- 安防智能视频监控助力油田安全保障
- 来源:慧聪安防网 发表于 2011/3/24
安防监控助力油田安全保障
2011年3月19日,美国、英国、法国、加拿大和意大利等展开代号为““奥德赛黎明”的联合军事行动,对利比亚多处重要设施实施空袭。空袭数小时后,利比亚领导人卡扎菲通打电话给利比亚国家电视台,发表简短但措辞强硬的电视讲话,强烈谴责西方军事行动,并表示会坚决抵抗西方的军事行动。
美国军舰向利比亚发射战斧式导弹
利比亚还是石油盛产国。利比亚1955年颁布国家石油法,并开始石油勘探。1959年发现了第一批油田,1961年开始出口原油。2004年,利比亚原油产量达到160万桶/ 日,国内消费约25万桶/日,净出口约134万桶/日(2004年6月恢复对美出口石油),出口占总产量的83.75%。利比亚原油油质好,并且含硫量低,蜡油产率高。利比亚油田通过管道网络接至地中海。利比亚国家石油公司拥有7条输油管道,有6个石油储备基地,并还在筹化扩建石油储备和炼油基地。
由于石油是利比亚的支柱产业,日产油量巨大,而西方此次打击利比亚也被多国怀疑是由于石油的利益,意在攫取石油资源,因此,利比亚广阔的安全田安全备受关注。据《环球时报》报道,利比亚领导人卡扎菲面临最后关头或许会做出出人意料的事,下令爆毁与燃烧油田,这个很可怕。
3月20日,班加西附近,忠于卡扎菲的武装力量装备遭遇联军袭击
油田安全备受关注 安防监控助力油田安全保障
一、油田周界防范智能视频监控系统案例分析
中国作为世界第二大石油消费国,在石油安全的整体框架中,石油运输安全不容忽视。如果没有几条可靠的石油进口通道,一旦发生突发事件,或有什么风吹草动导致进口石油运输环节出现问题,都会对中国经济产生负面的连锁反应。
智能监控系统方案构建
作为石油运输重要方式之一的石油管道,发挥着越来越重要的作用。随着国家西气东输工程的顺利开展和实施,对石油运输管道以及各个中继站,储油储气站的安全监控也是重中之重。该智能分析技术方案从项目的具体实际出发,做到配置合理,同时遵守技术先进、功能齐全、性能稳定、成本节约的原则,并综合考虑施工、维护及操作因素,为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。
需求描述
鉴于油田开采的特殊重要性,其监控系统必须具备安全性、有效性、监控能力强、检测率高、误报率低的特点,才能确保油田工作时的绝对安全。监控系统的设计应根据各个中继站的使用功能、建设标准及业主的要求,并贯彻国家已颁布实施的有关"规范"和"标准",考虑到节约成本,并综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术等,构成先进、可靠、经济适用的安全防范体系。
根据客户需求,严密监控区域的前端系统的核心是"发现可疑行为"和"摄像",尤其以"发现可疑行为"作为设计基础。只有在发现了可疑行为的基础,摄像才有更加实际的意义。在传统的闭路电视监控模式下,管理人员需要监视太多的视频笼-面,远远超出人的接受能力,导致实际监控效果低下。因此我们需要智能视觉监控来改善监控效果,同时减轻管理人员的负担。这样才能真正让控制中心人员从繁杂的电视监控工作中解脱出来,以便有更多的资源应对可疑现场。所以,选择一套成熟、可靠的检测产品,对于仓储安防项目的成功有着深刻的意义。
在经过长时间的发展之后,目前智能视觉分析技术的应用已经相当成熟。贝尔信的智能视觉分析产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统,它具有入侵检测、非法停车检测、遗弃物检测、物品搬移检测和自动PTZ跟踪等功能模块,可以很好地解决监狱看管所遇到的各种各样的难题。即使是在各种极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的性能--99.9%超高检测率,只有极低的误报率(少于1个/天)。
智能监控系统方案构建
入侵检测
需要对油井周边1平方公里的范围进行周界防范,当发现可疑人物或车辆进入防范区域时,要求监控系统能够自动检测入侵目标,并标识其入侵轨迹,同时发出报警通知管理人员前去处理。
根据以上需求,本方案将从以下几个方面进行搭建:
将设备设定为入侵检测模式,采用固定摄像机安装在油井区域1平方公里的周界上进行无缝覆盖,形成一道虚拟的监控围墙,如图1所示。
经计算,当摄像机采用40毫米镜头,每台摄像机的有效检测范围(有效检测范围是指在监控笼-面中能完整显示不高于3米物体的最远距离)为100米时,贝尔信智能视觉服务器能够实现最高的检测率和最低的误报率(检测率:99.9%;误报率:少于1个/天)。
将周界监控范围内所有禁止入侵的区域设置为防区。这样当有入侵者侵入防范区域时就会被智能视觉监控系统自动锁定并标识出行动轨迹,同时会发出报警。这里的报警分前端和后端两种,前端报警可通过声光报警器来实现,入侵者触发报警时,监控系统会发出警报声警告入侵者,并可打开强光灯使入侵者无处藏身;后端报警可通过PC软件来实现,通知管理人员马上对入侵行为进行处理。这样就真正做到了"事前防范",避免了经济损失。
可将智能视觉监控系统的录像功能设置为"报警触发录像",即在发生报警时才触发录像功能,这样可以过滤掉大量无用的录像内容,既节省了录像硬盘空间延长了可录像时间,又避免了?看录像时的大量繁琐工作,只需对报警时的录像进行确认即可。
智能视觉监控系统可检测不同方向的入侵,可根据需要设置进入防区的方向为非法方向,而出防区的方向为合法方向。这样就只对进入防区的人或车辆进行检测并报警,而对走出防区的人和车辆视而不见。
智能视觉监控系统支持日程设置,即可对监控区域划分时段进行不同的检测方式。例如,上午9时至下午5时这段时间为工作时间,可能会有大量工人出入防区,则可将这段时间设置为不检测时段,以避免不必要的报警;而从下午5时至次日上午5时这段时间为下班时间,不允许任何人员进入防区,则设置为入侵检测时段,开始防范。
智能视觉服务器提供了智能、灵活、有效的入侵检测功能。该智能视觉服务器能够自动检测侵入监控防区的入侵者(人和交通工具),能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征,并能有效地识别伪装。
智能处理模块具有室外环境应用能力,能够对环境背景进行自学习、自适应和自调节,当天气环境变化时不需要手工更改系统参数。
前端设备在对输入视频流进行智能处理之后,同时支持模拟视频和网络流媒体视频双模输出,所以便于与传统监控结合起来,达到综合全面的监控效果。
组网图
考虑到天气变化和夜晚光线不足等情况,需要为前端摄像机安装红外灯,以保证光线不足时的检测不受影响。
结束语
此系统与以往油田的监控防范系统有着很明显的区别,就是采用了高端智能视频服务器为主要设备,其不仅提高了周界防范系统的安全等级,还大大节省了安保的人力问题,可以满足当前社会形势下对油田安保的高要求。
物联网技术构建数字化油田
二、物联网技术构建数字化油田
随着传感器、RFID、通信网络、云计算等新技术的成熟和日益普及,物联网技术的应用越来越广泛,并逐渐在数字化油田、数字化医疗、智能电网、智能交通等多个领域中应用。它能够实现人类社会与物理系统的"智能"整合,实现工业化和信息化的融合,被认为是继计算机和互联网之后的"第三次IT浪潮"。目前,国家大力推进信息化与工业化的融合,以信息技术改造传统产业,政府和企业对物联网技术的应用需求日益显现。石油行业是一个跨学科、多专业相互配合的技术高度密集型行业。石油行业的信息化一直伴随着行业的发展,并发挥着巨大的作用。数字化油田是油田信息化的高级阶段,是油田信息化达到网络化、数字化、模型化和科学化的全新标志。通过应用驱动和技术研发创新引领的互动式发展,基于物联网技术的数字化油田建设,在油田数据采集、远程监测、物资管理以及地面全面信息化等领域有非常广阔的应用前景。
物联网概述
物联网(InternetofThings,简称IOT),顾名思义就是"物物相连的互联网",它是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的本质内涵是3C(Computation,Communication,Control)融合,是基于计算进程与物理进程深度融合的新计算模式,是计算、通信、控制与物理等多学科的交叉与融合。物联网的功能特征是全面感知信息、可靠传递信息和智能处理信息,以实现对物体实施智能化的控制与管理。
物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的"InternetofThings"。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行"交流",而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。物联网可分为三层:一是感知层,即物联网的皮肤和五官识别物体,采集信息;二是网络层,即物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理;三是应用层,即物联网与行业专业技术的深度融合,与行业需求结合,实现行业智能化。
近年来,物联网技术发展迅速,并取得了许多令人瞩目的研究成果,其中较具影响力的包括国际电信联盟发布的《ITU互联网报告2005:物联网》、欧洲信息社会与媒体委员会发布的《2020年的物联网:未来之路》、IBM的"智慧地球"项目。据相关分析报告,全球物联网市场规模将出现快速增长,2007年全球市场规模达到700亿美元,2008年达到780亿美元,到2012年将超过1400亿美元,年增长率接近20%。
运用物联网技术构建数字化油田
数字化油田是实际油田的虚拟表示,能够汇集该油田的自然和人文信息,人们可以对该虚拟体进行探查和互动。油田生产信息和地理信息息息相关,通过信息、基础建设,提高企业对外部各种关键信息及时获取、快速反应的能力,同时,通过企业信息化和数字化油田的建设,改善区域内部信息沟通、数据整合能力。数字化油田的核心是为石油企业建立数据和信息资产的共享机制和管理体系,在信息共享的基础上,面向石油勘探、开发、地面建设、储运销售以及企业管理等各生产环节,建立多专业的综合数据体系,并与各专业的应用系统进行高度融合。
在建立油田生产和管理流程优化应用模型的基础上,利用虚拟现实技术对数据实现可视化和多维表达,并且通过智能化分析模型,为企业的经营管理提供良好的信息支撑环境。基于物联网技术的数字化油田是针对油田勘探开发信息化管理而专门开发的,以满足油田日常生产运行、生产管理、生产监控、设备管理、成果展示的需求,是一套集石油勘探开发生产信息的采集、传输、存储、处理、分析、发布、管理和应用于一体,规范、统一、安全、高效的全新现代化生产经营综合数据于一体的管理应用平台。
在物联网技术支持下的"数字化油田"是把地震区、井场、站库等油田生产制造现场为数据采集源点;采用自动化数据采集设备(比如传感器),通过局域光纤网、GPRS/CDMA、微波通讯网等传输手段,将地震数据、井下测量的地层和井筒数据、井口测量的设备运行和流体属性数据等海量数据实时采集进入信息管理中心的数据仓库;按照科学的过程如数据模型进行数据的组织与管理,在此基础上通过大量的业务模型进行知识集成,通过应用智能识别、数据融合、移动计算、云计算等技术,进而支持石油地质综合研究、油藏分析等科学研究和在线模拟,完成生产实时诊断,科学研究的成果支持油田生产的综合决策,决策信息反馈到生产制造现场进而完成环境监测、单元整合、过程模拟、参数优化和控制。运用物联网技术构建数字化油田,不仅可以实现跨地域协同工作,紧密连接生产经营的各个环节,还可以实现油田业务与技术的整合、油田数据集成、油田状态自动监测以及地面建设全面信息化。同时,还可以建立虚拟的数字地质模型,实现油藏描述的可视化和互动性。
物联网应用实例--油水井生产远程监控分析优化系统
油井生产远程监控分析优化系统通过网络远程采集油井的功图、压力、温度、电流、功率、扭矩等数据,实现油井生产工况实时诊断;远程实时产液量计量;用电消耗计量及能耗分析;应用扭矩法、电能法、功率曲线法等计算和调节抽油机平衡;基于诊断基础上的油井工作参数优化设计;基于诊断、优化设计结果的专家解决方案发布;基于油井工况诊断和工艺参数设计结果,远程实时实现对油井的"大闭环"智能控制,如图1所示。注水井生产远程监控分析优化系统通过网络远程采集注水井的压力、流量等数据,根据注水井配水要求,进行当前流量和配注量的比对,利用PID算法自动调节阀门开度。同时将即时流量数据和累计流量数据以及各种压力数据,传送到RTU,利用CDMAGPRS网络将数据传回到油田企业内部网计算服务器。工况分析优化服务器将现场监控终端采集的数据进行超限报警、注水量计算、报
应用前景与展望
表、曲线、图示等数据统计;工况分析;参数优化设计等。Web发布系统根据系统设定的权限和管理范围,对管理的水井进行定制查询和统计、展示等。该系统使得注水设备具有物联网的"计算、网络通信、精确控制、远程协作和自治"五大功能。
自2005年开始,大港油田通过试验、示范、全面推广,截至2009年底共实施2000多口油水井生产远程监控分析优化系统,实现了油水井生产实时采集、实时计算、实时诊断、实时优化、实时发布、实时控制,有力地推动了油田的自动化、信息化、数字化的发展,2007年被确立为"港西模式"。"港西模式"为石油物联网新项目的建设提供样板。"港西模式"的核心技术是一套基于自动化技术、计算机技术、网络技术、系统工程技术以及油气田开发专业技术,以提高油田数字化水平、油井产量、系统效率、简化地面流程为目的,集数据采集、数据管理、生产动态预测、工程分析、远程计量、油井故障诊断、系统效率及损耗构成、优化设计、措施方案发布、智能控制等于一体的专家系统。该技术符合物联网的定义,广义上讲,就是一个在环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统,它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。
大港油田港西油田简化模式,让计量站、配水间和传统的三级布站模式退出历史舞台,摆脱"地面工艺调整围着已建场站转"的思想束缚,形成以满足油藏开发需要为标准的地面工程建设新理念,实现信息化、网络化与油气田地面集输系统成功对接,属于物联网技术的典型应用案例,开辟了油气生产的新途径。"港西模式"对于创建节约型企业,实现老油田高效开发具有重要指导意义。
应用前景与展望
在我国信息产业科技发展"十一五"规划和2020年中长期规划纲要等重要发展规划中,宽带无线移动通信网络与互联网络、物联网络之间的连接和融合是最重要的发展方向,这将创造新的产业链与商业模式,促进我国经济与社会的可持续发展,是我国信息化和工业化的快速融合的有力武器。石油行业是一个跨学科、多专业相互配合的技术高度密集型行业。石油行业的信息化一直伴随着石油行业的发展,并发挥着巨大的作用。
石油物联网作为一项新技术也将逐渐应用到油田生产实践中。基于物联网技术的数字化油田建设,在油田数据采集、远程监测、物资管理以及地面全面信息化等领域有非常广阔的应用前景,不仅可以实现跨地域协同工作,紧密连接生产的各个环节,还可以实现油田业务与技术的整合,进一步优化油田生产经营管理,拓宽油田勘探开发业务。运用物联网技术构建数字化油田,是油田信息化建设的有效途径。随着油田勘探开发的进一步深入、信息采集与智能计算技术的迅速发展、互联网与移动通信网的广泛应用以及与传感网结合的不断深入,油田大规模运用物联网的时机日趋成熟。
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