遠程視頻監控系統在數字化油田建設中的應用分析

曹麗筱

（大慶油田第五采油廠，黑龍江 大慶 163000）

近年來，油田開發要達到安全、高效、環保的要求，就需要徹底轉變傳統的生產與作業方式，通過各種新型技術的應用，使得油田呈現出信息化、網絡化與數字化的發展步伐。數字化油田建設中，遠程視頻監控系統的構建是重點，通過該系統，后臺終端、管理人員能夠實時獲取生產中的視頻影像，進而掌握生產的狀態，實現遠程控制。因此，遠程視頻監控系統的應用提升了油田生產、作業的效率，使得油田生產更具安全性，推動了數字化油田的快速建設與發展。

1 遠程視頻監控系統工作原理和特點

1.1 工作原理

遠程視頻監控系統是多種技術的綜合，比如，網絡技術、多媒體技術與信息技術等都是其中的關鍵技術。在系統的運行過程中，系統中的監控設備能夠對現場的情況進行錄制，并對現場相關設備的信號進行檢測，而計算機技術可以對相關的數據、信號等進行轉換，實現標準化處理，無線網絡技術為轉換后數據的可靠傳輸提供了技術保障。而油田數字化管理中心在獲得相應的信息與數據以后，將數據轉換為標準格式，能夠獲得更全面、有效的數據信息。有關人員通過對各種數據的分析與處理，可以向現場發送各種的指令，達到遠程控制的目標。從遠程視頻監控系統的總體構成來看，監控設備、數據傳輸網絡、監控終端中心是關鍵構成。

1.2 特點分析

數字化油田下的遠程視頻監控系統具有突出的特征，比如，其內部含有的數據量龐大、系統本身的集合性與智能性很強。在遠程視頻監控系統的運行過程中，由于系統所產生的信號都是視頻信號，必須保障信號發送、傳輸與接收的實時性，因此，系統內包含的數據量龐大，為保障系統的可靠運行，需保障帶寬能夠達到數據傳輸的需求；其次，在系統的構建過程中，融合了多種的技術，是技術綜合的產物，比如，計算機技術、通信技術、網絡技術等都是必不可少的技術，遠程視頻監控系統的集合性特征明顯；由于系統運行過程中包含各種的信號類型，這些不同類型的信號需經由專業系統來實現統一處理，系統本身需具有智能化特征，才能夠對不同信號加以科學處理；最后，油田遠程視頻監控中心具有較強的先進性，由于在油田生產的過程中，遠程視頻監控系統需保持信號的穩定與可靠傳輸，因此，必須應用先進的傳輸網絡與技術，從GSM、GPRS、EDCG到現在的移動網絡，遠程視頻監控系統的無線傳輸網絡不斷在進步。

2 遠程視頻監控系統的構成

在油田生產過程中，遠程視頻監控系統的存在實現了對油田生產的集中化管理，通過油田各個生產區域環節視頻信息的獲取，使得油田的生產決策更具科學性遠程視頻監控系統主要包含信號采集層、系統交互層、數據儲存層、智能管控人機交互層，如圖1所示。

2.1 信號采集層

圖1 遠程視頻監控框圖

在遠程視頻監控系統的運行過程中，信號采集層主要是對各種油田生產信息的采集，這些信息主要包含平臺傳感器、智能傳感器、溫度、壓力、流量、液位、濕度等。在遠程視頻監控系統的運行過程中，信號采集層通過對各種信息的獲取，加強了生產集控系統與生產設備之間的聯系，當生產控制中心在獲得采集層所上傳的各種信息后，能夠根據生產的要求進行各種現場設備、生產流程的控制。

2.2 系統交互層

系統交互層的存在是為了實現設備與設備、數據與數據之間的交互，通過專有網絡的構建，能夠在相應的網絡系統中實現交互，加強油田生產系統內各個生產要素、子系統、模塊的聯系。

2.3 數據儲存層

遠程視頻監控系統中的數據儲存層實現了各類生產信息、設備運行數據等的存儲，數據儲存層內存儲的各種數據，是遠程視頻監控系統、其他各類生產與控制系統數據存儲、融合、分析與處理的基礎。通常情況下，為實現后期數據儲存層各類數據的利用，該層中多是以一個個的數據庫呈現的，每個數據庫都是各種相關數據的集合，這些數據都為結構化數據，不包含冗余數據。

2.4 智能管控人機交互層

智能管控人機交互層的存在是為了加強后臺管理人員與現場生產設備的交互，使得后臺管理人員能夠更好地控制現場的設備與生產要素。智能管控人機交互層提供的是對外的現場管控功能，能夠實現設備運行與維護的監控、生產全過程的監控、現場安全的監控等，此層屬于應用層范疇，處于遠程視頻監控系統的最高層，其突出功能是處理，利用各種先進的技術來對各種信息進行分析與處理，最大程度上實現對數據資源的整合，將各種數據應用于生產與管理決策，使得管控更具科學性。

3 遠程視頻監控系統在數字化油田中的應用

油田資源屬于一類相對特殊的資源，這類資源多分布在地質地形條件相對復雜的區域內，比如，比較偏遠的地帶，自然條件惡劣，交通不暢，這種復雜的分布條件、較差的經濟與交通條件都為油田資源的開發帶來了一定的挑戰。在油田開采過程中，為了保障開發的采油產量，開發人員往往會擴大油田開采面積，以實現區域油田的充分開發與利用，因此，油田的生產面積很大，管理難度加劇。在傳統的油田開發與生產過程中，往往采用的是人工作業，由于油田生產中包含的生產要素較多，各種生產設備、材料等都是重要的管理對象，人力管理的效率低下，且管理的全面性不足，難以保障油田資源的安全、高效開發。

當前，隨著油田生產技術、工藝的進步，各個油田企業逐步轉變了傳統的生產模式，數字化油田建設成為各個油田新的發展方向。而遠程視頻監控系統作為數字化油田建設的重點，能夠充分發揮監控系統自動化監控、遠程控制的作用，通過對各個生產環節的視頻信息獲取與傳輸，有效地減少了在油田生產系統管理方面的人力投入，數據的采集、傳輸、處理與分析都可以由系統自動完成，根據數據分析結果，操作控制更為可靠。

遠程視頻監控系統的運行過程中，在油田現場布置了多個的視頻監控裝置與設備，隨著系統的運行，這些視頻監控裝置能夠實時獲得相應的生產信息，并將所采集的數據、信息存儲、傳輸于專有的數據存儲模塊，而后臺管理人員能夠根據傳輸系統接收到各種的生產數據與信息，并能夠隨時調取現場的各種視頻影像資料，有效實現了對現場生產情況的全面掌握。

視頻設備是數據信息獲取的載體，由于在整個監控系統的運行過程中，視頻設備可能會受到雨水等的影響，影響正常的數據獲取，因此，在這些視頻設備的安裝過程中，必須安裝相應的防護裝置，避免視頻設備受到其他外部因素的影響。生產作業過程中，所有需要監控的數據多由傳感器來獲取，比如，油井內的壓力、流量等信息，需安裝相應的壓力變送器、流量計，在這種情況下，所采集到的數據與視頻信息將可以同步傳輸到后臺管理中心，有效實現對現場設備工作情況、生產狀態的實時掌控。在遠程視頻監控系統的應用過程中，其系統安全運行步驟主要包含了以下環節：前端設備能夠根據CCD芯片成像的原理對整個的監控區域的視頻成像信息獲取；專業設備所采集的視頻信息經由預設分析與處理以后，可以應用專業的分析算法來對預設圖形進行綜合對比；如果在分析過程中發現視頻圖像中存在安全隱患，或者存在觸發預設報警的行為，系統就要立即進行預警反饋，向有關系統進行預警信號的發送，相關系統與主體在獲得報警信號以后，要立即進行相應的管控；鎖定目標，跟蹤目標的具體運行軌跡與情況，根據預警信息來實現系統的聯動控制，進一步保障油田生產作業的安全性。

4 結語

近年來，隨著各種數字化技術在油田生產中的應用，數字油田建設理念逐步出現，并在一些油田中取得了一定的發展成果。遠程視頻監控系統的應用是數字油田建設的重要方面，通過該系統的應用，實現了生產的全過程控制，在一定程度上能夠保障油田生產的安全性、高效性，各個油田都要重視遠程視頻監控系統的建設。