高清智能監控在數字化油田的應用

文｜北京先進視訊科技有限公司

1 引言

目前，國內大型油田已逐漸淘汰原有的模擬CCTV視頻監控方案，采用架構更先進的數字視頻監控系統，在油田作業區域及各有關區域建設網絡視頻監控前端，實現了監控視頻的網絡傳輸、異地存儲以及網絡客戶端查看與控制。

然而，在油田這種范圍廣、監控區域大、重點監控部位多的項目中，網絡視頻監控系統的建設難點很多。很多針對油田偷、盜、搶問題，大面積轄區監控問題，無人值守油井監控問題，近乎于“無理”的監控要求很難得到滿足。例如：要求一個監控攝像頭可以監視2km左右的輸油管線，出現異常時拉伸鏡頭至細節部位后，監控圖像仍可清晰顯示；要求一個監控攝像頭可以采用廣角形式監控多個集中的油井站點；要求采油機停止工作時監控系統可立即報警；要求監控系統可對進入油井平臺工作區的人、車、物進行跟蹤記錄，可在夜間設定禁區，對闖入行為進行報警錄像等。

這些監控需求都是根據數字油田可能出現的安全問題提出的；采取傳統的標清監控、開關量報警及實時錄像的視頻監控形式，是無法滿足數字化油田的以上需求。隨著高清視頻監控方案及智能識別系統的應用逐漸成熟，“高清”、“智能”這兩大安防熱點技術在數字化油田的建設中有了新的用武之地，以上問題也有了新的解決辦法。本文將以北京先進視訊科技有限公司采用模型驅動自動化代碼實現的設計思想設計出的，以分層、模塊化復用軟件結構的iDVR5.0軟件為例，介紹高清智能監控在數字化油田的應用。

2 利用高清智能監控嚴查油田偷、盜、搶現象

“油耗子”是所有國內大型油田的重點監察對象。隨著油價的不斷攀升，“油耗子”造成的油田開采的經濟損失也逐漸增大，由其行為引起的石油泄漏與污染所造成的間接損失更加難以估量。勝利石油管理局原黨委書記郭長玉曾說：“打擊一個團伙就相當于打一口生產井，每抓獲一個盜油分子就等于上一口措施井。”

對油田偷、盜、搶的視頻監控和報警是數字化油田的監控重點，數字化油田在設立前端監控點時都會對油井平臺及傳輸接口進行重點布控。然而，對延綿數百公里的原油傳輸管線進行視頻監控一直是數字化油田視頻監控的難點之一。例如，對長度為100km的原油傳輸管道進行全面的視頻監控，必須采用球型攝像機進行巡航檢查；當出現嫌疑對象或發生泄漏事故時，要對準局部畫面放大并清晰地顯示現場情況。

對上述案例而言，如采用D1（分辨率為720×576）的監控前端，即使采用廣角攝像機，由于受到清晰度的限制，兩個監控點的間隔最多不能超過500m；如此100km內共需建設200個標清監控點，每個點的建設及施工費約兩萬元，共計400萬元，10人施工隊施工周期約為30個工作日。

而如果采用iDVR5.0平臺配合百萬像素攝像機的高清監控方案，使用目前技術成熟的18倍以上光學變焦的球型高清網絡攝像機——由于其分辨率可達到720p（分辨率為1280×720）以上，配合廣角鏡頭可監視距離500m、長度2km的輸油管線，且對出現異常情況的局部拉伸放大后圖像依然清晰準確；因而每個點的建設及施工費不超過3萬元，共計150萬元，10人施工隊施工周期約為10個工作日——在清晰度遠超標清監控的情況下，施工難度和總建設費用也大幅降低。

在油田及附屬加工單位的管理規定中，為了保證生產安全、強化產品管理，對于車輛的管理都十分嚴格，對于不明車輛或非授權車輛進入重要設施附近的情況更是嚴格禁止。在監控系統中引入智能識別功能，例如采用先進視訊iDVR智能車牌識別系統，可以實現車輛車牌信息的自動捕捉，以便安保人員及時進行核對，對不明車輛進行檢查和處理，嚴防偷油運油車輛私自進出。

除此之外，最早出現于高端模擬攝像機上的車輛人員自動跟蹤功能也已在網絡攝像機上實現。當出現移動的人員或車輛時，帶云臺的槍機或球機可對其實施放大跟蹤和抓拍，有效保證現場證據的采集完整性和清晰度。

3 利用高清監控解決油田監控部署問題

不同于城市或廠礦，油田地廣人稀，井區監控相應的取景范圍也非常大。一座大型油井占地面積可能超過10000m2；取景范圍如此之大，如使用一般的標清攝像機，即使通過配置廣角鏡頭實現了全景監控，也無法在鏡頭拉伸后清晰顯示細節畫面，無疑將增加取景難度。目前一般采用同一區域建設多個標清視頻監控點的方式來滿足既可綜合顯示全景又可拉伸顯示關鍵部位的監控需求。這種建設方式的不足有很多，最首要的一點就是無法用一臺攝像機監視全景，增加了監控中心的監控壓力和顯示設備費用。如采用高清攝像機，則可大大降低監控人員的監視工作量和監控設施建設成本。

以監控一座面積為10000m2的油井全景為例，采用D1分辨率的標清廣角攝像機由外向內監視油井設施及建筑需每隔25m設置一臺球型攝像機，共需建設16個全景監控點，由內向外監視油井周邊設施需建設8個全景監控點，也就是說共需設置24個監控點位來完成對井區全景的監控。

而如果采用分辨率大于720p的高清球型攝像機，每個方向僅需建設一個監控點即可實現無死角監控，并且能獲得令人滿意的清晰度；也就是說僅需設置8個監控點位即可實現井區全景監控。顯而易見，在前端點位建設費用、終端解碼及顯示成本上，高清方案相比標清方案都有大幅度的降低。更重要的是，高清監控視頻畫面的清晰度可達標清監控的數倍。

對于多個小型油井集中分布的情況，一臺高清攝像機配合廣角鏡頭即可將區域內所有小型油井納入視頻畫面，并且將鏡頭對準某個油井或采油機拉伸放大時仍能清晰顯示細節內容。

4 智能識別在油井監控中的應用

目前，智能識別技術正逐漸趨于完善，成為了網絡化視頻監控領域最前沿的應用技術之一。搭配了高清攝像機這一“利器”后，智能識別將更加精確有效。在數字化油田領域，應用智能識別技術意義重大，目前可以實現的智能識別應用已經很多，并且擁有了極高的精確度。

以先進視訊iDVR5.0平臺搭配的，先進視訊自主研發的AV6601C型智能分析儀為例，目前可實現的智能分析識別功能包括：區域入侵檢測、離開區域檢測、絆線檢測、逆向運動檢測、物品遺留檢測、物品丟失檢測、攝像頭遮擋檢測、攝像頭移動監測、攝像頭模糊檢測、視頻信號丟失檢測、火焰檢測、煙霧檢測、人數統計、車流密度統計、徘徊檢測、聚集檢測、打架斗毆檢測、人群運動模式檢測、PTZ跟蹤。

（1）無人值守油井的智能化應用

大型油田區域內多建有密集的小型無人值守油井。對于這類油井，以往都是安排值班人員每天定時前往現場觀察檢測，以確保其采油機安全工作。這種方式耗費了大量的人力物力來進行機械性的簡單工作。應用智能識別技術后，視頻監控系統可以對小型無人值守油井進行智能視頻監控，參照事先設定的采油機正常動作，自動識別出采油機運動停止或不規律的情況，并立即在監控中心報警。在這種模式下，一個值班人員即可對整個油田的無人值守油井進行實時監控，大大降低了這類油井的維護成本。

（2）油田周界檢測和邊界防護

對于一些重點警戒區域，為消除潛在的安全隱患，油田一般規定不允許人或車輛進入，或者須在發現有人或車輛進入時由安保人員查看其是否是正常工作的內部人員或車輛。對于這些區域，可在視頻監控系統中設定周界檢測線，使系統可以在有車輛或人員進入這些區域時自動報警并提醒安保人員進行判斷，以阻止偷油等不法行為，或某些可能造成危害的事件的發生。

（3）可疑物品遺留檢測

石油是一種易燃資源，油田安保工作中任何小的疏忽都可能導致非常嚴重的后果。因此，在油田的任何場地出現無人認領的遺留包裹都應被視為危險現象——這些遺留物有屬危險物品，如炸彈、易燃物等的嫌疑。在視頻監控系統中引入物體遺留檢測功能可實時檢測監控范圍內是否出現遺留物，在出現運動中的人將行李或包裹放在地上后離開的行為應及時報警，通知安保人員及時處理。

（4）降低值班人員工作強度

傳統的全人工值守無法解決因攝像頭數量多而無法一一監看，以及易因人員疲勞、疏忽造成錯報警或漏報警的問題；應用視頻智能識別技術能有效地解決這些難題，實現7×24小時無間斷無人值守，有效降低人力成本。智能識別設備在對監控畫面內容進行目標識別與行為檢測、自動識別面相，以及對非法入侵、跨越警戒線、物品盜竊、可疑物品遺留、人員車輛滯留、出現煙霧或火焰等各種異常情況的判定上，正在逐步代替人類，成為不會疲勞的值班員。

5 結束語

利用以上高新技術手段來建設數字化油田的視頻監控系統，不僅是油田適應外部環境變化，參與開放市場競爭的必然選擇，也是油田增強企業核心競爭力的有效手段。隨著我國數字化油田建設步伐的逐漸加快，網絡視頻監控平臺已經成為數字化油田的標準配置之一。可以預見，高清視頻監控及智能識別技術會在數字化油田建設中得到越來越多的應用，成為數字化油田的標準配置。

北京先進視訊科技有限公司是智能化網絡視頻解決方案供應商，中國電信“全球眼”和中國網通“寬視界”雙入圍企業，長期致力于網絡視頻監控產品的研發、生產、銷售與服務，為超過70座城市提供了“平安城市”解決方案。

在第十三屆中國國際公共安全博覽會上，先進視訊將展出iDVR 5.0安防集成軟件、AV9803-MPS系列高清型高速球形攝像機、AV6601C智能視頻分析服務器等多款新型軟硬件產品。

iDVR5.0系統具有扁平化、分布式、多服務的構件式結構，輔以多種設備接入方式、模擬系統的兼容接入、多樣性的轉發策略、跨域資源訪問控制、故障弱化、負載均衡以及故障切換等策略，可以保證大規模的城市級聯網監控系統可靠、穩定的運行。

AV9803-MPS系列高清型高速球形攝像機采用130萬像素逐行掃描CCD傳感器和日立寬動態18倍光學一體化高清機芯，支持實時25幀720p的高清圖像標準。

北京先進視訊科技有限公司的展位位于1號館國際區，B186號展臺。