數(shù)字化油田方案

#盤將車載預定義的短信息發(fā)送回中心，它控制并接口車載設備中的GPS接收機、GSM通訊機、輸入/輸出模塊、LCD液晶顯示器、通話設備及其它模塊，使之協(xié)調統(tǒng)一，協(xié)同完成系統(tǒng)預定功能。車載終端功能：a.具有GPS定位。氏雙向數(shù)據(jù)通訊。c.接收并顯示中英文信息。d.數(shù)據(jù)輸入。e.菜單操作。f.聲音提示（超速、收到新信息）j.發(fā)送車載預定義短信息。h.車載電話全國漫游通話。i.車載故障自檢、故障報警提示、故障弱化功能。g.具有數(shù)字鍵、確認鍵、向前鍵、向后鍵、顯示切換鍵、返回鍵、摘機鍵、掛機鍵等鍵盤。k.可外接傳感器、控制執(zhí)行機構。3.2系統(tǒng)軟件設計車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件結構從邏輯上分為通信層、服務層和應用層三層結構，模型結構包括基礎數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)應用層、用戶服務層三層結構。該系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)庫、信息發(fā)布和內容管理、開放式集成等技術，系統(tǒng)采用組件式結構，靈活方便，并有良好的通用性和可擴充性。SQLServer」數(shù)據(jù)庫Q其它GPS備份數(shù)據(jù)庫p移動通信代理服務」協(xié)議解釋黑u短信」GPRS/CDMA」數(shù)據(jù)借音」SQLServer」數(shù)據(jù)庫Q其它GPS備份數(shù)據(jù)庫p移動通信代理服務」協(xié)議解釋黑u短信」GPRS/CDMA」數(shù)據(jù)借音」移動終端設備一協(xié)議解釋器加I II~~車輛行||命令-II調度憎思，||車輛信息… 管理」 發(fā)布系統(tǒng)? 管理系統(tǒng)u 數(shù)字地圖"IIIII索統(tǒng)數(shù)據(jù)總線車輛監(jiān)控調度￥InternetHTTP數(shù)據(jù)庫InternetGPS藪據(jù)處理服務+J數(shù)據(jù)庫訪問系統(tǒng)互連」系統(tǒng)軟件結構圖（1）通信層通信層提供車載設備與GPS中心之間的數(shù)據(jù)通信服務，車載終端與中心之間通信采用中國移動GPRS服務，并遵循系統(tǒng)與移動終端無線通信接口標準。（2）服務層服務層提供中心系統(tǒng)移動通信代理服務、數(shù)據(jù)處理服務、信息發(fā)布服務、GIS信息管理服務、數(shù)據(jù)庫服務。1）移動通信代理服務移動通信代理服務內含移動通信接口服務，是中心與移動終端設備之間的通信接口，負責協(xié)議轉換、數(shù)據(jù)匯集。其中每種移動終端設備對應一種協(xié)議解釋器，通信接口服務可以支持多種不同類型、不同廠家的終端協(xié)議解釋。2）數(shù)據(jù)處理服務數(shù)據(jù)處理服務負責與上層應用的通信接口，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分發(fā)與處理，操作命令的認證、下發(fā)、確認，數(shù)據(jù)的存儲、分析，數(shù)據(jù)處理服務是本系統(tǒng)的核心部件。3）數(shù)據(jù)庫服務數(shù)據(jù)庫存儲服務提供管理中心所有車輛信息、用戶信息、終端設備信息、出租調度營運信息等。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。（3）應用層系統(tǒng)功能如下圖所示。應用層功能模塊系統(tǒng)功能框圖應用層功能模塊系統(tǒng)功能框圖油田網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案第一章系統(tǒng)概述需求分析遼河油田油區(qū)面積較大，油井分布較散，油區(qū)治安環(huán)境非常復雜。特別是近幾年來，不法分子盜油、破壞油田生產(chǎn)設施事件時有發(fā)生，給國家和企業(yè)帶來了巨大的損失。因此，為了及時發(fā)現(xiàn)和預防各種盜油事件的發(fā)生，引入先進成熟的視頻技術、網(wǎng)絡通信技術、圖像處理技術，在油區(qū)建設一套技術先進、可靠性高、實用性強的油區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有著十分重要的意義和作用。設計原則針對油田監(jiān)控系統(tǒng)需求的特點，在進行設計的時候，本著架構合理、安全可靠、產(chǎn)品主流、技術先進、低成本、低維護量的設計思路，依此為用戶提供先進、安全、可靠、高效的解決方案。（1）技術的先進性：整個系統(tǒng)選型、軟硬件設備的配置均要符合高新技術的潮流，關鍵的如視頻數(shù)字化、遠距離監(jiān)控均采用國內外工程建設中被廣泛采用的技術與產(chǎn)品。在滿足功能的前提下，系統(tǒng)設計具有先進性，并且在今后一段時間內保持一定的先進性。（2）架構合理：采用先進成熟的技術來架構各個子系統(tǒng)組成穩(wěn)定可靠大系統(tǒng)，使其能安全平穩(wěn)地運行，有效地消除各子系統(tǒng)可能產(chǎn)生的瓶頸，選用合適的設備來保證各子系統(tǒng)具有良好的擴展性。（3）產(chǎn)品主流：在設備選型時，主要依據(jù)目前主流市場的實際情況結合目前市場上占有率高的各類產(chǎn)品中選擇具有最優(yōu)性能價格比和擴充能力的產(chǎn)品。（4）低成本、低維護量：所設計的系統(tǒng)和采用的產(chǎn)品應該是簡單、實用、易操作、易維護。系統(tǒng)的易操作和易維護是保證非計算機專業(yè)人員使用好本系統(tǒng)的條件。（5）集中管理：前端現(xiàn)場設備，各分系統(tǒng)集中于中控室統(tǒng)一控制，實施對所有遠端設備的控制、設置，以保證系統(tǒng)的高效、有序、可靠的發(fā)揮其管理職能。（6）開放性與標準化原則：在系統(tǒng)設計中，采用開放式的設計思想，保證系統(tǒng)與其它應用系統(tǒng)之間具有完善的接口。并且采用已經(jīng)被廣泛使用的工業(yè)標準和技術標準規(guī)范，以充分和其它應用系統(tǒng)無逢集成和連接。第二章系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)目標油田監(jiān)控系統(tǒng)建設的總體目標是：通過先進的產(chǎn)品和成熟的技術，滿足系統(tǒng)建設的總體要求，為油田提供一個結構合理、高性能、高可靠性的視頻圖像監(jiān)控綜合管理服務和安全防范技術支撐平臺，全面、及時、系統(tǒng)的掌握生產(chǎn)一線的重要數(shù)據(jù)和現(xiàn)場活動圖像，為生產(chǎn)決策提供最有力的一手資料。具體包括：（1）通過建立廠區(qū)周界圍墻區(qū)域、門崗位置區(qū)域、停車場區(qū)域以及其他重要區(qū)域的視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，實時了解油田重要區(qū)域的治安情況，加強重點部位的安全監(jiān)管力度，為保衛(wèi)工作提供有力保障和科學依據(jù)，系統(tǒng)要求24小時全天候不間斷運行；（2）通過建立油田區(qū)域視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，全天候的實時傳送車間的重要生產(chǎn)畫面，及時的應對突發(fā)情況，實施了解各生產(chǎn)裝置車間安全生產(chǎn)情況，為油田安全生產(chǎn)提供有力保障；提高生產(chǎn)安全性,為輔助生產(chǎn)提供資料；（3）通過建設一套可靠的專用視頻網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)。實現(xiàn)網(wǎng)絡化異地視頻監(jiān)控管理，實現(xiàn)多中心多級控制管理，實現(xiàn)與生產(chǎn)部門和總部資源共享，緊急情況下實現(xiàn)跨區(qū)域視頻監(jiān)控等；（4）通過建設監(jiān)控控制室，值班人員隨時都可以觀看監(jiān)控畫面，并通過對攝像機上下左右的控制，達到監(jiān)控范圍的要求，把前端的監(jiān)控畫面實時地展現(xiàn)給車間工作人員、調度室調度人員、保衛(wèi)科監(jiān)控人員，并能實現(xiàn)特定用戶在油網(wǎng)能到達的辦公室內對監(jiān)控視頻的查看；通過先進的視頻存儲技術，管理人員可通過錄像查看15天的監(jiān)控畫面。2.2設計內容本方案設計的內容主要包括以下幾個方面：油田視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)包括廠區(qū)周界圍墻區(qū)域、門崗位置區(qū)域、停車場區(qū)域、罐區(qū)、裝卸臺、各生產(chǎn)裝置車間等重點要害部位安裝監(jiān)控攝像機，組成數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)全天候，全方位的監(jiān)控，形成統(tǒng)一協(xié)調的動態(tài)視頻指揮網(wǎng)絡。視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計按照整體結構我們可以劃分成三個部分：圖2-1系統(tǒng)整體結構（1）視頻監(jiān)控前端設計監(jiān)控系統(tǒng)前端遍布于整個廠區(qū)，包括圍墻附近、門崗區(qū)域、裝卸臺區(qū)域和灌區(qū)等車間重要區(qū)域。前端設計采用高清晰的監(jiān)控攝像機，大范圍的監(jiān)控區(qū)域選擇配備輔助轉動設備和變焦設備，可讓攝像機上下左右旋轉和拉近拉遠，讓監(jiān)控無死角；在漆黑的夜晚，通過增加輔助不可視光源的方式達到夜視效果。在防爆級別較高的灌區(qū)和油氣含量較高的裝置區(qū)，給攝像機增加了防爆護罩，增加了防爆系列的防爆云臺和防爆輔助光源。（2）網(wǎng)絡視頻傳輸系統(tǒng)設計建設一套監(jiān)控專用網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，設計了一個星型拓撲網(wǎng)絡，車間的監(jiān)控圖像的傳輸互不干擾，任何一個車間的傳輸部分出現(xiàn)問題或中斷的情況不影響其它車間和廠區(qū)的監(jiān)控圖像的傳輸。此網(wǎng)絡分為了2部分進行傳輸：車間監(jiān)控點的圖像傳輸和廠區(qū)周圍監(jiān)控點的圖像傳輸，傳輸介質采用了光纖進行傳輸。（3）監(jiān)控中心（中控室）設計在油田設置專門的監(jiān)控中心，本方案設計2個監(jiān)控中心和若干分控中心：調度室監(jiān)控中心、保衛(wèi)科監(jiān)控中心和各車間分控中心。2個監(jiān)控中心都能單獨運作，實現(xiàn)所有畫面信號的接受和觀看，車間的分控中心通過權限劃分只能觀看自己車間的監(jiān)控圖像，配備硬盤錄像機相關視頻控制設備和顯示設備，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)集中管理和存儲，能實時查看監(jiān)控圖像和近15天的監(jiān)控錄像，為廠區(qū)的安全管理提供依據(jù)。2.3系統(tǒng)原理圖

前端設備監(jiān)控主機保衛(wèi)科監(jiān)控中心設備調度室監(jiān)控中心設備車間分控中心電視墻硬盤錄像機各視頻矩光端機組視頻分配器組光端機組視頻分配器組光端機硬盤錄像機監(jiān)控主機網(wǎng)絡分控主機液晶電視攝像機云臺攝像機云臺交換機交換機控制鍵盤圖前端設備監(jiān)控主機保衛(wèi)科監(jiān)控中心設備調度室監(jiān)控中心設備車間分控中心電視墻硬盤錄像機各視頻矩光端機組視頻分配器組光端機組視頻分配器組光端機硬盤錄像機監(jiān)控主機網(wǎng)絡分控主機液晶電視攝像機云臺攝像機云臺交換機交換機控制鍵盤圖2-2監(jiān)控系統(tǒng)原理圖第三章系統(tǒng)詳細設計視頻監(jiān)控前端設計監(jiān)控點前端設備負責信號的采集，主要包括攝像機、鏡頭、防護罩、云臺、解碼器、水泥線桿、光端機等設備。這些設備將現(xiàn)場的圖像、數(shù)據(jù)等信號進行拾取并轉換為中心控制設備能夠處理的信號格式外，還具有其它的增強功能，如擴大監(jiān)視范圍的云臺、變焦鏡頭；保證主要前端設備能夠正常工作的防護設備，如防爆護罩、防爆紅外燈和防爆云臺等。視頻圖像監(jiān)控前端由若干前端監(jiān)控點組成，將監(jiān)控點分為兩個監(jiān)控區(qū)域，分別為廠區(qū)范圍監(jiān)控區(qū)域以及生產(chǎn)裝置車間監(jiān)控區(qū)域。廠區(qū)周邊的監(jiān)控范圍比較大，夜間監(jiān)控距離分別可達50米、300米，并且所有設備都要求在夜晚無光的條件下看清監(jiān)控范圍內的物體，因此采用激光夜視監(jiān)控設備和紅外夜視監(jiān)控輔助，各個監(jiān)控點根據(jù)現(xiàn)場需要分別配備高精密度變速云臺和變焦鏡頭。本方案中50米的監(jiān)控點采用紅外夜視設備和低照度高清攝像機，300米設備采用激光夜視設備，可旋轉的所有監(jiān)控點攝像機可實現(xiàn)光圈自動調節(jié)、聚焦、變倍的多項操作功能，圖像信號通過光端機處理后通過搭建起來的視頻專網(wǎng)傳至中控室，再經(jīng)過高速網(wǎng)絡交換機連接到視頻監(jiān)控服務器上，進行實時監(jiān)控及錄像，視頻圖像資料實現(xiàn)網(wǎng)絡實時共享。網(wǎng)絡視頻傳輸系統(tǒng)設計監(jiān)控傳輸部分設計要求監(jiān)控系統(tǒng)傳輸部分負責把前端監(jiān)控點的圖像信息傳輸?shù)娇刂啤@示、記錄等設備上。油田的前端控制點分為兩個監(jiān)控區(qū)域，此外，監(jiān)控圖像還需要顯示在總控中心的顯示設備上。廠區(qū)范圍區(qū)域的監(jiān)控圖像需要顯示在總控中心的顯示設備上。每個生產(chǎn)裝置車間設置為車間級獨立的監(jiān)控系統(tǒng)，在各個生產(chǎn)裝置車間配置監(jiān)控主機，本車間的監(jiān)控圖像顯示在生產(chǎn)裝置車間的控制室內，同時，各個車間級監(jiān)控中心的監(jiān)控圖像傳輸至總控中心，經(jīng)過監(jiān)控主機顯示并通過液晶顯示器擴大圖像。監(jiān)控系統(tǒng)傳輸部分設計原則（1）在保證前端設備與主控室之間視頻、控制信號傳遞暢通、信號清晰的前提下，建立專用網(wǎng)絡，能同時滿足用戶其他網(wǎng)絡應用的需求。（2）傳輸系統(tǒng)保證可接入企業(yè)網(wǎng)和internet,通過企業(yè)網(wǎng)實現(xiàn)遠距離范圍內跨區(qū)域視頻監(jiān)控。（3）系統(tǒng)可與其它系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享。監(jiān)控系統(tǒng)傳輸部分設計根據(jù)傳輸部分的設計要求以及用戶現(xiàn)場的實際情況，本方案采用模擬傳輸與數(shù)字訪問相結合的方式，在調度監(jiān)控中心配置一臺多路數(shù)矩陣以及一臺高性能交換機。廠區(qū)范圍的前端監(jiān)控點，統(tǒng)一鋪設光纜，采取“就近編組”的原則，通過光端機—光纖—光端機的方式將模擬視頻信號傳輸至調度總控中心，每路視頻信號到達總控中心后，一分為二，一路連至數(shù)字硬盤錄像機，數(shù)字硬盤錄像機連至高性能交換機上，另一路直接連到視頻矩陣。每個車間設一個分控中心，前端監(jiān)控點采集的視頻信號經(jīng)過光端機傳輸?shù)秸{度監(jiān)控中心，采用光端機—光纖—光端機的模式，將各個車間的模擬信號會聚到中心的嵌入式數(shù)字硬盤錄像機上，在由網(wǎng)絡到達各分控中心。

圖3-1監(jiān)控系統(tǒng)視頻信息流圖監(jiān)控中心設計監(jiān)控中心功能（1）實時監(jiān)控控制功能：利用現(xiàn)場設備采集的圖像信號進行全方位監(jiān)控，在中控室建設控制平臺，可以對遠端設備鏡頭、激光燈的光斑進行實時調整。（2）錄像和存儲功能：系統(tǒng)對各個監(jiān)控點的圖像進行全天24小時不間斷實時錄像，錄像保存時間不小于15天，具備自動溢出功能。錄像方式可以是自動錄像也可以是手動錄像。（3）查詢和回放功能：用戶可以方便的進行錄像查詢，可以通過多種方式進行查詢，比如日期、鏡頭名稱、地點等方式。（4）抓圖功能：值班員可以方便的對現(xiàn)場監(jiān)控圖像進行抓拍。（5）預置位功能：對重點目標可以設置預置位，便于迅速定位。（6）網(wǎng)絡瀏覽功能：系統(tǒng)具有網(wǎng)絡瀏覽功能，分控用戶和分控中心也可以觀看到生產(chǎn)第一線的實時情況。（7）多種用戶權限功能：為便于系統(tǒng)管理和系統(tǒng)的穩(wěn)定，系統(tǒng)必須具備多種用戶登錄權限，設置不同的管理功能權限，防止數(shù)據(jù)參數(shù)被更改，影響到系統(tǒng)穩(wěn)定，影響到重要數(shù)據(jù)的安全。3.3.2調度室監(jiān)控中心設計監(jiān)控中心由液晶電視電視、控制臺、視頻矩陣、監(jiān)控主機、網(wǎng)絡交換機等設備組成。調度室監(jiān)控中心選擇如下配置（參考）：（1）監(jiān)控大屏選用液晶顯示器，通過輪巡的方式顯示各級畫面。（2）在調度室監(jiān)控中心監(jiān)控區(qū)域共3臺數(shù)字硬盤錄像機接入到網(wǎng)絡中，分控中心及遠程IP網(wǎng)絡客戶端通過登錄數(shù)字硬盤錄像機可以同時監(jiān)控和控制前段攝像機。（3）配置2臺視頻還原主機，作為生產(chǎn)裝置車間模數(shù)轉換的工作主機。3.3.3保衛(wèi)科監(jiān)控中心設計說明保衛(wèi)科監(jiān)控中心拓撲圖結構如下圖3-2所示。鍵盤處理器視頻分配器交換機插卡式光端機組監(jiān)控主機智能網(wǎng)絡矩陣保衛(wèi)科監(jiān)控中心鍵盤處理器視頻分配器交換機插卡式光端機組監(jiān)控主機智能網(wǎng)絡矩陣保衛(wèi)科