1、項目背景介紹
隨著大慶油田“創建百年油田”、“建設數字油田”目標的確立，為了配合油田產能建設，開發油田生產數據自動采集及生產現場遠程視頻監控功能，大慶油田通信公司對油田現有生產設備進行信息化改造，建設一套集油田視頻監控及數據傳輸為一體的油田數字化綜合業務系統。該系統可以大大提升生產系統自動化管理水平，提高油田采收率、增加原油產量、降低勞動強度、節約企業運行成本、保證工人人身安全、從而提高企業核心競爭力。
該系統將油井、計量間、中轉站、聯合站等站點的視頻監控信息數據集中起來，通過有線、無線或有線、無線混合的IP網絡，與采油廠現有的計算機網絡相連接，實現對生產現場的實時監控和生產設備的遠程測控。最終，實現對現有人力資源的合理調配和對整個生產過程的自動化管理。
2、系統設計要求
基于此次覆蓋范圍超過180平方公里，中心點與井區的最遠距離為10公里的基本情況，針對采油廠生產環境復雜，油井分布零散的實際情況，大慶油田對本次系統提出了如下的要求：
要具備網絡化監視管理功能，采用SCDMA無線接入、光纖接入、SCDMA McWiLL無線寬帶接入等多種網絡接入方式相結合，為全井區作業面的網絡攝像機提供接入;
整合污水處理區、生活區原有模擬視頻監控系統;
實現井區到廠區的長距離高帶寬回傳，支持高質量視頻圖像傳輸;
利用原有的網絡和新組建的網絡實現前端網絡攝像機的分級、分權限集中控制管理;
系統先進可靠，具有自主知識產權。
防盜、搶原油事件，事件發生時，實現遠程告警，油井泄露原油告警 ;
可遠程指導作業施工與設備維修 ;
磕頭機(抽油機)正常工作過程中，突然停機，或靜止狀態，突然啟動抽油。如果發生此類事件，中心控制室端口，要提供聲光報警(根據客戶要求，可以增加語音告警)
傳輸距離較遠，且采油點可能遷移或新增，因此整個圖像監視系統，要便于今后系統監視網點擴充，預留基于Wi-Fi的語音、井下數據采集等功能的擴展;
根據客戶要求，現場監視圖像壓縮后存入硬盤。作為“歷史”存放，并可以以日期、時間、監測站點為檢索要素查詢圖像。
3、方案設計說明
3.1、油田監控系統前端設備選型
1、在各作業區中轉站、聯合站、注入站及配置站等站點室內主要工作崗位安裝網絡紅外一體化攝像機，對生產狀況進行監視。攝像機安裝室外帶雨刷除塵功能的溫控護罩避免粉塵油漬損壞攝像機;攝像機可以接入多種報警設備，當有警情的時候，自動調用預置位，封鎖重要監控區域，自動發出報警、聯動錄像、向上級指揮機構發出告警提示、向相關負責人發出手機報警短信。
2、油田的抽油機、計量間、中轉站及聯合站等室外安裝網絡紅外高速球，對站內全貌進行監視。網絡紅外高訴球可以設置掃描區間，在指定的區間內按照預先設定的路徑進行巡視。具有多路報警輸入輸出信號接口，可以外接紅外對射，通過紅外對射的開關信號觸發球機預置位，也可以外接警號觸發報警聲音;
3、配置無線網絡攝像機，滿足油井臨時監控點布設的需求，可以方便的移動位置，不用重復敷設通訊線路，設備采用WEB加密方式，支持802.11b/g，可擴展802.11i，可以擴展3G模塊，滿足未來更高級的通訊方式;
4、大慶油田污水處理廠網絡視頻監控產品線中的4路D1網絡視頻服務器整合原有模擬監控系統，實現網絡傳輸、遠程視頻監控的功能。
5、配置小型紅外一體化網絡攝像機，從安全防范的角度，保障生活區內的建筑、設備的安全、防盜、防火。
6、在采油井關鍵部位設置定點監控攝像機，將油壓表、流量表等數據總線接入網絡視頻服務器，利用網絡視頻服務器的透明通道進行傳輸。在系統控制中還可以接入電流電壓檢測模塊、溫度濕度檢測模塊，這些檢測模塊都可以共享網絡視頻服務器的數據通道。網絡視頻服務器接入本地監控網絡。
3.2、油田監控系統數據傳輸技術
針對采油廠生產環境復雜，油井分布零散的實際情況，通信公司將采用相應的傳輸方式進行混合組網。主要選擇傳輸方式如下：
1、SCDMA無線接入方式 ：
SCDMA是同步碼分多址的無線接入技術，它采用智能天線、軟件無線電以及自主開發的SWAP+空中接口協議等先進技術，是一個全新的擁有完整自主知識產權的無線通信技術標準。 目前，油田通信已經構建了SCDMA無線通信網，已建基站450余座，覆蓋整個油田五千多平方公里。以SCDMA無線通信網為依托，可以實現對遍布在大慶油田的無人值守機采井、計量間進行自動檢測、數據采集和控制。
系統優點
網絡覆蓋范圍廣，已遍布整個大慶油田，尤其對偏遠油田覆蓋效果非常理想，完全適合油田自動化數據采集需要;
系統性能穩定，可靠性高，巡檢時間短;
系統具有語音、數據優先級設置功能，可以根據用戶的需求
設定各種業務的優先級，可以令數據業務優先于語音業務，以保證數據傳輸的實時性、可靠性，這一點是其他運營商的網絡不可比擬的。
SCDMA數據通信終端具有自我檢測功能，它與外接的RTU設備具有心跳機制，在工作過程中互相監視、互相復位。
2、光纖接入方式
光纖接入作為搭建數據傳輸網絡的一種有線接入技術，它擁有容量大、傳輸頻帶寬(可以提供100M的寬帶接入)、信號損耗低、抗干擾能力強等優點，是油田數字化建設中傳輸技術的最佳選擇。
光纖接入方式不但可以實現視、音頻信號的高質量傳輸;同時，還能保證采油礦各站點自動化采集數據的實時傳送;另外，也將為油田下一步辦公自動化建設提供寬闊的網絡空間。
3、SCDMA McWiLL無線寬帶接入系統
McWiLL無線寬帶接入系統是一種基于CS-OFDMA技術完全自主知識產權的全IP移動寬帶無線接入系統，能夠提供超大容量的移動寬帶數據和移動語音業務，可以為油田野外單井的視頻監控信息和數據采集提供無線寬帶接入方式。
McWiLL主要特點：
高容量：單扇區容量15Mbps/5MHz ，三扇區設置可以提供45Mbps;
覆蓋廣：城市覆蓋半徑1～3km, 郊區可達30km;
高帶寬：上下行總共可達3Mbps的傳輸速率;
多頻段：400M，1800M和3300MHz等不同頻率的產品和多頻終端;
同頻組網：實現1×1同頻組網，并且性能穩定;
超大語音容量：單扇區支持雙向各300個并發信道;
上下行帶寬靈活：上下行帶寬分配比例可以靈活調整:1:7、2:6、4:4等;
安全：自主知識產權、多層次安全方案;
低輻射：綠色環保。
3.3、監控中心
監控中心包括管理服務器，數據存儲服務器，監控終端，管理員操作主機。 管理服務器配有數據庫管理系統，對監控人員的管理、登錄、瀏覽、控制、刪除、復制、備份等的權限，及各個網絡攝像機的登錄、錄像、瀏覽、控制權限級別進行統一管理。管理服務器還負責報警信號的處理與保存，根據預定的報警方式，準確及時的對各監視點發出的報警信號做出響應。管理服務器是整個系統運行的管理核心，控制著整個系統數據的流向，提供各種數據的訪問、備份、刪除、檢索權限的設置與驗證。 數據存儲服務器用于保存從各監控點傳回的實時圖像數據，提供實時錄像、定點定時錄像和錄像數據檢索回放功能。存儲服務器可根據設置實行自動擦寫循環錄像，做到全天無人值守。 管理員操作主機主要供系統管理員進行系統管理用，能進行系統配置，數據維護，權限設置等。 監控終端是基于 PC 的終端設備，可接收來自各監控點送回的數據視頻流，并進行解壓顯示。同時也可作為系統管理終端，通過登錄管理服務器，完成監控管理的各項功能設定，是監控人員與監控系統進行人機對話的一個主要設備。
在本地監控系統中設置NDVR，負責實時監控、錄像、設備控制、數據采集分析等任務。同時NDVR還將為遠程油田系統總部提供數據轉發服務，保證上級管理部門可以在遠程實現對本地的監控和管理。
在總部監控中心，將設置統一監管系統。可以有效監管下屬各個采油站點的實時工作情況。對上傳的數據采集進行數據報表分析。管理人員也可以利用網絡通訊平臺和各個采油站點的工作人員進行在線語音、文字交流。
4、主要功能特點：
1、提供完善的實時監控、設備管理、權限控制、錄像策略、系統日志管理、報警系統管理、圖像管理、人員管理等功能。
2、通過視頻服務器I/O采集模塊，將抽油機的電流電壓、溫度濕度報警實時上傳至監控中心，并自動形成報表，監控數據將會保存在數據庫中，為日后分析提供依據。
3、網絡視頻服務器可以監測系統運行數據。一旦超過標準值可以通過控制接口控制系統保護功能。同時這些報警數據將會優先傳送到上級指揮機構。為上級領導做出決策提供依據。
4、利用網絡視頻服務器的雙向語音功能，通過網絡監控平臺實現領導和各采油站點工作人員在線語音、文字交流。
5、前端監控系統錄像策略包含定時錄像、手動錄像、報警聯動錄像、視頻移動錄像等多種錄像模式。管理員可以在重點區域重點時段啟用定時錄像功能，在報警設備防區設置報警聯動錄像功能，當有警情的時候可以自動聯動錄像并設置報警預錄時間。
6、網絡視頻服務器、網絡紅外攝像機和網絡紅外高速球可以提供高清晰的監控畫面。在系統數據庫中設置有地形面貌檢索記錄，工作人員可以記錄現場的地形地貌，為日后的勘探提供直觀的視頻錄像文件，相關的技術參數也可以由數據庫中檢索出來。
5、 結束語
本次視頻監控系統保證了油田內部從以前粗放式管理向信息化管理的過渡，加強了對采油到輸油過程的集中管理、環境監控以及生產生活細節監控。建立包括油井遠程視頻監控、輸油管線泄露監測、集輸站庫自動化監控、污水處理、小區安防等多系統的監控平臺，目的是利用該套視頻監控系統，保證原油開采提供各類安全保障，保證整個生產過程的正常運轉。
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