视频闯入自动报警技术在采油厂的研究与应用

李承泽

（西北大学信息科技与技术学院 陕西 西安 710069）

1 引言

为满足生产运行、油区护卫、现场安全监控等需求，采油厂各单位使用了大量的网络摄像头，实行24 h对全厂生产运行、油区护卫、现场安全等方面的视频监控，这已经成为保障生产正常运行的重要部分。然而现有视频监控工作存在诸多问题，严重影响了视频监控时效[1]。为有效提高摄像头使用率，通过信息化手段开发快捷高效的应用视频闯入自动报警系统，更好地保障采油厂生产运行刻不容缓。

2 研究背景

2.1 视频监控设备现状

采油厂生产信息化建设配置前端视频监控设备共计1593路，覆盖生产油水井、站库等主要生产环节。在各个管理区和集输大队设立集生产动态、视频监控、应急处置的8个中控室，实现了生产现场实时视频监控[2]。

2.2 视频监控工作现状与问题

采用人工巡检方式：点开摄像头，查看违章，查看偷油偷气，查看线路刺穿等，该巡检方式主要存在劳动强度大[3]、无用劳动多、视频闯入报警误报警次数多，加大了监控人员的无效工作量；作业现场依赖人工判断违章行为，及时率和准确率有待提高等问题。

3 视频闯入自动报警系统的应用

3.1 系统组成

3.1.1 摄像头的类型

（1）按外形分类，分为以下3种类型：一是枪机摄像头，该型号摄像头具有灵敏度高、体积小、寿命长、光学变焦倍数高的特点[2]；二是半球摄像头，该型号摄像头具有体积小巧，外形美观且易于安装，比较适合办公场所的特点；三是球机摄像头，该型号摄像头通常能实现355°限位旋转，适合全方位多角度观察的特点。

（2）按成像原理分类，分为以下4种类型：一是普通摄像头，成像原理：包含一片红外滤光片，用来把自然界的红外光过滤掉。这样摄像头得到的影响才会和人眼接近；二是红外线摄像头，成像原理：要增加红外光的穿透率，这样才能在夜间人眼看不清的情况下，摄像头依然可以捕捉到影像；三是红外热成像摄像头，成像原理：通过镜头镜片材质选择过滤反射掉绝大多数可见光，仅允许通过较窄取值范围的远红外光照射到传感器表面，由这些微弱的远红外光产生的光电效应来计算像素点对应目标的温度；四是白光摄像头，成像原理：有调光技术，机身底部附有光敏电阻来采集外界光线，灯光的强弱是由周界环境来决定的。周界环境越暗，灯光越强。补光视角与视频角度完全吻合。

3.1.2 摄像头报警方式研究

视频闯入报警启用移动侦测报警，同时通过监控绘制区域可以减少报警范围，降低报警频次。并布防时间，确定开启移动侦测的时间，满足实际需求。设置联动方式，确定报警信息推送到何处，可选择推送至上传中心、邮件联动、上传FTP、录像联动。

联动方式设置为上传中心可与海康客户端软件4200、6000或在线系统安防系统进行联动报警。

联动方式设置为上传FTP可以将报警图片上传至指定FTP服务器，通过设置使用一级目录、使用设备IP进行图片目录分类。

3.1.3 智能摄像头报警新功能研究

智能球机具备的功能如下：一是可以通过同时设置电子围栏、场景学习功能，有效降低没有必要的报警信息，提高准确率。场景自学习算法能够减少抽油机上下往复运动产生的误报；很好地降低树叶、昆虫、雨雪天气等产生的影响。该方法已在管理区单井报警中得到广泛应用，见图1。

图1 电子围栏、场景学习功能在生产现场的应用

二是可以提供多场景与电子围栏的组合使用。目前智能球机具备支持多场景与电子围栏的组合使用，通过设置每个场景停留的时间，摄像头可以自动完成预置点停留切换，实现单摄像头多区域自动报警。

3.1.4 红外热成像测温功能

红外热成像的新功能：通过设置绘制点、绘制线、绘制多边形形成测温区域，如：测温编码、点位名称、辐射率、测温距离。与警配置，如最高温度、最低温度、平均温度、温差比对，符合规则测温点会变高亮。

3.1.5 采油厂在用的视频报警系统研究

（1）安防V4.2.1系统。优点：管理区视频监控系统采用了海康威视的iVMS-9800为后台支撑，功能较多，具有较优异的表现性能。缺点：一是需要授权，由于是定制系统，做应用二次开发处理难度较大；二是报警后处置结果不易追踪；三是是按照管理区搭建的，各自独立，不利于全厂统一管理。

通过研究实现了对安防系统后台PostgreSql数据库的访问。

（2）海康iVMS-6000系统。报警图片存储方式有规律：①按照报警日期存储；②按摄像头地址通道存储。

3.2 实现流程

3.2.1 建立摄像头报警管理层级架构

报警管理层级架构图见图2。

图2 报警管理层级架构示意图

3.2.2 获取报警信息

针对已关联iVMS-6000的设备，直接获取iVMS-6000自动报警地址中的图片。针对没有关联报警平台的摄像头采取FTP上传方式获取图片。

对于无配套上传中心的摄像头可采取多种技术组合以实现自动报警。利用间隔循环执行技术，实现每隔30 s时间循环执行Java命令。使用Java-文件检索技术，对服务器指定文件夹进行检索，获取文件名称、创建时间等信息。使用Java-文件自动整理技术，按照制定规则自动将FTP上传文件对应到指定文件夹。通过Oracle数据表比对的使用，对报警信息表中的数据比对，找出新增数据，实现自动报警，见图3。

图3 无配套上传中心的摄像头数据报警示意图

通过以上多种技术组合使用，实现了对报警数据和报警图片的归整，最终获得了统一标准图片存储信息和报警数据信息。

3.2.3 报警信息推送责任人

通过开发视频监控报警处置管理系统，建立监控摄像头与责任人的对应关联关系，当出现视频报警信息时，系统可自动将报警信息和报警图片发送给指定责任人。

3.2.4 责任人处理报警原因

为有效降低责任人处理重复报警工作量，系统采用多信息分组上报规则，自动将同一摄像头1min内发生的多条报警信息打包，一次性集中推送处理。责任人可连续循环查看多张图片来确定具体报警原因，并将报警信息通过手机短信等方式推送给现场管理人员。

3.2.5 报警摄像头在线访问

通过视频监控报警处置管理系统中的访问操控页面，可以实时访问系统中任意指定摄像头，实现云台控制，图片、视频保存等功能。

3.3 技术创新点

（1）在采油厂内部实现了视频报警信息的集中统一管理，并首次建立了视频设备与具体责任人的报警处置回溯追踪机制。

（2）首次采用了移动侦测结果通过FTP上报的方式，在不增加新投入的情况下可以让所有网络摄像头均能实现自动报警。

（3）通过自研方式实现了对摄像头的浏览与操控，并找到了获取安防系统的各类信息数据的有效手段，为下一步全厂层面的单井考核管理提供了有效的技术保障，摆脱对外协的技术依赖。

3.4 应用效果

（1）实现区域实时监控，提高摄像头利用率。通过该技术研究可以实现对于固定点、固定区域进行实时监控，可以发挥重要作用，比如对重点油井、重点设备、趴窝抓捕区域、重点路口、部分重点施工进行监控，可及时对目标区域内的异常状况进行报警。

（2）实现异常自动提醒，大幅降低监控人员工作强度。对固定点的监控可以部分脱离人工自动监控，当发现异常时及时惊醒声音或者画面的提示，减少人工监控的工作量，避免因长时间监控和事件发生的不确定性，引起的人员疲劳造成的事件遗漏。

（3）处置管理系统流程清晰，提高问题处理时率时效。通过该技术实施可以帮助监控人员快速发现、快速处理问题，从而有效降低由于发现不及时导致的采油厂各类经济损失。

（4）管理系统适应性广泛，有极大的推广价值。该技术研究对全油田系统具有普遍的适用性，可以广泛使用在各油田单位，可以有效帮助管理人员提高摄像头使用效率。

4 结语

采油厂生产领域存在着各类监控设备，每天都会产生海量的数据，如何快速地从海量的数据中提取有用的信息对于采油厂安全高效生产至关重要。而将现有监控系统进行数字网络智能化应用无疑是一种非常有效的方式，为此，通过信息化手段搭建了基于视频闯入自动报警系统的智能平台，通过在采油厂实际应用表明，该系统能提高监控时效，减轻人员工作强度，大大增强问题处置速度，有效提升采油厂生产安全保障水平。