握企业关键装置、重点生产区域和要害部位视频监控，主要做法如下。

3.1 建设油田视频集成应用平台，提高油田视频整合的效率

基于Web实现对该软件的远程访问管理，负责整个监控系统的集中权限管理，提供对前端设备的巡检功能，提供对前端设备及存储服务器的定时校时功能。

（1）集成应用平台服务端、客户端模块开发。

基于标准SIP、RTCP、TCP、FTP协议和私有协议，实现各类视频资源统一综合管理、分级调度、数据信息集中显示等。

（2）视频服务模块开发。

由视频接入模块、视频管理模块和视频输出模块组成，实现输出视频源、视频转发/分发、视频接入和视频管理等功能。

（3）视频处理模块开发。

由视频中转模块、视频转码模块、视频处理模块组成，实现视频中转、视频转码、视频处理等功能。

（4）视频应用模块开发。

由视频混码、视频转发、视频处理模块组成，实现视频混码、视频转发、视频流呈现等功能。

（5）软交换模块开发。

基于标准SIP协议，使用C、python和java语言开发，实现音视频一键联动、统一管理。

3.2 进行油田视频整合，实现油田各类视频资源全接入

在油田视频集成应用平台的基础上，进行油田视频监控集成整合，构建油田统一的视频管理、服务平台，实现全局视频监控资源的统一管理、集中控制、资源分配、智能调度（见图1）。

（1）功能模块开发。

开发生产监控、综治维稳、安全环保、反恐防范、视频会议、应急指挥等业务菜单6项，开发视频管理、权限管理、录像管理、资源管理等公用功能18项。

（2）视频对接接口开发。

完成视频集成对接接口开发，获取各厂家视频调用接口API，实现调用接口API预览视频功能。

（3）第三方应用对接接口开发。

完成接口对接及开发，实现第三方应用与视频集成应用平台协议对接，并向第三方应用提供视频预览功能。

（4）视频集成接入。

采集二级单位视频数据资源，完成生产监控、安全环保、综治维稳、反恐防范视频信息接入1.4万余路。

（5）实际应用部署。

在油田生产指挥中心、安全督查中心、综治防恐应急指挥中心、滨海局110指挥中心实际应用部署，实现了业务部门对油田各类视频数据的资源共享、分级授权、集中管控。

3.3 视频监控与视频会议集成，实现应急指挥联动

集成基于网络视频会议系统，实现与集采网络视频会议设备对接（见图2）。

3.4 视频集成应用平台区域化部署，提升平台服务能力

为提升区域化、系统化、体系化服务能力，在9处油田网络区域汇聚中心设立区域视频资源中心，部署视频服务器、存储，用于各区域视频集成应用平台部署和视频资源的接入、转发、分发、点播、存储。

视频集成应用平台区域部署完成后，形成“局级—区域—三级单位”三级平台级联架构，视频集成应用平台采取“区域分流”“不调用、不取流”的方式，并采用视频缓存、流媒体分发等技术，以减小视频应用对油田网带宽压力（见图3）。

3.5 建立油田视频数据分析模型，增强应急快速反应能力

建立一套符合油田特定场景和动作特征的数据分析预警报警模型，对视频数据进行智能分析和跟踪识别，及时发现潜在危险、事故及违章违法行为，增强对异常情况的快速反应能力，保障安全生产（见图4）。

开展以下3个方面的研究内容.

（1）基于运动目标检测与识别的综治防恐智能预警模型研究.

根据油田综治防恐具体业务特征，确定视频智能分析应用的具体业务场景，确定每种场景下的分析目标的结构化特征（见图5）。

通过人工智能和深度学习算法，优化基于混合高斯模型的背景建模方法，提高背景建模算法的速度和准确性，提升运动目标的检测效率（见图6）。

采用深度学习的智能分析算法，对场景中的运动目标进行深层次的特征提取和交叉比对，并通过多次迭代提高特征值的准确性（见图7）。

（2）基于直接作业环节规范检测的安全事件预警模型研究。

根据中石化对7种直接作业环节安全规范的具体要求，分别建立作业场景中的结构化数学模型，作为视频智能分析比对的标准模板（见图8）。

通过深度学习算法，对直接作业现场视频进行结构化处理，提取场景中的各种关键属性，并与7类标准结构化模型比对分析（见图9）。

（3）基于深度学习及机器训练的生产运行预警模型研究。

通过机器训练及特征自动学习等深度学习算法，对抽油机、泵、电机等设备的运动部件进行过滤，避免由此引发的误报警（见图10）。

通过深度学习算法，建立起输油、注水管线、阀组、泵体等部位出现溅射性泄漏情况下的结构化数学模型，从而及时发现问题，快速处置（见图11）。

通过机器训练和特征自动学习算法，对重要机械设备的运转状况进行检测，如有非常规的停机、停转、断裂、损坏等情况，能够及时发现并报警（见图12）。

4 实施效果

4.1 为油田的生产、安全、综治及应付突发事件提供服务平台

通过油田视频集成应用平台建设，为油田大规模视频整合打下了坚实基础，大大提高了油田视频整合的效率，实现了油田级跨专业部门视频信息联网共享应用，提高了视频系统对外服务能力并有效降低运营成本，为油田视频大数据智能应用提供了基础保障，通过视频监控平台的自主可控实现了油田视频监控系统内核的本质安全，为油田的生产、安全、综治及应付突发事件提供一个很好的服务平台，有力支撑胜利油田勘探开发业务发展。

4.2 提高油气生产效率和处置突发事件的效率

通过胜利油田视频整合，在油田视频集成应用平台的基础上，实现了视频资源全局授权共享和海量视频数据集成整合，通过视频监控共享应用提升了油田生产、安全、综治等工作精细掌握动态、精准调控措施、精确预警防控的能力，为切实提高油气生产效率和高效处置突发事件提供了可靠的视频资源基础保障。2017年通过视频共督查现场3000余个，发现问题856个，筛查出嫌疑人员21名，协助破获涉毒案件3起。

4.3 实现油田特色的视频数据智能分析

应用大数据、云计算等手段，实现关键场所和要害部位周界入侵、徘徊检测、物品遗留检测、物品移动检测、方向检测、行为分析、人头计数、人群密度检测、生产安全操作合规性检查，实现与生产指挥、安全环保、综治防恐等业务系统的深度融合，做到智能研判、快速研判和跟踪分析。

参考文献

[1] 扈君.同轴高清技术在油田视频监控资源整合改造项目中的应用分析[J].通信管理與技术，2018（1）：73-75.

[2] 刘存信.“大整合、高共享、深应用”视频天网已成公安利器[J].中国安防，2017（7）：6.

[3] 汪海，王羽中，汪源.视频监控系统中智能分析技术的集成应用[J].中国新通信，2018（21）：119.