新時代數(shù)字化油氣田安防建設(shè)實踐與展望

李龍 李萍 馬彥財

摘要：“物、大、云、移、智”等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，促進(jìn)了人們生產(chǎn)生活方式巨大變革，長慶油田敏銳的把握時代趨勢，積極推動油氣田生產(chǎn)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能探索。通過數(shù)字化優(yōu)化升級，為重要油氣設(shè)施的安防建設(shè)提供關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)支撐，對企業(yè)提升安全防范能力、實現(xiàn)安全發(fā)展、保障國家能源安全和社會穩(wěn)定具有重大現(xiàn)實意義。長慶油田榆林天然氣處理廠在數(shù)字化安防建設(shè)實踐方面取得了一定的成效，為油氣田智能安防建設(shè)管理積累了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新時代 ?油氣田 ?數(shù)字化安防

前言

近年來，黨中央、國務(wù)院高度重視石油石化行業(yè)治安反恐防范工作，做出了一系列重大決策部署。長慶油田是我國第一大油氣田，是保障國家能源安全的排頭兵，治安反恐防范工作顯得尤為重要。隨著“物、大、云、移、智”等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，促進(jìn)了人們生產(chǎn)生活方式巨大變革，長慶油田敏銳的把握時代趨勢，積極推動油氣田生產(chǎn)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化探索。

長慶油田榆林天然氣處理廠是長慶氣區(qū)向北京、華北地區(qū)供氣的樞紐和咽喉，是中石油安保防恐一級重點目標(biāo)，內(nèi)外治安環(huán)境穩(wěn)定，生產(chǎn)安全平穩(wěn)尤為重要，該處理廠通過數(shù)字化升級改造，為重要油氣設(shè)施的安防建設(shè)提供了關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)支撐，對氣田提升安全防范能力、實現(xiàn)安全發(fā)展、保障國家能源安全和社會穩(wěn)定具有重大現(xiàn)實意義。

1 榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)探索實踐

榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)遵循”防范為主、統(tǒng)籌規(guī)劃、立體防護(hù)、集中管理”的原則，從“出入口智能人臉識別管控、周界多種智能防范、場區(qū)低空無人機(jī)防御、監(jiān)控室多點觸發(fā)一鍵報警、周邊道路安防監(jiān)控”等數(shù)字化安防建設(shè)，構(gòu)建“多維立體布控、系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)動、全局?jǐn)?shù)字化管控”的數(shù)字化安防系統(tǒng)，構(gòu)建場區(qū)安全防護(hù)網(wǎng)，提升場區(qū)本質(zhì)安全。

1.1智能人臉識別門禁控制系統(tǒng)

在人員出入口分別安裝智能人臉識別一體機(jī)和人證核驗一體機(jī)，用于員工通道和訪客通道。員工通道系統(tǒng)預(yù)先將內(nèi)部員工的人臉數(shù)據(jù)下發(fā)至服務(wù)器，當(dāng)內(nèi)部員工進(jìn)出時系統(tǒng)自動比對人臉數(shù)據(jù)，識別成功后轉(zhuǎn)閘開啟，同時記錄出入數(shù)據(jù)，上傳至監(jiān)控客戶端。

當(dāng)有人員來訪時，首先通過人證核驗一體機(jī)驗證對方的身份，通過比對身份證電子照片和現(xiàn)場采集的人臉照片來出具識別結(jié)果，若比對成功，則通過。人證核驗一體機(jī)將現(xiàn)場采集的圖片下發(fā)到出入口的人臉識別主機(jī)，臨時訪客此時可以正常進(jìn)入，同時將在客戶端顯示人臉抓拍的實時圖像，后臺服務(wù)器同步記錄出入數(shù)據(jù)。

場站進(jìn)出人員的數(shù)量及類型，均可分行分類顯示人員的頭像及自動歸類，同時屏幕上可以顯示各類人員的統(tǒng)計數(shù)量，以達(dá)到精細(xì)化、可視化人員出入實時動態(tài)管理。

1.2多種周界入侵智能防范措施

1.2.1周界入侵報警驅(qū)離、智能移動偵測抓拍的視頻監(jiān)控系統(tǒng)

對周界實現(xiàn)有效覆蓋，無盲區(qū)視頻監(jiān)控，視頻監(jiān)控及回放圖像能清晰顯示周界區(qū)域的人員活動狀況，周界出入口視頻監(jiān)控裝置能監(jiān)視且清晰回放出入人員的體貌特征和進(jìn)出車輛的號牌。系統(tǒng)監(jiān)視、存儲和回放的視頻圖像分辨率可達(dá)到1920×1080像素，圖像幀率大于25fps，視頻監(jiān)控系統(tǒng)偵測到入侵時緊急報警系統(tǒng)聯(lián)動，自動語音警告驅(qū)離，視頻圖像信息實時記錄，保存90天以上。

1.2.2刀片圍欄周界報警系統(tǒng)

刀片圍欄報警系統(tǒng)把阻擋和報警兩大功能有機(jī)地集成在一起，并且增加物理阻擋和威懾效果，既具有有形的刀片圍欄，又具有智能報警功能。在原有2.2m高圍墻上安裝4道（或6道）刀片圍欄，高度為85厘米（或100厘米），增加了原有圍墻的高度，加大了翻越的難度，同時，刀片圍欄的刀片線上帶有鋒利的小刀刺，使攀爬者心理產(chǎn)生恐懼，逼迫攀爬者放棄入侵的想法，從而起到防護(hù)的效果。

傳統(tǒng)的刀片刺網(wǎng)是單純的物理防護(hù)，入侵者使用工具剪斷突破刺網(wǎng)后，不能及時被發(fā)現(xiàn)，報警圍網(wǎng)刺絲內(nèi)裹入了特殊制作的導(dǎo)線，導(dǎo)線通過連接開關(guān)量控制主機(jī)，當(dāng)入侵者試圖通過破壞報警刀片進(jìn)入時，控制主機(jī)就會立即偵測到，并發(fā)出報警信號，安裝在現(xiàn)場的聲光報警裝置會發(fā)出聲光報警。同時，報警信號上傳到報警監(jiān)控中心的智能控制管理平臺上，可顯示出報警防區(qū)的具體位置，并記錄報警發(fā)生的時間、地點。

圍網(wǎng)報警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、照明設(shè)備聯(lián)動，當(dāng)某一防區(qū)觸發(fā)報警信號，該區(qū)域的監(jiān)控系統(tǒng)啟動抓拍、語音警告驅(qū)離、移動偵測鎖定，如果報警發(fā)生在夜間，報警防區(qū)的照明開啟。

1.3“導(dǎo)航誘導(dǎo)+電磁頻譜偵測”技術(shù)低空無人機(jī)防御系統(tǒng)

油氣田場站有著“易燃易爆、高溫高壓、有毒有害”等顯著的行業(yè)特點，一旦發(fā)生事故極易造成群死群傷和重大財產(chǎn)損失，歷來是恐怖活動覬覦的重點，而作為油氣場站，因其特有的危險性與重要性，更是防范無人機(jī)“黑飛”新型風(fēng)險威脅的重中之重，因此，加強反無人機(jī)系統(tǒng)建設(shè)尤為必要。

為保障航空安全，國家會在民用機(jī)場、軍用機(jī)場、重要保密設(shè)施所在區(qū)域設(shè)置禁飛區(qū)。在大多數(shù)消費級和行業(yè)無人機(jī)的軟件系統(tǒng)內(nèi)會有禁飛區(qū)的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息庫，當(dāng)無人機(jī)飛到禁飛區(qū)時，無人機(jī)軟件系統(tǒng)會強制讓無人機(jī)迫降下來。利用這一原理，GPS導(dǎo)航誘導(dǎo)設(shè)備向周邊發(fā)送10mW的GPS偽信號，讓無人機(jī)誤以為到了禁飛區(qū)或獲取到錯誤的目標(biāo)點坐標(biāo)，從而實現(xiàn)驅(qū)離迫降無人機(jī)的目的。

為減少導(dǎo)航誘導(dǎo)對場區(qū)定位設(shè)備、周邊移動基站GPS授時、周邊車輛定位等造成的影響，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)的偵測、預(yù)警，在導(dǎo)航誘導(dǎo)技術(shù)的基礎(chǔ)上增加無人機(jī)電磁頻譜偵測設(shè)備，電磁頻譜偵測設(shè)備只接收不發(fā)射無線電信號，無人機(jī)GPS導(dǎo)航誘導(dǎo)設(shè)備只有在電磁頻譜偵測設(shè)備偵測到無人機(jī)出現(xiàn)時才自動開啟，對無人機(jī)實施驅(qū)離或迫降動作后會自動關(guān)停。

1.4多點觸發(fā)式一鍵報警裝置

安保人員值班室是不法侵入者最容易闖入的地方之一，因此在保安值班室設(shè)置多點觸發(fā)式一鍵報警裝置，可第一時間報警，爭取支援時間。該裝置可按鍵觸發(fā)、開關(guān)觸發(fā)、腳踏觸發(fā)，第一時間報警，實施錄像。監(jiān)控中心能夠?qū)η岸诉M(jìn)行廣播喊話，雙向可視對講、視頻管理等，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮，提供應(yīng)急救援，實現(xiàn)快速報警求助。

1.5道路安防監(jiān)控

經(jīng)當(dāng)?shù)毓膊块T批準(zhǔn)，榆林天然氣處理廠在場區(qū)周邊道路設(shè)置道路安防系統(tǒng)，對經(jīng)過的所有車輛的綜合信息進(jìn)行采集，包括車輛特征照片、車牌號碼與顏色、車身顏色、司乘人員面部特征等;系統(tǒng)可完成圖片信息識別、車輛速度檢測等，可以查看各設(shè)備實時上傳的圖片及視頻信息，實現(xiàn)過車抓拍、速度測定、圖片監(jiān)控、車輛查詢。

2 榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)取得的成效

榆林天然氣處理廠安防建設(shè)數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，將傳統(tǒng)的安防管理完全靠人去看、去聽、去干，通過智能設(shè)備大數(shù)據(jù)分析，自動發(fā)現(xiàn)警情并預(yù)警，輔助安保人員及時發(fā)現(xiàn)、分析和處理警情，從被動響應(yīng)到主動防范，對保障場區(qū)安全生產(chǎn)，內(nèi)外治安環(huán)境穩(wěn)定，降低人員勞動強度，提高生產(chǎn)和安防管理效率起到了巨大的促進(jìn)作用。

人員出入口智能人臉識別管控，解決了傳統(tǒng)安防外來施工人員、來訪人員與本單位員工通過同一個通道進(jìn)出廠區(qū)，人員的登記、信息核查需要保安人員逐一詢問登記，疫情期間，存在交叉感染的風(fēng)險，且進(jìn)入場區(qū)人員信息不能實時匯總分類管理，不能顯示入場人員照片信息，不利于精細(xì)管理的缺陷。

周界多種智能防范，彌補了傳統(tǒng)周界只有實體圍墻或柵欄及模擬監(jiān)控前端單一的防范方式，使圍墻、柵欄單一靜止的防范實時智能動態(tài)防范，使整個周界無盲區(qū)全覆蓋實時布放預(yù)警。

場區(qū)低空無人機(jī)防御從根本上改變了榆林天然氣處理廠在新時代無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，無人機(jī)“黑飛”事件持續(xù)發(fā)生，安防技術(shù)手段滯后的現(xiàn)狀。

監(jiān)控室多點觸發(fā)一鍵報警，改善了傳統(tǒng)的電話報警應(yīng)急響應(yīng)速度慢，突發(fā)狀況下操作受限，活動目標(biāo)大，不能隱蔽快速求助且不能雙向可視對講的弊端。

周邊道路路安防監(jiān)控設(shè)施，對在周邊出過現(xiàn)的疑似車輛及人員進(jìn)行抓拍及查詢，為破案提供技術(shù)支撐。

多種數(shù)字化安防設(shè)施的布局建設(shè)，大大提升了榆林天然氣處理廠風(fēng)險防范主動防控管理水平，在2020年榆林市石油石化系統(tǒng)一級重點目標(biāo)達(dá)標(biāo)考核評比中，榆林天然氣處理廠以榆林片區(qū)20家一級重點目標(biāo)單位治安反恐達(dá)標(biāo)評審的最高分優(yōu)秀達(dá)標(biāo)成績通過了驗收。

3 榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)展望

通過10余年的數(shù)字化改造與實踐，榆林天然氣處理廠數(shù)字化安防建設(shè)取得了顯著成效，為長慶油田上產(chǎn)，突破6000萬噸做出了重要的貢獻(xiàn)。今年是“建黨100周年”，是“十四五”開局之年，是我廠全面建成高質(zhì)量百億方采氣廠開啟之年。榆林天然氣處理廠作為長慶氣區(qū)向北京、華北地區(qū)供氣的樞紐和咽喉及中石油安保防恐一級重點目標(biāo)，治安防恐面臨的任務(wù)和挑戰(zhàn)更加艱巨，按照“數(shù)字長慶，智慧油田”建設(shè)目標(biāo)，安防管理將從數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型。

3.1物聯(lián)網(wǎng)與AI技術(shù)融合，實現(xiàn)氣田采出水、甲醇、凝析油裝卸車區(qū)無人值守，達(dá)到降本增效

智能防控的現(xiàn)代化AI 安防模式時代正逐漸向我們走來，智能安防將推動安防管理方式由傳統(tǒng)的“人工為主”向“機(jī)管為主，人工為輔”轉(zhuǎn)變。

榆林天然氣處理廠接卸車區(qū)負(fù)責(zé)榆林南區(qū)氣田采出水、甲醇、凝析油接卸任務(wù)，是重大危險源區(qū)域。未來可通過人臉及車號牌自動識別、核驗的智能門禁控制系統(tǒng)對車輛及人員進(jìn)行進(jìn)站管理;通過物體識別與檢測及語音交互技術(shù)提示進(jìn)站車輛進(jìn)入裝卸區(qū)域做好防護(hù)措施，同時聯(lián)鎖PKS控制系統(tǒng)自動切換流程并通知司機(jī)押運員進(jìn)行裝卸作業(yè)，裝卸過程對可燃?xì)怏w、火焰進(jìn)行實時檢測，發(fā)現(xiàn)隱患進(jìn)行預(yù)警或開啟消防設(shè)施;通過算法對作業(yè)過程中容易出現(xiàn)的違章或風(fēng)險進(jìn)行統(tǒng)計分析;通過物聯(lián)網(wǎng)對作業(yè)過程報表等資料進(jìn)行記錄、共享。實現(xiàn)該區(qū)域無人值守，提高管理效率、減少人力開支，達(dá)到降本增效。

3.2油氣泄漏或突發(fā)暴恐事件，安保機(jī)器人介入，保證人員安全

作為智能安防中的重要一員，安保機(jī)器人正在國內(nèi)市場悄然崛起。相比于人工作業(yè)，不論是在實際操作上還是心理狀態(tài)、保證人員安全方面都會更占優(yōu)勢。當(dāng)大量油氣泄漏，人員無法靠近時，可利用防爆機(jī)器人進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行有毒有害氣體檢測、流程切換、設(shè)備停用、隔離警戒、應(yīng)急處置等操作;當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生暴恐事件時，可利用安保機(jī)器人對可疑人員進(jìn)行排查、影像取證、人員控制、疑似爆炸物排爆等作業(yè)。

3.3油氣處理核心裝置區(qū)深度算法偵測

在油氣處理核心裝置區(qū)布置基于深度學(xué)習(xí)，支持對運動人臉進(jìn)行檢測、抓拍、篩選等深度學(xué)習(xí)算法的監(jiān)控前端，對闖入的人員進(jìn)行抓拍、計算分析、追蹤偵測并產(chǎn)生記憶，對陌生面孔或服飾進(jìn)入該區(qū)域時及時預(yù)警。使傳統(tǒng)的監(jiān)控前端從看得到、看得清、看得遠(yuǎn)變?yōu)槟苡嬎恪⒖吹枚皶r、更準(zhǔn)確、更智能的監(jiān)控方式。

3.4搭建綜合集成智能安防系統(tǒng)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、共享及聯(lián)動

榆林天然氣處理廠目前有多個安防系統(tǒng)平臺，多數(shù)平臺孤立運行，智能化水平較低，平臺之間數(shù)據(jù)不能融合、共享，數(shù)據(jù)與設(shè)備不能聯(lián)動。可根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)與AI技術(shù)，兼收并蓄定制符合油氣田場站需求的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一的綜合平臺，實現(xiàn)一個平臺多個子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與互聯(lián)互動，真正做到“多維立體布控，集中統(tǒng)一管理”，打造行業(yè)標(biāo)桿。

4結(jié)語

新世紀(jì)以來，伴隨著長慶油田的快速發(fā)展和信息技術(shù)進(jìn)步，油田安保防恐建設(shè)也經(jīng)歷了由人防為主，物防+技防輔助、物防技防分散建設(shè)、數(shù)字化信息技術(shù)防御、智能化防御探索三個階段，“十四五”期間，通過新一代信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，建成更高效精細(xì)的管理、更智能便捷的安保防御將是長慶油田安保防恐工作發(fā)展的趨向。

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