項目背景介紹
 
    隨著大慶油田創(chuàng)建百年油田、建設數(shù)字油田目標的確立，為了配合油田產(chǎn)能建設，開發(fā)油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集及生產(chǎn)現(xiàn)場遠程視頻監(jiān)控功能，大慶油田通信公司對油田現(xiàn)有生產(chǎn)設備進行信息化改造，建設一套集油田視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)傳輸為一體的油田數(shù)字化綜合業(yè)務系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以大大提升生產(chǎn)系統(tǒng)自動化管理水平，提高油田采收率、增加原油產(chǎn)量、降低勞動強度、節(jié)約企業(yè)運行成本、保證工人人身安全、從而提高企業(yè)核心競爭力。
　　
    該系統(tǒng)將油井、計量間、中轉站、聯(lián)合站等站點的視頻監(jiān)控信息數(shù)據(jù)集中起來，通過有線、無線或有線、無線混合的IP網(wǎng)絡，與采油廠現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡相連接，實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)控和生產(chǎn)設備的遠程測控。最終，實現(xiàn)對現(xiàn)有人力資源的合理調(diào)配和對整個生產(chǎn)過程的自動化管理。
　　
    系統(tǒng)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(qū)的最遠距離為10公里的基本情況，針對采油廠生產(chǎn)環(huán)境復雜，油井分布零散的實際情況，大慶油田對本次系統(tǒng)提出了如下的要求：
    要具備網(wǎng)絡化監(jiān)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(wǎng)絡接入方式相結合，為全井區(qū)作業(yè)面的網(wǎng)絡攝像機提供接入；
    整合污水處理區(qū)、生活區(qū)原有模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)；
    實現(xiàn)井區(qū)到廠區(qū)的長距離高帶寬回傳，支持高質(zhì)量視頻圖像傳輸；
    利用原有的網(wǎng)絡和新組建的網(wǎng)絡實現(xiàn)前端網(wǎng)絡攝像機的分級、分權限集中控制管理；
    系統(tǒng)先進可靠，具有自主知識產(chǎn)權。
    防盜、搶原油事件，事件發(fā)生時，實現(xiàn)遠程告警，油井泄露原油告警 ；
    可遠程指導作業(yè)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(tài)，突然啟動抽油。如果發(fā)生此類事件，中心控制室端口，要提供聲光報警（根據(jù)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(jiān)視系統(tǒng)，要便于今后系統(tǒng)監(jiān)視網(wǎng)點擴充，預留基于Wi-Fi的語音、井下數(shù)據(jù)采集等功能的擴展；
    根據(jù)客戶要求，現(xiàn)場監(jiān)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(jiān)測站點為檢索要素查詢圖像。
　　
    方案設計說明
　　
    油田監(jiān)控系統(tǒng)前端設備選型
　　
    1、在各作業(yè)區(qū)中轉站、聯(lián)合站、注入站及配置站等站點室內(nèi)主要工作崗位安裝網(wǎng)絡紅外一體化攝像機，對生產(chǎn)狀況進行監(jiān)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(diào)用預置位，封鎖重要監(jiān)控區(qū)域，自動發(fā)出報警、聯(lián)動錄像、向上級指揮機構發(fā)出告警提示、向相關負責人發(fā)出手機報警短信。 
 
    2、油田的抽油機、計量間、中轉站及聯(lián)合站等室外安裝網(wǎng)絡紅外高速球，對站內(nèi)全貌進行監(jiān)視。網(wǎng)絡紅外高訴球可以設置掃描區(qū)間，在指定的區(qū)間內(nèi)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(fā)球機預置位，也可以外接警號觸發(fā)報警聲音；
　　
    3、配置無線網(wǎng)絡攝像機，滿足油井臨時監(jiān)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(wǎng)絡視頻監(jiān)控產(chǎn)品線中的4路D1網(wǎng)絡視頻服務器整合原有模擬監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸、遠程視頻監(jiān)控的功能。
　　
    5、配置小型紅外一體化網(wǎng)絡攝像機，從安全防范的角度，保障生活區(qū)內(nèi)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(jiān)控攝像機，將油壓表、流量表等數(shù)據(jù)總線接入網(wǎng)絡視頻服務器，利用網(wǎng)絡視頻服務器的透明通道進行傳輸。在系統(tǒng)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(wǎng)絡視頻服務器的數(shù)據(jù)通道。網(wǎng)絡視頻服務器接入本地監(jiān)控網(wǎng)絡。 

    油田監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術
　　
    針對采油廠生產(chǎn)環(huán)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(wǎng)。主要選擇傳輸方式如下：
　　
    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(fā)的SWAP+空中接口協(xié)議等先進技術，是一個全新的擁有完整自主知識產(chǎn)權的無線通信技術標準。 目前，油田通信已經(jīng)構建了SCDMA無線通信網(wǎng)，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(wǎng)為依托，可以實現(xiàn)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(shù)據(jù)采集和控制。
　　
    系統(tǒng)優(yōu)點
　　
    網(wǎng)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(shù)據(jù)采集需要；
    系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性高，巡檢時間短；
    系統(tǒng)具有語音、數(shù)據(jù)優(yōu)先級設置功能，可以根據(jù)用戶的需求
    設定各種業(yè)務的優(yōu)先級，可以令數(shù)據(jù)業(yè)務優(yōu)先于語音業(yè)務，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、可靠性，這一點是其他運營商的網(wǎng)絡不可比擬的。
    SCDMA數(shù)據(jù)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(jiān)視、互相復位。
　　
    光纖接入方式

    光纖接入作為搭建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)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(yōu)點，是油田數(shù)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(xiàn)視、音頻信號的高質(zhì)量傳輸；同時，還能保證采油礦各站點自動化采集數(shù)據(jù)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(wǎng)絡空間。
　　
    SCDMA McWiLL無線寬帶接入系統(tǒng)

    McWiLL無線寬帶接入系統(tǒng)是一種基于CS-OFDMA技術完全自主知識產(chǎn)權的全IP移動寬帶無線接入系統(tǒng)，能夠提供超大容量的移動寬帶數(shù)據(jù)和移動語音業(yè)務，可以為油田野外單井的視頻監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)采集提供無線寬帶接入方式。 
    
    McWiLL主要特點：
    高容量：單扇區(qū)容量15Mbps/5MHz ，三扇區(qū)設置可以提供45Mbps；
    覆蓋廣：城市覆蓋半徑1～3km, 郊區(qū)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(chǎn)品和多頻終端；
    同頻組網(wǎng)：實現(xiàn)1&times1同頻組網(wǎng)，并且性能穩(wěn)定；
    超大語音容量：單扇區(qū)支持雙向各300個并發(fā)信道；
    上下行帶寬靈活：上下行帶寬分配比例可以靈活調(diào)整:1:7、2:6、4:4等；
    安全：自主知識產(chǎn)權、多層次安全方案；
    低輻射：綠色環(huán)保。
　　
    監(jiān)控中心
　　
    監(jiān)控中心包括管理服務器，數(shù)據(jù)存儲服務器，監(jiān)控終端，管理員操作主機。 管理服務器配有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，對監(jiān)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(wǎng)絡攝像機的登錄、錄像、瀏覽、控制權限級別進行統(tǒng)一管理。管理服務器還負責報警信號的處理與保存，根據(jù)預定的報警方式，準確及時的對各監(jiān)視點發(fā)出的報警信號做出響應。管理服務器是整個系統(tǒng)運行的管理核心，控制著整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流向，提供各種數(shù)據(jù)的訪問、備份、刪除、檢索權限的設置與驗證。 數(shù)據(jù)存儲服務器用于保存從各監(jiān)控點傳回的實時圖像數(shù)據(jù)，提供實時錄像、定點定時錄像和錄像數(shù)據(jù)檢索回放功能。存儲服務器可根據(jù)設置實行自動擦寫循環(huán)錄像，做到全天無人值守。 管理員操作主機主要供系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)管理用，能進行系統(tǒng)配置，數(shù)據(jù)維護，權限設置等。 監(jiān)控終端是基于 PC 的終端設備，可接收來自各監(jiān)控點送回的數(shù)據(jù)視頻流，并進行解壓顯示。同時也可作為系統(tǒng)管理終端，通過登錄管理服務器，完成監(jiān)控管理的各項功能設定，是監(jiān)控人員與監(jiān)控系統(tǒng)進行人機對話的一個主要設備。
　　
    在本地監(jiān)控系統(tǒng)中設置NDVR，負責實時監(jiān)控、錄像、設備控制、數(shù)據(jù)采集分析等任務。同時NDVR還將為遠程油田系統(tǒng)總部提供數(shù)據(jù)轉發(fā)服務，保證上級管理部門可以在遠程實現(xiàn)對本地的監(jiān)控和管理。
　　
    在總部監(jiān)控中心，將設置統(tǒng)一監(jiān)管系統(tǒng)?？梢杂行ПO(jiān)管下屬各個采油站點的實時工作情況。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網(wǎng)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。
　　
    主要功能特點：
　　
    1、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。
    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(jiān)控中心，并自動形成報表，監(jiān)控數(shù)據(jù)將會保存在數(shù)據(jù)庫中，為日后分析提供依據(jù)。
    3、網(wǎng)絡視頻服務器可以監(jiān)測系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)。一旦超過標準值可以通過控制接口控制系統(tǒng)保護功能。同時這些報警數(shù)據(jù)將會優(yōu)先傳送到上級指揮機構。為上級領導做出決策提供依據(jù)。
    4、利用網(wǎng)絡視頻服務器的雙向語音功能，通過網(wǎng)絡監(jiān)控平臺實現(xiàn)領導和各采油站點工作人員在線語音、文字交流。
    5、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)設置報警聯(lián)動錄像功能，當有警情的時候可以自動聯(lián)動錄像并設置報警預錄時間。
    6、網(wǎng)絡視頻服務器、網(wǎng)絡紅外攝像機和網(wǎng)絡紅外高速球可以提供高清晰的監(jiān)控畫面。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中設置有地形面貌檢索記錄，工作人員可以記錄現(xiàn)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(shù)也可以由數(shù)據(jù)庫中檢索出來。
　　
    結束語
　　
    本次視頻監(jiān)控系統(tǒng)保證了油田內(nèi)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(huán)境監(jiān)控以及生產(chǎn)生活細節(jié)監(jiān)控。建立包括油井遠程視頻監(jiān)控、輸油管線泄露監(jiān)測、集輸站庫自動化監(jiān)控、污水處理、小區(qū)安防等多系統(tǒng)的監(jiān)控平臺，目的是利用該套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，保證原油開采提供各類安全保障，保證整個生產(chǎn)過程的正常運轉。