海上平台防入侵与溢油监控综合解决方案

齐树毅，刘东，周暐，刘桂厚(海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

0 引言

近十年我国海洋石油勘探和开采规模不断扩大，目前渤海的各个作业区海油平台数量稳增，并逐步向东海、南海等深海扩展。随着平台数量的增加，高密度的海上工程设备和大量的进出船舶，海钓行业的发展，将我国大部分近海海域的海上平台置于安全事故隐患严重的威胁之下，海上油气田开采本身就具有易燃易爆、生产环境危险、生产连续不间断等特点，一旦发生安全事故，轻则对平台生产产生关停的经济影响，重则会影响到海洋环境、生态环境、渔业、旅游业等，给国家经济、海洋环境以及人民生产生活产生极大的损害。

随着渔民、钓鱼兴趣爱好者的海上交通工具的日渐发达，渔船、私人船舶、快艇等小型船舶靠近石油平台进行抛锚、捕鱼、钓鱼等现象时有发生，甚至有些船舶知悉为无人平台后会非法登平台，为平台的管理工作、安全生产带来极大的安全隐患。据统计，仅2015年海上平台驱赶渔船的报告2 000余起，其中绝大多数发生在渤海油田；另外接到外来人员登临设备钓鱼的报告1 900多起，也是绝大多数发生在渤海油田。因此设计一套对海上石油平台周围海域集探测监控等功能的防入侵与溢油监控综合解决安全生产系统显得尤为必要。

1 方案研究

海上石油平台防入侵与溢油监控综合解决安全生产系统，其目标要求为实现对平台周边区域内渔船、小型船舶捕鱼、钓鱼等活动，以及其他非法进入作业区域船舶进行智能探测、自动跟踪功能，对平台附近海域海面进行溢油监控，通过摄像头进行巡逻、检测实现智能监控，发现目标后可自动调用高清视频摄像头对目标自动锁定，通过高清摄像头对海面溢油进行实时监控，通过声光报警进行报警和预防，如图1所示。该系统应包括以下4个子系统。

图1 海上平台防入侵与溢油监控架构

1.1 视频监控系统

为加强对外来人员登临平台的监视、防范和取证，在平台带缆甲板设置摄像头，对该区域进行重点监控。该系统能对安防监控的场所、部位、通道等进行实时、有效视频探测、视频监视、图像显示、记录和回放，并具有视频入侵报警功能。

1.2 声光报警系统

在中控室内主机端设计一台独立广播功放单元和话站，通过电缆连接在平台带缆甲板上部，设置有闪光灯和高音喇叭，用于人员非法登陆报警，同时可以根据需要与平台广播系统中互连，用于全平台设施通报。

1.3 船舶自动识别

平台设置的AIS系统能对过往船舶船只航行的静态和动态信息进行连续地监视和管理，防入侵与溢油监控系统预留与AIS系统接口，共享信号，当过往船舶接近平台安全区时，可报警提醒平台作业者，通过发布航行警告提醒过往船只主动避让，或通过守护船对靠近平台船舶进行驱逐。

1.4 溢油监控系统

在平台高处一般选择在上甲板四周设置四路高清摄像头对平台四周海面进行实时监测，一旦出现溢油现象提前预警防止大面积扩散。溢油监控系统摄像头接入安防防入侵系统两者融合，共用一套主机、软件和显示单元，满足实时陆地传输需求。

2 系统设计

海上平台防入侵与溢油监控综合解决方案是基于CCTV系统进行功能扩展、升级优化和再设计再开发的一套系统，其用途有很强的针对性。CCTV系统在海上石油平台设计方案是常规配置，目前的CCTV系统配置也在经历从无到有、从少到多、从模拟到数字、从传统向网络演变的一个过程，从最初的每个平台设计四五台高清摄像机进行关键区域的监控，到现在一个平台可以设置多达四五十台摄像机，从数量和投资都在成倍增长，目的就是借助视频监控技术对日常生产进行监控，减少日常人力巡检的频次，并在人员无法进入的危险区域实现生产周期的全监控。设计团队在设计CCTV系统方面积累了很多经验和厂家资料作为基础，有标准化文件作为支撑，有3D设计作为辅助，具备开展解决方案的良好基础和先决条件。

而海上平台防入侵与溢油监控综合系统原理是和CCTV系统相同，但是在此基础上增加了红外传感、热成像、荧光探测和智能分析功能，防入侵和溢油监控系统从总体上可以分为系统前端探测器、监控管理设备和系统软件等部分，本套系统采取前端设备分散安装、监控中心统一监控管理模式进行系统架设，设备与监控中心通过网络相联，将所有采集的图像信号传送到监控中心[1]。系统前端设备包括防爆红外热成像设备、防爆高清摄像机、网络传输设备等。监控管理设备包括网络录像机、数据处理服务器、数据传输设备、远程IO控制器、网络传输设备、客户端电脑、广播系统等。其中客户端电脑为双显，一个作为防登临功能，另一个作为防溢油显示。该系统通过红外热成像探头进行巡逻、检测，以及搭配高清视频摄像头对平台附近海域实现智能监控，当在监控区域内发现目标后，系统可自动调用高清视频摄像头对目标自动锁定，通过后台软件的比对分析对外来船只、人员进行监控预警，通过4台专用溢油探测或者变通高清摄像头对海面溢油进行实时监控，对海面出现的油污进行监控取证并预警，该系统可以实现以下功能。

2.1 入侵监控

前端探测设备安装在海上平台的甲板边沿，其中，防登陆用途的防爆红外热成像设备、防爆高清摄像机为成对上下安装，并分别安装在下甲板对角。

2.2 溢油监控

防溢油用途的防爆高清或溢油监控专用摄像头在平台上甲板四角安装，并向海面进行监控。

2.3 自动报警

同时配置一套独立功放的广播报警系统与监控管理系统对接实现联动，当前端设备监控到异常信息不明船只靠近，可以通过该功放进行自动或人工报警，向船只发出广播预警和灯光警示。

2.4 联动功能

系统支持通过网络将非法事件进行上报，传送到执法或搜救船只或者陆地执法搜救指挥中心寻求帮助[2]。

目前海上平台设计常规配置了广播报警系统和AIS系统等通讯系统，均可以通过硬线接口实现与防入侵与溢油监控的互联。通过集成整合PAGA功能与场内声光报警装置进行平台上区域广播告警和预防，也可在海上平台防入侵与溢油监控综合系统内，单独预置广播功放和声光设备作为独立的控制和分区报警，为保证海上石油平台安全生产，避免渔船进入平台安全生产范围，平台周围海面溢油等事故，提供声音与视觉警示。

3 总结应用

目前海上平台防入侵与溢油监控综合解决方案先后在旅大某项目四个平台、渤中作业区、曹妃甸作业区和蓬渤作业区以及辽东作业区平台等渤海多个平台进行设计应用，并有部分项目已经投产实施。海上平台防入侵与溢油监控综合解决方案的成功设计应用，保障了海上平台的安全生产，提高了平台的安全环保等级，对可能发生的危险和环保事件提前预警，防微杜渐，避免出现重大安全事件和重大环保事件，有效避免海上生产经济损失，创造了良好的经济效益和社会效益。