油气管道高后果区一体化智能监测预警系统应用研究

刘加滨 李苏庆 张坤勋（山东省天然气管道有限责任公司，山东 济南250000）

1 目标问题

1.1 对高后果区的人文活动进行智能视频监测预警

智能视频监测预警技术的优势：全天候可靠监控，对所监控的画面进行不间断分析，实现对异常事件和疑似威胁的主动式编码、报警和保存；报警精度高，有效朴拙异常报警事件或及时发现威胁，降低误报和漏报现象；响应速度快，提示值班人员关注相关监控画面提前做好准备，防止在混乱中由于人为因素而造成的延误；区域目标检测，客户可根据要求，自定义防区、监测范围，并可以设置监测类型（区域入侵报警、人员攀爬、挖掘机驶入、人员跟踪等）。

针对高后果区、阀室应用目的：实现视频全天候监控；自动识别防区内威胁事件、并产生预警，增加技防手段；及时响应应急预案、处置，提高安全管理手段。

1.2 对重点区域的气体进行动态检测

无线甲烷气体检测仪安装至高后果区、阀室，可以对区域内的甲烷浓度进行检测，针对破坏造成的天然气泄漏进行检测，从而及时响应、处置。

1.3 实现视频监控和气体检测的一体化监测预警

采用智能视频和气体检测的联动，并建立一体化监测预警平台，任何一种技术产生报警，都可以使用另外一种进行验证，提高了技防手段的准确性，同时视频智能监控系统可以在事件发生前就可以产生预警，降低了安全风险，也降低了监控人员的工作强度，实现无人值守。

2 技术方案

2.1智能视频监测预警系统

目前安装的视频监控系统大都采用DVR全天候录像方式，其功能是海量录像事后取证和人工监视，实际应用中难以做到“即时”发现“即时”处理，缺乏自动功能和智能预警功能。

智能预警系统，是结合智能视觉分析、模式识别、信息传输等技术对监视区域所发生的各类事件进行自动检测、自动报警的真正智能化解决方案，系统能实时检测出目标区域发生的物体位移等异常变化，并对发生的异常事件迅速自动的进行报警。可实现视频监控区内活动行为的监测预警，可自动识别出人、车、机械作业、火灾等事件，并产生报警。

此系统关键设备包括：前端摄像机、无线4G 组网、后端设备及广播系统；在各阀室及高后果区设置1个扬声器，扬声器音频口连接至阀室摄像机音频口，同时在调度室、管理处、场站配置话筒，运维人员可通过话筒对高后果区现场进行喊话。

2.2甲烷气体监测报警系统

无线甲烷气体报警器将现场检测到的气体浓度等数据通过无线通讯方式传输到主机，采用这种通讯方式的甲烷气体监测报警系统即为无线甲烷气体监测报警系统。无线甲烷气体监测报警系统主要组成部分有：甲烷气体检测仪、气体报警控制主机（带无线接收功能）、PC/手机等终端、路由器、中继器、网关、服务器平台等。4G无线信号通讯甲烷气体检测系统拓扑图如图1所示。

图1 甲烷气体监测报警系统

无线甲烷气体检测仪其作用是检测现场的甲烷气体浓度，并将检测到的甲烷气体浓度以数据的形式显示出来，甲烷气体浓度数据通过无线的方式传输到对应的无线接收器，无线接收器再将信号变送到报警控制主机等上位机系统，进行统一显示、管理和控制，从而实现甲烷浓度现场监测的智能化管理。

2.3 视频监控和气体检测的一体化监测预警平台搭建

视频监控和气体检测的一体化监测预警平台主要包括了三个方面的内容，视频数据、气体检测数据综合信息管理、实时监测数据处理与分析、监测预警与发布，其中综合信息管理目的是实现对视频监控数据与气体检测数据的有效管理。针对海量的视频数据，平台服务器端采用分布式系统设计方案，包括地图服务器、数据库服务器及Web服务器。数据库服务器主要是管理视频库、气体检测属性数据。Web服务器主要是用于部署研发的Web应用程序，通过Web服务请求获取地图服务器与数据库服务器上提供的资源。

数据管理还涉及到实时的监测数据管理，在此基础上，是对实时监测数据的处理与分析，绘制气体监测曲线。通常情况下，仪器安装后首先需要获得初始读数，然后按照规定的监测频次对仪器进行观测。观测所得到的值多为电信号，只有将电信号转换为对应的物理量，才能获得监测对象的变化过程。系统拓扑图如图2所示。

图2 视频监控和气体检测的一体化监测预警平台

3 结语

本文开发的视频监控和气体检测一体化的监测预警平台，应用于油气管道高后果区一体化智能监测预警，可对天然气泄漏等异常状况进行智能监测，及时响应、处置，实现了油气管道管理上的创新，具有重要的现实意义。