苏里格气田综合智能安防平台设计

宫玉明 陈晓东 范飞 顾旺 梁爽

摘要：随着数字化油气田推广及安防技术的发展与应用，智能化油气田已经成为当今石油、天然气行业发展的必然趋势。针对油气田生产过程中存在的安全监控盲区，本文研究了基于安全策略的智能化气田综合安防监控系统。以视频监控系统为核心，结合 IP网络集成门禁、周界防范入侵、远程喊话等弱电技术，构成一个大安防系统，满足了目前安防系统智能化、数字化、网络化发展要求。

关键词：安全策略;智能安防;视频监控;可视化

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）08-0172-02

0 引言

苏里格油田主要分布在广袤的戈壁荒漠中，环境恶劣，油区建井数量多，分布零散，需大量人员进行管控。近年来，油田企业对安全生产的要求不断提升，面对油井分布广泛、治安环境复杂的现状，如何及时发现、及时取证、及时采取措施是油田安保管理的难题。

如何综合利用智能安防技术，实现油田安全生产可视化，生产作业过程安全管控与预警，减少安全、环保事故发生概率，是油田安全生产管理的研究重点。

1 单井井场安防现状

苏里格气田在沙漠地区，具有井分布广、井数多、井站之间有遮挡等特点[1]。基于供电、通讯、交通、开发成本等方面的限制，苏里格单井井场无法建设有效安全防护设施。单井井场采用铁栅栏围挡，人员可以随意出入，没有周界报警、视频监控、入侵检测以及远程喊话、广播等安防设施。部分井场虽已安装井场视频，但监控画面覆盖范围有限，无法有效的观察到异常情况。

2 综合智能安防平台功能设计

为解决苏里格气田周界安防现状，提出一种基于动态侦测策略的智能安防平台，以物联网架构、边缘计算为基础[2]，以智能网络摄像头、红外微波探测、喊话系统、巡检移动终端设备、无线网桥、太阳能供电系统为硬件基础，充分利用大数据分析、智能运维、GIS地图等先进技术，通过配置人员入侵、安全帽佩戴检测、气体泄漏等安全策略[3]，实现井场智能识别、危险预警和远程监控。

2.1 数据采集

由于井场处于偏远地区，无法大规模的铺设线缆，井场采用太阳能系统供电。主要由摄像头、红外微波探测、远程喊话模块及井场远程控制终端（RTU）、太阳能供电系统、无线网桥等构成。为降低功耗，井场安防采用定时启动、异常监控的控制方法。利用RTU控制摄像头的启动时间，每隔5分钟启动30秒。当红外微波监测到异常情况，RTU立即启动摄像头及喊话系统，进行录像抓拍，喊话告警。同时，利用无线网桥将图像及报警信息上传至平台，监控中心人员利用平台进行喊话警示。

2.2 无线传输

目前苏里格气田单井井场无线通讯主要采用WIMA、无线网桥、4G、电台等方式。井场使用200万像素的摄像机，需要的传输带宽为4Mbps。基于实时性、稳定性、通讯带宽的因素，采用5.8G无线网桥传输井场数据。在现场踏勘的基础上，对系统通信频率进行规划。对于长距离或有遮挡的井场，架设中继点，实现数据远距离传输。

2.3 边缘计算单元

由于单井数量众多，如现场视频直接上传到监控平台同时显示、存储和分析，必然会占用平台服务器大量资源[4]。同时，现场设备与平台频繁交互，也会过度消耗网络带宽和平台资源。为降低对平台资源的占用率及通訊带宽的使用，在集气站中布设边缘计算单元，所有的报警联动和安全策略均在边缘计算单元内实现。边缘计算单元内的摄像机的视频流均在本地实现存储，利用视觉技术、人体识别技术和人工智能技术，对井场进行闯入报警、目标锁定、语音自动提示、远程语音警告及巡井工作人员进行安全监控、巡更管理。

2.4 安防平台

综合安防平台采用C#搭建系统架构，利用HTTP-OpenAPI功能接口对所辖区域的安防设备进行数据采集、功能调用[5]。整个平台功能主要包括电子地图、视频监控、综合告警管理、视频智能分析告警、统计分析、巡检管理、喊话广播、门禁安全管理、周界报警等功能模块。平台采用开放式软件架构，可集成不同厂家的设备和应用系统，实现各种安防信息化手段的告警联动和集成综合管理。

3 结论

综合智能安防平台以视频监控系统为核心，集成周界安防、远程喊话、广播，电子巡检等子系统，实现各子系统之间的信息交换和共享及业务间的智能联动和报警联动。目前，智能安防平台已经开始在苏里格气田进行部署应用。

参考文献

[1] 陈文，齐宝军，慕红梅，等.苏里格气田单井智能管理系统的开发与应用[J].仪器仪表用户，2015（5）：92-95.

[2] 高世杰.基于物联网技术的油气管道安防综合平台探究[J].数字通信世界，2018，168（12）：85+88.

[3] 张乃禄，杨磊，郑昊，等.基于物联网的油田井场安全监控预警系统[J].油气田地面工程，2016，35（2）：56-58.

[4] 张冰峰，张学文.基于边缘计算的文物安全远程视频监管系统设计[J].北京联合大学学报，2019（3）：83-88.

[5] 孟超.楼宇智能化综合安防监控系统分析[J].建筑技术开发，2020（1）：93-94.