行業現狀
目前,油田采油工區各個采油點分布比較分散,有的采油點之間相距幾百米,有的則相距到公里。采油機和室內的水泵油泵等均是安全防范的重點對象。一旦發生火災或爆炸等事故,都將會造成重大的人員傷亡和國家財產的重大損失。每個采油點通常都只有1到2人負責戶外的采油機和室內的水泵油泵的維護、監視、安全工作,不利于中心集中管理,防范力度薄弱。
隨著油田自動化信息系統建設,油田內部從以前粗放式管理向信息化管理過渡,逐步加強了對采油到輸油過程的集中管理, 要求建立包括油井遠程視頻監控、輸油管線泄露監測、集輸站庫自動化監控等多系統的監控平臺,其目的是利用現場監控系統,保證原油采集、輸送安全。同時,各上級領導機構也希望對下屬企業的設備裝置運行狀況、數據安全和故障現場進行及時、全面的了解和掌握。通過數據源頭自動采集,借助油田現有網絡資源自動加載到廠級實時數據庫,為各級管理部門應用提供開放的數據平臺,使生產和管理人員及時控制和掌握生產動態,從而實現整個生產過程的自動化,并可以對取得的實時數據進行統計、分析、優化,從而為保證生產設備正常運轉,降低生產成本提供重要依據。
需求分析
基于以上現狀,油田監控需求主要表現為以下幾點:
1. 防盜、搶原油事件。事件發生時,實現遠程告警
2. 遠程指導作業施工與設備維修
3. 油井泄露原油告警
4 .磕頭機(抽油機)正常工作過程中,突然停機,或靜止狀態,突然啟動抽油。如果發生此類事件,中心控制室端口,要提供聲光報警(根據客戶要求,可以增加語音告警)
5. 傳輸距離較遠,且采油點可能遷移或新增,因此整個圖像監視系統,要便于今后系統監視網點擴充。
6. 根據客戶要求,現場監視圖像壓縮后存入硬盤。作為“歷史”存放,并可以以日期、時間、監測站點為檢索要素查詢圖像。
7. 要具備網絡化監視管理功能。
系統框圖
CNMS分布式集中管理系統
1) 中心管理服務器
a)管理前端設備
添加、修改和刪除網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備;
修改網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備的名稱、IP地址、子網掩碼、網關、連接端口、訪問用戶名和密碼;
對網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備每個監控通道的通道描述、傳輸畫質和傳輸速率等進行設置;
選擇在顯示畫面上是否疊加時鐘和字符,并可以任意調整所疊加字符在圖像窗口中的位置和顏色。
設置網絡視頻服務器和硬盤錄像機等前端設備的云臺控制協議;
設置高速球預置位;
設置高速球定時自動執行預置位計劃;
設置是否使用PPPOE撥號功能(最常見的就是ADSL設置)、設置PPPOE撥號的用戶名和密碼;
設置欠袷褂肈NS解析功能及DNS服務器的IP地址和連接端口;(適用動態IP網絡環境)
b)管理視頻工作站
添加、刪除視頻工作站;
設置視頻工作站所要連接的圖像源(即相應的前端設備);
設置工作站是否實時顯示連接通道的圖像;
設置工作站的錄像計劃和錄像模式(報警錄像、連續錄像、不錄像)。
c)權限管理
管理用戶:包括中心服務器視頻工作站和網絡客戶端所有用戶的權限設定;
設置用戶的操作權限:包括中心服務器管理權限、云臺鏡頭控制權限、添加刪除用戶、監看通道等。
用戶憑借中心服務器設置的用戶名和密碼登陸,視頻工作站本身沒有權限管理功能。
具有系統屏蔽功能,封鎖視頻工作站操作界面,防止非法人員隨意操作;
具有鍵盤鎖定功能,封鎖視頻工作站鍵盤系統熱鍵,防止非法人員隨意操作;
d)顯示設備工作狀態
按照指定的時間間隔自動掃描設備列表內所有設備的工作狀態,時間間隔可設置。
顯示前端設備的工作狀態;
顯示視頻工作站的工作狀態;
系統連接日志記錄。
e)其它功能
可以遠程重新啟動前端設備(僅支持網絡視頻服務器和嵌入式硬盤錄像機);
遠程對設備進行系統升級;
查看前端設備軟件版本。
2) 視頻工作站
a)圖像顯示
視頻工作站可同時顯示1~24畫面;
每路均可達到全實時25幀/秒(PAL)或30幀/秒(NTSC);
可單畫面顯示或多畫面分割顯示,并可多路輪循顯示;
可隱藏監視畫面中需保密的畫面;
可對顯示圖像的亮度、對比度、飽和度、色調進行連續調整;
在系統主界面上顯示每個視頻通道工作狀態,如連續錄像、視頻移動感知錄像、報警聯動錄像、單純監視等,以及硬盤剩余空間等狀態信息;
b)語音功能
具1~24路音頻與視頻同步輸入功能,音質清晰流暢,無雜音;
監看圖像時可進行現場監聽;
每路視頻和音頻可進行同步存儲,聲音與圖像數據同包,回放時音質無失真;
c)對講功能
視頻工作站可以和前端設備進行語音對講,主叫不需要應答即可喊話。
d)錄像存儲
每路均可達到全實時25幀/秒(PAL)或30幀/秒(NTSC);
系統可按中心服務器設置的日程表進行定時連續錄像、視頻移動錄像、報警聯動錄像和手動錄像等多種模式錄像;
可在錄像圖像上疊加字符、日期水??;
支持多硬盤循環錄像,無需人工換盤。
e)檢索回放
可精確選定時、分、秒,以迅速檢索需要的錄像資料;
回放與錄像同時進行,互不影響;
可對錄像資料進行時間檢索、事件檢索,錄像資料儲存情況通過圖形表示一目了然;
可單畫面全屏回放,也可多路同時回放;
回放速度全實時,即每路25幀/秒(PAL);
多種回放速度,可正?;胤?、單幀回放、快速回放(2~5倍)、慢速回放(1/2~1/5)、畫面凍結和跳至指定時間播放,回放圖像大小可調;
回放時支持抓拍功能,即某幅圖像的數字化拍照,也可對圖像進行電子放大與打??;
系統支持本地端與網絡遠程端同時回放影音文件。
g)控制功能
支持多路云臺全方位控制,可手動控制,也可自動控制;
支持電動變焦鏡頭的聚集、光圈與變焦控制;
支持燈光和雨刷等輔助控制;
可控制高速球,設置高速球手動預制位和報警聯動預制位,可調節高速球轉動速度。
i)單機播放
備份錄像資料可以通過單機播放軟件在任意一臺機器上播放。
j)備份及外設輸出
支持硬盤、DVD、DAT等備份;
可對回放圖像進行抓拍、儲存、放大和打印,生成BMP圖片;
可將錄像資料考貝,通過專用軟件可異地播放;
可將錄像資料輸出到軟盤、打印機、USB活動硬盤。
3) 電子地圖/報警管理主機(CNMS-Map)
遞進式的二級電子地圖功能:一級電子地圖顯示所有監控網點在某區域內的地理位置分布情況;二級地圖為該監控網點內部的詳細布防圖;
遠程接收和管理報警功能:當某前端網點發生報警情況,一級地圖中該網點圖標將變成紅色并閃爍,同時系統發出警示音;點擊報警網點圖標,彈出二級地圖(具體布防圖),具體報警設備和關聯的攝像機以紅色顯示,提示報警方位;報警圖像自動上傳顯示,如果多路圖像同時報警上傳,將在4個圖像窗口中循環顯示;具有自動啟動報警錄像功能;
日志管理功能:軟件具有系統日志功能,可以記錄報警日志、操作記錄等信息。并可以導出日志;
方便快捷的圖像調取和云臺控制功能:用戶可以用鼠標在二級地圖上雙擊任意攝像機的圖標快速調看該路圖像;雙擊鼠標可以放大圖像;
4) 電視客戶端
電視客戶端是以PC機作為視頻圖像解碼設備并以顯示器作為視頻圖像顯示終端設備來顯示網絡傳輸來的網絡視頻信號,支持多畫面分割顯示、單屏顯示和畫面輪循切換顯示等多種顯示模式。PC-DVRServer、NVR客戶端或CNMS-NVMS中的中心管理服務器、流媒體服務器和集中管理客戶端都可以作為主控設備來控制電視客戶端,一臺主控設備可以同時控制多臺電視客戶端,但所有電視客戶端的顯示器總數不能超過24臺(即一臺主控設備最多能控制由24臺顯示器組建的顯示器墻)。
5) 網絡客戶端
a)圖像顯示
最多支持24畫面同時顯示;
可單畫面或多畫面分割顯示任意一路或幾路視頻圖像,并可多路輪循顯示;
每路均可達到全實時25幀/秒(PAL)或30幀/秒(NTSC);
可對顯示圖像的亮度、對比度、飽和度、色調進行連續調整;
b)語音功能
具1~24路音頻與視頻同步輸入功能,音質清晰流暢,無雜音;
監看圖像時可進行現場監聽;
每路視頻和音頻可進行同步存儲,聲音與圖像數據同包,回放時音質無失真;
c)對講功能
可以和前端設備進行語音對講,主叫不需要應答即可喊話。
d)錄像存儲
支持手動錄像,自動指定錄像盤符;
錄像速度每路均可達到全實時25幀/秒(PAL)或30幀/秒(NTSC);
支持多硬盤循環錄像,無需人工換盤。
e)檢索回放
可精確選定時、分、秒,以迅速檢索需要的錄像資料;
回放與錄像同時進行,互不影響;
可對錄像資料進行時間檢索、事件檢索,錄像資料儲存情況通過圖形表示一目了然;
可單畫面全屏回放,也可多路同時回放;
回放速度全實時,即每路25幀/秒(PAL);
多種回放速度,可正?;胤?、單幀回放、快速回放(2~5倍)、慢速回放(1/2~1/5)、畫面凍結和跳至指定時間播放,回放圖像大小可調;
回放時支持抓拍功能,即某幅圖像的數字化拍照,也可對圖像進行電子放大與打??;
系統支持本地端與網絡遠程端同時回放影音文件。
f)控制功能
支持多路云臺全方位控制,可手動控制,也可自動控制;
支持電動變焦鏡頭的聚集、光圈與變焦控制;
支持燈光和雨刷等輔助控制;
可控制高速球,設置高速球手動預制位和報警聯動預制位,可調節高速球轉動速度。