油氣管道高后果區一體化智能監測預警系統應用研究

劉加濱 李蘇慶 張坤勛（山東省天然氣管道有限責任公司，山東 濟南250000）

1 目標問題

1.1 對高后果區的人文活動進行智能視頻監測預警

智能視頻監測預警技術的優勢：全天候可靠監控，對所監控的畫面進行不間斷分析，實現對異常事件和疑似威脅的主動式編碼、報警和保存；報警精度高，有效樸拙異常報警事件或及時發現威脅，降低誤報和漏報現象；響應速度快，提示值班人員關注相關監控畫面提前做好準備，防止在混亂中由于人為因素而造成的延誤；區域目標檢測，客戶可根據要求，自定義防區、監測范圍，并可以設置監測類型（區域入侵報警、人員攀爬、挖掘機駛入、人員跟蹤等）。

針對高后果區、閥室應用目的：實現視頻全天候監控；自動識別防區內威脅事件、并產生預警，增加技防手段；及時響應應急預案、處置，提高安全管理手段。

1.2 對重點區域的氣體進行動態檢測

無線甲烷氣體檢測儀安裝至高后果區、閥室，可以對區域內的甲烷濃度進行檢測，針對破壞造成的天然氣泄漏進行檢測，從而及時響應、處置。

1.3 實現視頻監控和氣體檢測的一體化監測預警

采用智能視頻和氣體檢測的聯動，并建立一體化監測預警平臺，任何一種技術產生報警，都可以使用另外一種進行驗證，提高了技防手段的準確性，同時視頻智能監控系統可以在事件發生前就可以產生預警，降低了安全風險，也降低了監控人員的工作強度，實現無人值守。

2 技術方案

2.1智能視頻監測預警系統

目前安裝的視頻監控系統大都采用DVR全天候錄像方式，其功能是海量錄像事后取證和人工監視，實際應用中難以做到“即時”發現“即時”處理，缺乏自動功能和智能預警功能。

智能預警系統，是結合智能視覺分析、模式識別、信息傳輸等技術對監視區域所發生的各類事件進行自動檢測、自動報警的真正智能化解決方案，系統能實時檢測出目標區域發生的物體位移等異常變化，并對發生的異常事件迅速自動的進行報警。可實現視頻監控區內活動行為的監測預警，可自動識別出人、車、機械作業、火災等事件，并產生報警。

此系統關鍵設備包括：前端攝像機、無線4G 組網、后端設備及廣播系統；在各閥室及高后果區設置1個揚聲器，揚聲器音頻口連接至閥室攝像機音頻口，同時在調度室、管理處、場站配置話筒，運維人員可通過話筒對高后果區現場進行喊話。

2.2甲烷氣體監測報警系統

無線甲烷氣體報警器將現場檢測到的氣體濃度等數據通過無線通訊方式傳輸到主機，采用這種通訊方式的甲烷氣體監測報警系統即為無線甲烷氣體監測報警系統。無線甲烷氣體監測報警系統主要組成部分有：甲烷氣體檢測儀、氣體報警控制主機（帶無線接收功能）、PC/手機等終端、路由器、中繼器、網關、服務器平臺等。4G無線信號通訊甲烷氣體檢測系統拓撲圖如圖1所示。

圖1 甲烷氣體監測報警系統

無線甲烷氣體檢測儀其作用是檢測現場的甲烷氣體濃度，并將檢測到的甲烷氣體濃度以數據的形式顯示出來，甲烷氣體濃度數據通過無線的方式傳輸到對應的無線接收器，無線接收器再將信號變送到報警控制主機等上位機系統，進行統一顯示、管理和控制，從而實現甲烷濃度現場監測的智能化管理。

2.3 視頻監控和氣體檢測的一體化監測預警平臺搭建

視頻監控和氣體檢測的一體化監測預警平臺主要包括了三個方面的內容，視頻數據、氣體檢測數據綜合信息管理、實時監測數據處理與分析、監測預警與發布，其中綜合信息管理目的是實現對視頻監控數據與氣體檢測數據的有效管理。針對海量的視頻數據，平臺服務器端采用分布式系統設計方案，包括地圖服務器、數據庫服務器及Web服務器。數據庫服務器主要是管理視頻庫、氣體檢測屬性數據。Web服務器主要是用于部署研發的Web應用程序，通過Web服務請求獲取地圖服務器與數據庫服務器上提供的資源。

數據管理還涉及到實時的監測數據管理，在此基礎上，是對實時監測數據的處理與分析，繪制氣體監測曲線。通常情況下，儀器安裝后首先需要獲得初始讀數，然后按照規定的監測頻次對儀器進行觀測。觀測所得到的值多為電信號，只有將電信號轉換為對應的物理量，才能獲得監測對象的變化過程。系統拓撲圖如圖2所示。

圖2 視頻監控和氣體檢測的一體化監測預警平臺

3 結語

本文開發的視頻監控和氣體檢測一體化的監測預警平臺，應用于油氣管道高后果區一體化智能監測預警，可對天然氣泄漏等異常狀況進行智能監測，及時響應、處置，實現了油氣管道管理上的創新，具有重要的現實意義。