隨著油田現(xiàn)代化管理進程的不斷加快，迫切需要一種全天候的、24小時無人值守的監(jiān)控方式，以保證采油井、輸油管和儲油罐不會因復雜的工作狀況、工作人員的違章操作、而停止工作。下面結合深圳榮通達公司研制開發(fā)的油田無線數(shù)字微波網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在某油田的應用為例，就無線視頻監(jiān)控與大家共同探討一下。
系統(tǒng)功能需求
油田采油站總體目標要實現(xiàn)無人值守作業(yè)，系統(tǒng)實施后應能達到如下功能：
1、實時監(jiān)視、實時記錄：中心控制室能全天侯地對采油作業(yè)區(qū)進行全程監(jiān)視，當盜、搶原油事件發(fā)生時，能實現(xiàn)遠程告警，能實時記錄過程狀況，可以為事后偵破提供可靠的證據(jù)。
2、遠程指導：中心控制室能對施工及設備維修人員進行遠程操作指導。
3、遠程告警：當油井原油泄露時，在中心控制室能實現(xiàn)遠程告警。
4、設備工作狀態(tài)檢測：如果發(fā)生抽油機工作過程中突然停機或抽油機關閉狀態(tài)時突然啟動，中心控制室都要能提供實時檢測，并聲光報警（根據(jù)用戶要求，還可以增加語音告警和雙向語音通話）。
5、監(jiān)控圖像數(shù)字化存儲：采油站現(xiàn)場監(jiān)視圖像經數(shù)字化壓縮后存入硬盤，并可以日期、時間、監(jiān)測站點名稱為檢索關鍵字能隨時進行查詢。
6、設備性能先進：設備選型要保證技術領先、性能可靠、操作簡便、實用；并要維護簡單、性價比最優(yōu)、適當留有擴展余地。
7、系統(tǒng)功能完善：監(jiān)控中心能隨時掌握監(jiān)控區(qū)域內的情況，能檢查各個重點部位的安全狀態(tài)，能及時處理突發(fā)事件，并自動進行錄像，錄像資料要方便查詢。
8、操作簡單實用：智能化設計，盡量減少系統(tǒng)安裝的復雜性，系統(tǒng)要穩(wěn)定可靠，維護簡單。
系統(tǒng)方案選擇
鑒于油田通常分布在沼澤荒漠區(qū)域，又具有通訊不便、布點分散、人員稀少等特點，所以要通過敷設線纜來實現(xiàn)油田監(jiān)控是比較困難的。然而無論是安防監(jiān)視還是對設備的檢測管理，油田監(jiān)控又是非常重要。針對油田的這些特點和困難，如何來實現(xiàn)油田安防監(jiān)控和設備檢測呢？
無線數(shù)字微波作為新的傳輸方式，已經在許多行業(yè)得到了應用。它將傳統(tǒng)的模擬圖像進行數(shù)字打包、通過無線數(shù)字微波網絡實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
在技術上其是利用無線網絡視頻服務器把模擬圖像信號轉換成壓縮的數(shù)字信號，然后通過微波進行遠程聯(lián)網傳輸。
無線網絡視頻服務器視頻算法采用了MPEG4或H.264的標準算法；具備TCP/IP等多種傳輸協(xié)議；符合Wi-Fi、支持IEEE802.11b/G、SNMP網絡管理；提供 64 位和 128 位 WEP 加密措施；支持點對點、點對多點、傳輸距離可達10公里～20公里（RO-2400為10公里，RO-2400A傳輸距離為20公里），并經中繼后可以實現(xiàn)更遠的傳輸距離，能實現(xiàn)與多種網絡環(huán)境兼容。
隨著無線網絡傳輸和接入設備的日益成熟、完善，無線網絡以其方便快捷的通訊優(yōu)勢迅速在各種地形條件較差的環(huán)境中得到迅速應用。目前無線網絡設備能夠提供11M、54M、108M等穩(wěn)定的系統(tǒng)帶寬，可以滿足音視頻多媒體數(shù)據(jù)的傳輸要求。所以網絡視頻技術和無線傳輸技術的結合將是未來的發(fā)展趨勢之一，其在油田的應用將會越來越廣泛。
系統(tǒng)實施方案
系統(tǒng)將按照網絡結構進行設計，在油田作業(yè)區(qū)、工作區(qū)、生活區(qū)等處都設置安防監(jiān)控設備；在采油井、抽油機等處設置設備監(jiān)測管理設備；在油田系統(tǒng)總部設置遠程統(tǒng)一監(jiān)管設備，其功能包括警情處理，數(shù)據(jù)報表分析，遠程管理等任務。系統(tǒng)架構如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)整體架構圖
油田監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像設備、無線微波傳輸設備、監(jiān)控中心接收主機設備等三部分構成。
前端攝像設備
前端攝像系統(tǒng)又由二種組成方式：即無線微波視頻服務器+帶紅外夜視模擬攝像機、或無線微波發(fā)射器+視頻服務器+高速球（常規(guī)監(jiān)控設備）。根據(jù)實際需要，在前端油井安裝具有紅外夜視功能、220倍一體化攝像機，并配置帶雨刷及具除塵溫控功能的全天侯防護罩，使其在夜間也能清楚地看見監(jiān)控的目標。
為了實現(xiàn)全方位大視野的監(jiān)視，前端在一些位置還安裝了320倍高速球。前端監(jiān)控點位置的選擇，首先應安裝在油井、施工作業(yè)區(qū)、抽油機區(qū)、儲油罐區(qū)、生活區(qū)等處，要求視野寬闊、無障礙、監(jiān)控范圍大。
為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩(wěn)定，一般攝像機被安裝在鐵塔上，由于油田監(jiān)控系統(tǒng)設備都安裝在野外，其實際高度要高過附近的山丘和樹木。安裝攝像機的鐵塔強度要高，否則圖像會產生晃動現(xiàn)象。鐵塔接地要求非常嚴格，接地電阻一定要小于4歐姆。
為了實現(xiàn)對前端設備的數(shù)據(jù)采集和控制等，系統(tǒng)在前端相關設備處安裝井口油壓溫濕度探測模塊、抽油機電源電流電壓檢測模塊、原油流量數(shù)據(jù)采集模塊等等，這些數(shù)據(jù)檢測采集模塊隨同音視頻信號被就近接入到無線數(shù)字微波視頻服務器，經數(shù)字化壓縮后，透過無線數(shù)字微波網絡，遠程傳輸?shù)接吞锏谋O(jiān)控中心。
無線微波網絡及傳輸設備
由于油田的油井分布區(qū)域很廣，傳輸不可能采用敷設線纜（或光纜）的方式。因此應首先考慮無線傳輸方式。選用無線數(shù)字微波傳輸方式使施工方便，造價低廉，圖像實時傳輸、清晰，傳輸頻率可以在同頻點多路傳輸，節(jié)省寶貴的無線頻率，并且可根據(jù)傳輸距離的遠近、現(xiàn)場自然條件的不同，其功率的大小按要求配制，在遇障礙物阻擋的情況下可采用數(shù)字微波中繼方式。系統(tǒng)中無線傳輸設備由無線微波視頻服務器、無線微波發(fā)射器、無線微波接收器、無線中繼器等設備組成。
監(jiān)控管理中心功能及設備組成
在監(jiān)控中心通過RO-2400數(shù)字微波機將信號接收并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的綜合管理主機，在油田監(jiān)控管理軟件的控制下，實現(xiàn)實時圖像監(jiān)控、實時圖像記錄、前端設備數(shù)據(jù)采集分析和控制等綜合任務。同時綜合管理主機還將為遠程油田系統(tǒng)總部提供數(shù)據(jù)轉發(fā)服務，保證上級指揮機構可以在分控室遠程實現(xiàn)對前端油田工作的管理。
在管理中心，可設置多層分控監(jiān)管，可以有效地實現(xiàn)監(jiān)管下屬各個采油站點的實時工作情況，并對上傳的數(shù)據(jù)采集進行數(shù)據(jù)報表分析。管理人員也可以利用無線網絡通訊平臺和各個采油站點的工作人員進行語音交流。
在管理中心，可實時監(jiān)視油井現(xiàn)場及重點部位的工作狀況，同時能將上述部位的圖像實時地記錄下來，可以把重要的情況拍成照片單獨儲存，可隨時調閱。
系統(tǒng)具有的高畫質的實時監(jiān)視和錄像功能、圖像自動偵測功能、自動報警功能、前端數(shù)據(jù)采集分析控制功能、與常規(guī)閉路監(jiān)控設備充分兼容功能等等，都充分地體現(xiàn)了該系統(tǒng)能完全適合油田的實際需求，并能取得了良好的應用效果。
監(jiān)控管理中心設備主要由綜合管理主機（含管理軟件）、存儲設備、電視墻等設備組成。系統(tǒng)還能透過油田系統(tǒng)內部局域網絡，設置多個監(jiān)管分控室，以實現(xiàn)各級領導部門能對前端油井的工作進行監(jiān)督和管理。
系統(tǒng)主要功能特點
本方案選擇的無線數(shù)字微波視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有下列的功能特點：
1.無線微波視頻服務器集視頻服務器功能、微波發(fā)射功能等于一體，設備安裝方便快捷、可被靈活地安裝在任何的監(jiān)控點。
2.采用超大規(guī)模集成電路、低功耗工業(yè)級設計，－30℃～65℃寬闊的工作溫度，能滿足油田惡劣的應用環(huán)境。
3.數(shù)字傳輸抗干擾性能強，不受高壓電磁、廣播電視、移動通信等設備的干擾。
4.可以在控制中心遠程遙控油井攝像機開/關、微波發(fā)射機開/關、現(xiàn)場燈光開/關、可變鏡頭的變倍、聚焦、光圈和電動云臺的水平、俯仰等。5防盜竊裝置，由于監(jiān)控系統(tǒng)設置在荒郊野外，因此為了防止盜竊和破壞，系統(tǒng)可在前端監(jiān)視點設置報警探頭，一旦有人靠近設備，將會以聲光方式向監(jiān)控中心自動上傳報警信號。
6、無線微波視頻服務器DC12V供電耗電低、傳輸距離遠、音視頻同步實時傳輸、信號清晰無失真、D1圖像傳輸效果。高級鋁合金外殼、散熱快、密封效果好、抗干擾性強。
7、控制性能：控制通道采用一對多點、云臺控制信號通過無線數(shù)字微波同時發(fā)射到各監(jiān)控點，前端監(jiān)控點解調出控制數(shù)據(jù)送給解碼器，解碼器根據(jù)地址碼來判斷是否解碼。
8、提供完善的實時監(jiān)控、設備管理、權限控制、錄像策略、系統(tǒng)日志管理、報警系統(tǒng)管理、圖像管理、人員管理等功能。
9、前端監(jiān)控系統(tǒng)錄像策略包含定時錄像、手動錄像、報警聯(lián)動錄像、視頻移動錄像等多種類錄像模式。管理員可以在重點區(qū)域、重點時段啟用定時錄像功能，在報警設備防區(qū)可設置報警聯(lián)動錄像功能，當有警情的時候可以自動聯(lián)動報警錄像。
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動化產業(yè)前沿產品、技術及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務。從安全管理到產業(yè)數(shù)字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會資源以及豐富的媒體經驗，提供媒體、活動、展會等整合營銷服務。
粵公網安備 44030402000264號
