高清智能监控在数字化油田的应用

文｜北京先进视讯科技有限公司

1 引言

目前，国内大型油田已逐渐淘汰原有的模拟CCTV视频监控方案，采用架构更先进的数字视频监控系统，在油田作业区域及各有关区域建设网络视频监控前端，实现了监控视频的网络传输、异地存储以及网络客户端查看与控制。

然而，在油田这种范围广、监控区域大、重点监控部位多的项目中，网络视频监控系统的建设难点很多。很多针对油田偷、盗、抢问题，大面积辖区监控问题，无人值守油井监控问题，近乎于“无理”的监控要求很难得到满足。例如：要求一个监控摄像头可以监视2km左右的输油管线，出现异常时拉伸镜头至细节部位后，监控图像仍可清晰显示；要求一个监控摄像头可以采用广角形式监控多个集中的油井站点；要求采油机停止工作时监控系统可立即报警；要求监控系统可对进入油井平台工作区的人、车、物进行跟踪记录，可在夜间设定禁区，对闯入行为进行报警录像等。

这些监控需求都是根据数字油田可能出现的安全问题提出的；采取传统的标清监控、开关量报警及实时录像的视频监控形式，是无法满足数字化油田的以上需求。随着高清视频监控方案及智能识别系统的应用逐渐成熟，“高清”、“智能”这两大安防热点技术在数字化油田的建设中有了新的用武之地，以上问题也有了新的解决办法。本文将以北京先进视讯科技有限公司采用模型驱动自动化代码实现的设计思想设计出的，以分层、模块化复用软件结构的iDVR5.0软件为例，介绍高清智能监控在数字化油田的应用。

2 利用高清智能监控严查油田偷、盗、抢现象

“油耗子”是所有国内大型油田的重点监察对象。随着油价的不断攀升，“油耗子”造成的油田开采的经济损失也逐渐增大，由其行为引起的石油泄漏与污染所造成的间接损失更加难以估量。胜利石油管理局原党委书记郭长玉曾说：“打击一个团伙就相当于打一口生产井，每抓获一个盗油分子就等于上一口措施井。”

对油田偷、盗、抢的视频监控和报警是数字化油田的监控重点，数字化油田在设立前端监控点时都会对油井平台及传输接口进行重点布控。然而，对延绵数百公里的原油传输管线进行视频监控一直是数字化油田视频监控的难点之一。例如，对长度为100km的原油传输管道进行全面的视频监控，必须采用球型摄像机进行巡航检查；当出现嫌疑对象或发生泄漏事故时，要对准局部画面放大并清晰地显示现场情况。

对上述案例而言，如采用D1（分辨率为720×576）的监控前端，即使采用广角摄像机，由于受到清晰度的限制，两个监控点的间隔最多不能超过500m；如此100km内共需建设200个标清监控点，每个点的建设及施工费约两万元，共计400万元，10人施工队施工周期约为30个工作日。

而如果采用iDVR5.0平台配合百万像素摄像机的高清监控方案，使用目前技术成熟的18倍以上光学变焦的球型高清网络摄像机——由于其分辨率可达到720p（分辨率为1280×720）以上，配合广角镜头可监视距离500m、长度2km的输油管线，且对出现异常情况的局部拉伸放大后图像依然清晰准确；因而每个点的建设及施工费不超过3万元，共计150万元，10人施工队施工周期约为10个工作日——在清晰度远超标清监控的情况下，施工难度和总建设费用也大幅降低。

在油田及附属加工单位的管理规定中，为了保证生产安全、强化产品管理，对于车辆的管理都十分严格，对于不明车辆或非授权车辆进入重要设施附近的情况更是严格禁止。在监控系统中引入智能识别功能，例如采用先进视讯iDVR智能车牌识别系统，可以实现车辆车牌信息的自动捕捉，以便安保人员及时进行核对，对不明车辆进行检查和处理，严防偷油运油车辆私自进出。

除此之外，最早出现于高端模拟摄像机上的车辆人员自动跟踪功能也已在网络摄像机上实现。当出现移动的人员或车辆时，带云台的枪机或球机可对其实施放大跟踪和抓拍，有效保证现场证据的采集完整性和清晰度。

3 利用高清监控解决油田监控部署问题

不同于城市或厂矿，油田地广人稀，井区监控相应的取景范围也非常大。一座大型油井占地面积可能超过10000m2；取景范围如此之大，如使用一般的标清摄像机，即使通过配置广角镜头实现了全景监控，也无法在镜头拉伸后清晰显示细节画面，无疑将增加取景难度。目前一般采用同一区域建设多个标清视频监控点的方式来满足既可综合显示全景又可拉伸显示关键部位的监控需求。这种建设方式的不足有很多，最首要的一点就是无法用一台摄像机监视全景，增加了监控中心的监控压力和显示设备费用。如采用高清摄像机，则可大大降低监控人员的监视工作量和监控设施建设成本。

以监控一座面积为10000m2的油井全景为例，采用D1分辨率的标清广角摄像机由外向内监视油井设施及建筑需每隔25m设置一台球型摄像机，共需建设16个全景监控点，由内向外监视油井周边设施需建设8个全景监控点，也就是说共需设置24个监控点位来完成对井区全景的监控。

而如果采用分辨率大于720p的高清球型摄像机，每个方向仅需建设一个监控点即可实现无死角监控，并且能获得令人满意的清晰度；也就是说仅需设置8个监控点位即可实现井区全景监控。显而易见，在前端点位建设费用、终端解码及显示成本上，高清方案相比标清方案都有大幅度的降低。更重要的是，高清监控视频画面的清晰度可达标清监控的数倍。

对于多个小型油井集中分布的情况，一台高清摄像机配合广角镜头即可将区域内所有小型油井纳入视频画面，并且将镜头对准某个油井或采油机拉伸放大时仍能清晰显示细节内容。

4 智能识别在油井监控中的应用

目前，智能识别技术正逐渐趋于完善，成为了网络化视频监控领域最前沿的应用技术之一。搭配了高清摄像机这一“利器”后，智能识别将更加精确有效。在数字化油田领域，应用智能识别技术意义重大，目前可以实现的智能识别应用已经很多，并且拥有了极高的精确度。

以先进视讯iDVR5.0平台搭配的，先进视讯自主研发的AV6601C型智能分析仪为例，目前可实现的智能分析识别功能包括：区域入侵检测、离开区域检测、绊线检测、逆向运动检测、物品遗留检测、物品丢失检测、摄像头遮挡检测、摄像头移动监测、摄像头模糊检测、视频信号丢失检测、火焰检测、烟雾检测、人数统计、车流密度统计、徘徊检测、聚集检测、打架斗殴检测、人群运动模式检测、PTZ跟踪。

（1）无人值守油井的智能化应用

大型油田区域内多建有密集的小型无人值守油井。对于这类油井，以往都是安排值班人员每天定时前往现场观察检测，以确保其采油机安全工作。这种方式耗费了大量的人力物力来进行机械性的简单工作。应用智能识别技术后，视频监控系统可以对小型无人值守油井进行智能视频监控，参照事先设定的采油机正常动作，自动识别出采油机运动停止或不规律的情况，并立即在监控中心报警。在这种模式下，一个值班人员即可对整个油田的无人值守油井进行实时监控，大大降低了这类油井的维护成本。

（2）油田周界检测和边界防护

对于一些重点警戒区域，为消除潜在的安全隐患，油田一般规定不允许人或车辆进入，或者须在发现有人或车辆进入时由安保人员查看其是否是正常工作的内部人员或车辆。对于这些区域，可在视频监控系统中设定周界检测线，使系统可以在有车辆或人员进入这些区域时自动报警并提醒安保人员进行判断，以阻止偷油等不法行为，或某些可能造成危害的事件的发生。

（3）可疑物品遗留检测

石油是一种易燃资源，油田安保工作中任何小的疏忽都可能导致非常严重的后果。因此，在油田的任何场地出现无人认领的遗留包裹都应被视为危险现象——这些遗留物有属危险物品，如炸弹、易燃物等的嫌疑。在视频监控系统中引入物体遗留检测功能可实时检测监控范围内是否出现遗留物，在出现运动中的人将行李或包裹放在地上后离开的行为应及时报警，通知安保人员及时处理。

（4）降低值班人员工作强度

传统的全人工值守无法解决因摄像头数量多而无法一一监看，以及易因人员疲劳、疏忽造成错报警或漏报警的问题；应用视频智能识别技术能有效地解决这些难题，实现7×24小时无间断无人值守，有效降低人力成本。智能识别设备在对监控画面内容进行目标识别与行为检测、自动识别面相，以及对非法入侵、跨越警戒线、物品盗窃、可疑物品遗留、人员车辆滞留、出现烟雾或火焰等各种异常情况的判定上，正在逐步代替人类，成为不会疲劳的值班员。

5 结束语

利用以上高新技术手段来建设数字化油田的视频监控系统，不仅是油田适应外部环境变化，参与开放市场竞争的必然选择，也是油田增强企业核心竞争力的有效手段。随着我国数字化油田建设步伐的逐渐加快，网络视频监控平台已经成为数字化油田的标准配置之一。可以预见，高清视频监控及智能识别技术会在数字化油田建设中得到越来越多的应用，成为数字化油田的标准配置。

北京先进视讯科技有限公司是智能化网络视频解决方案供应商，中国电信“全球眼”和中国网通“宽视界”双入围企业，长期致力于网络视频监控产品的研发、生产、销售与服务，为超过70座城市提供了“平安城市”解决方案。

在第十三届中国国际公共安全博览会上，先进视讯将展出iDVR 5.0安防集成软件、AV9803-MPS系列高清型高速球形摄像机、AV6601C智能视频分析服务器等多款新型软硬件产品。

iDVR5.0系统具有扁平化、分布式、多服务的构件式结构，辅以多种设备接入方式、模拟系统的兼容接入、多样性的转发策略、跨域资源访问控制、故障弱化、负载均衡以及故障切换等策略，可以保证大规模的城市级联网监控系统可靠、稳定的运行。

AV9803-MPS系列高清型高速球形摄像机采用130万像素逐行扫描CCD传感器和日立宽动态18倍光学一体化高清机芯，支持实时25帧720p的高清图像标准。

北京先进视讯科技有限公司的展位位于1号馆国际区，B186号展台。