数据与管理是数字化油田建设的两个重点内容,而视频监控与存储等安防技术是数字油田的重要应用技术之一,目前采用最新安防架构的管理信息系统已经应用于多个大型油田的数字化建设项目中,有效保证了有关油田生产内容的海量数据的传输、处理与存储。
从目前的应用情况来看,在数字化油田的视频监控领域,国内大型油田已逐渐淘汰原有的模拟视频监控方案而采用架构更先进的数字视频监控系统,在油田作业区域及各有关地区建设了网络视频监控前端,实现了监控视频的网络传输、异地存储以及网络客户端查看与控制。然而,在油气田这种范围广、监控区域大、重点监控部位多的项目中,网络视频监控系统建设的难点很多。针对油田的偷盗抢问题、大面积辖区监控问题、无人值守油井监控等问题,很多近乎“无理”的监控要求很难得到满足,如一个监控摄像头可监视2公里左右的输油管线,出现异常时拉伸镜头至细节部位仍可清晰显示;一个监控摄像头可采用广角形式监控多个集中的油井站点;采油机停止工作时立即报警;对进入油井平台工作区的人、车、物进行跟踪记录,夜间设定禁区,对闯入行为进行报警录像等等。
这些监控需求都是根据数字油田可能会出现的安全问题所提出,如采取以往传统的标清监控,开关量报警及实时录像的视频监控形式,已无法满足数字化油田的以上种种需求。随着高清视频方案及智能识别系统的应用逐渐成熟,“高清”及“智能”这两大安防热点技术也在数字化油田的建设中有了最新的用武之地,以上提及的问题也有了新的解决办法。
不同解决方案的市场成本
“油耗子”是所有国内大型油田的重点监察对象,据统计,国内某大型油田周围就有近千人从事原油的盗抢活动。随着油价的不断攀升,“油耗子”对油田开采造成的经济损失也逐渐加大,由其产生的石油泄漏与污染所造成的间接损失更加不可估量。对油田盗抢进行视频监控和报警是数字化油田的监控重点,一般在设立前端监控点时都会对油井平台及传输接口进行重点布控。然而,对延绵数百公里的原油传输管线进行视频监控一直是数字化油田视频监控的难点之一。例如对长度为100公里的原油传输管道进行全面的视频监控,必须采用球型摄像机进行巡航检查,当出现嫌疑对象或泄漏事故时,要对准局部画面放大并清晰显示现场情况。
基于案例需求,如采用D1(分辨率720X576)的监控前端,即使采用广角摄像机,由于其清晰度限制,则最多每500米假设一个标清监控点,100公里内共需建设200个监控点,每个点的建设及施工费约为2万元,共计400万元,10个人的施工队施工周期约为30个工作日可完成。
如采用高清方案,使用目前技术成熟的18倍以上光学变焦的球型高清网络摄像机,分辨率可达到720P(分辨率1280X720)以上,可采用广角镜头监视距离500米、长度2公里的输油管线,且对出现异常情况的局部拉伸放大后图像画面依然清晰准确。每个点建设及施工费不超过3万元,共计150万元,10个人的施工队施工周期约为10个工作日就可完成,在清晰度远超标清监控点的情况下,施工难度和总建设费用也大幅降低。
在油田或附属加工单位的管理规定中,为了保证生产安全或产品管理,对车辆的管理都十分严格,对于不明车辆或非授权车辆进入重要设施附近的情况更是要严格禁止。采用车牌识别功能,可以自动捕捉车辆的车牌信息,帮助安保人员进行及时的核对,对不明车辆进行检查和处理,严防偷油运油车辆私自进出。
除此之外,几年前高端模拟摄像机推出的车辆人员自动跟踪技术也已在网络摄像机上实现,当出现移动的人员或车辆时,带云台的枪机或球机可对发生变化的人或物实施放大跟踪和抓拍,有效保证现场证据的采集完整性和清晰度。
高清视频监控在油田的部署
不同于城市监控或厂矿监控,油田地广人稀,井区相应的取景范围也非常大,一座大型油井占地面积可以超过10000平方米,如此大的取景范围使用一般的标清摄像机,即使采用广角镜头可显示全景,也无法在镜头拉伸后清晰显示细节画面,同时还增加了取景难度。目前一般采用同一区域建设多个视频监控点的方式来实现即可综合显示全景又可拉伸显示关键部位的监控需求。这种建设方式的不足有很多,如无法采用一台摄像机监视全景,增加了监控中心的监控压力和显示设备费用;而如果采用高清摄像机,则可大大降低监控人员的监视工作量和监控设施建设成本。
以监控一座面积10000平方米的油井全景为例,采用D1分辨率的标清广角摄像机由外向内监视油井设施及建筑需每25米布控一台球型摄像机,共需建设16个全景监控点,由内向外监视油井周边设施需建设8个全景监控点,则共需24个监控点位来完成对井区全景的监控。
如采用分辨率大于720P的高清球型摄像机,每个方向仅需建设一个监控点即可完成无死角监控并达到令人满意的清晰度,以此计算仅需8个监控点位即可完成井区全景监控,无论在前端点位建设费用,终端解码及显示成本上相对标清方案都有大幅度降低,更重要的是,视频画面清晰度也达到标清效果的数倍以上。对于多个小型油井集中分布的情况,一台高清摄像机可采用广角镜头将区域内所有小型油井纳入视频画面,而当将镜头拉伸放大对准某个油井或采油机时仍能清晰显示细节内容。
智能识别在油井监控中的应用
在网络视频监控领域,智能识别技术正在逐渐完善,成为网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。搭配了高清视频这一利器后,智能识别技术发展得更精确有效。在数字化油田领域应用智能识别技术的意义重大,目前可以实现的智能识别应用已经很多,并达到了较理想的精确度。其具体应用主要有:
无人值守油井的智能化应用:
大型油田区域内多建有密集的小型无人值守油井,对这类油井以往都是安排值班人员每天定时前往现场观察检测,以确保采油机的安全工作。这种方式耗费了大量的人力物力来进行机械性的简单工作,进行智能识别的应用后,可对小型无人值守油井进行智能视频监控,对采油机正常动作进行设定,当采油机运动停止或不规律时,立即在监控中心进行报警。运用这种方式,一个值班人员即可对整个油田的无人值守油井进行实时监控,降低了对这类油井的维护成本。
油田周界检测和边界防护:某些重点警戒区域内不允许有人或车辆进入,或者发现有人或车辆进入时须提醒安保人员查看是否是正常工作的内部人员,否则容易产生较大的安全隐患。针对这种情况,可在重点警戒区域内设置周界检测线,如果有车辆或人员进入,则自动报警并提醒安保人员进行判断,以防止偷油或者其他不法行为或可能造成危害的事件发生。
可疑物品遗留检测:石油作为一种易燃资源,任何小的疏忽都可能酿成非常严重的后果,因此在油田的任何场地出现无人认领的遗留包裹都是一个危险现象。而采用物体遗留检测功能可实时检测监控范围内出现的遗留物,当出现运动中的人将行李或包裹放置在地上之后离开的行为时及时报警,通知安保人员及时处理。
降低值班人员工作强度:传统的全人工值守因摄像头数量多而无法一一监看,或因疲劳、疏忽易造成错报警或漏报警,视频智能识别技术的应用能有效避免这一难题,7×24小时无间断无人值守,有效降低人力成本。视频智能识别在对监控摄像机画面内容进行目标识别与行为检测,自动识别面相、非法入侵、跨越警戒线、物品盗窃、可疑物品遗留、人员车辆滞留、烟雾、火焰等各种异常情况的判定上正在逐步代替人类成为不会疲劳的值班员。
结语
通过以上高新技术手段来建设数字化油田,不仅是油田适应外部环境变化,参与开放市场竞争的必然选择,也是油田增强企业核心竞争力的有效手段。随着国家建设数字化油田的步伐逐渐加快,网络视频监控平台已经成为数字化油田的标准配置之一,可以预见,高清视频及智能识别技术在数字化油田建设中的应用也会越来越多,甚或成为数字化油田的标准配置。
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