近年來，為了滿足國民經濟快速發展的需要，國家對油氣管線建設的投入逐步加大，在全國形成了縱橫交錯的石油天然氣輸送管線。

2009-2015年期間，國家規劃在東南、長三角、環渤海、中南地區四個重點目標市場新建支線管道約8000公里。其中包括如下管線：

1.環渤海地區規劃新建秦沈線、陜京三線、山東管網等干線管道；

2.中南地區規劃建設西二線、西三線干線及十堰支干線、湘潭支干線；

3.東南沿海規劃建設西二線、西三線、中緬管道、福建支干線；

4.長三角地區規劃建設西二線上海支干線、金華-麗水-溫州-臺州支線及如東-南通-江都管道。

屆時將形成一個以西一線、西二線、西三線、陜京一二三線、川氣東送線等為主的油氣集輸網絡，橫貫東西、縱貫南北的天然氣基礎管網將對我國的國民經濟產生重大的影響。

既往以來，石油石化、天然氣行業一直是國家安全防范的重點行業，一旦發生火災或爆炸等事故，將會造成重大的人員傷亡和國家財產的嚴重損失。因此，在石油天然氣集輸領域，為保證對整個生產運輸過程進行有效的監控，確保人員、裝置設備的絕對安全，建立一套智能化、高可靠性的石油管道綜合聯網集中監控系統顯得非常迫切而重要。

本文重點闡述輸氣管線站場的工業電視監控系統和激光對射周界防范系統。

總體目標

總體目標需滿足一下三個方面。

1、對于視頻監控而言，石油管線沿線各站場以站內本地監控、站內本地存儲、站內本地管理為主，遠程監控、遠程管理為輔。本地監控、存儲和管理功能不依賴于遠程設備，當傳輸系統出現問題時，站內系統應能保證獨立正常運行和正常操作。

2.監控系統的管理（系統設置、權限管理等）、控制（操作鏡頭）、顯示（屏幕切換）和存儲（錄像）各自相對獨立，某一部分出現故障時不會影響到其他部分。

3.工業電視系統必須與周界防范系統及消防系統等進行有效的聯動。

需求分析

石油天然氣管道需要對沿線的首站、分輸站、清管站、壓氣站、聯絡站、監控閥室、RTU 閥室、末站等重要場所進行全面的監控，防止各種生產事故的發生。

同時，系統需要監視站場工藝裝置區、場區、大門等區域內設備的工作、人員活動情況，及時發現或確認設備故障、火災以及非法入侵等安全隱患，并支持聯動周界防范、消防等子系統。上級主管部門可以隨時了解現場的生產情況，以便在發生突發事件時能通過現場的實際情況作出正確的指揮策略。

現分別從本地監控和遠程監控兩個方面來描述系統的用戶需求。

本地監控需求（一級監控中心）

視頻監控

本地監控主要是為了了解整個站場內人員工作及設備運行的情況，攝像前端將拍攝的圖像傳送到站控室，實現全部監控功能，以便及時處理突發事件，監控功能主要包括：采集、傳輸及切換顯示單個或多個圖像；存儲和調用各路圖像；通過對攝像機云臺、鏡頭動作的控制以達到更好的監視效果。閥室為無人值守場所，視頻監控設備只設置攝像機和視頻服務器，無存儲和監視終端，視頻圖像通過SDH傳輸網絡傳至鄰近的站場進行監視和存儲。

本地監控視頻路數一般不超過16路，需滿足全天24 小時不間斷錄像。也可設置為周期計劃錄像、移動偵測錄像或報警錄像等多種錄像模式，各路圖像全部保存，視頻存儲格式為D1時，錄像文件最長可保存30 天左右。并可按照時間或事件等對錄像文件進行搜索回放，也可將錄像文件轉存至光盤等其它存儲設備。

周界防范

在站場四周圍墻布置周界防范系統，防止外來人員入侵進行破壞。由于該場所為油氣高危場所，因此不能采用傳統的紅外對射以及電子圍欄，必須采用具備防爆功能的激光對射周界防范系統。

告警聯動

每個站場安裝的SCADA 系統、周界防范系統和消防設備，均可同視頻監控系統進行聯動；同時在站場控制室安裝聲光報警主機，與監控主機進行聯動報警。

報警功能

系統必須實現球機和槍機的移動偵測功能。利用這個功能系統應能實現當人或車輛跨越預先設定的警戒線時發出報警；當有物體（主要指人或車輛）移入畫面時發出報警。報警功能應能根據要求布防或撤防。

系統必須實現高速球機的移動物體自動跟蹤功能。移動物體自動跟蹤功能是指系統發現某一監控區域出現移動人物或車輛時，能夠調動攝像機的云臺、鏡頭等機構對移動物體進行跟蹤拍攝，直到移動物體超出前端攝像機的監視范圍，本功能啟動的同時能夠觸發報警和錄像。本功能可以通過前端攝像機或者后端的網絡視頻服務器（編碼器）來實現，也可以通過平臺軟件來實現。

遠程監控需求（二級監控中心）

站場本地的視頻信號通過SDH傳輸網絡傳輸到遠端的控制中心，遠端的控制中心可依據權限實現對站場的前端設備進行遠程監控。

整體規劃方案

工業電視監控系統

油氣管道工業電視監控系統從設計結構上可分為站內本地監控系統和遠程監控系統，工藝站場屬于本地監控，站內本地監控系統包括沿線各工藝站場配置的前端攝像機、各類傳感器和后端的監控、存儲、管理平臺；干線管理處、調控中心和主調控中心均屬于遠程監控系統，遠程監控系統主要實現各遠程監控終端對下轄沿線工藝站場內監控視頻、告警數據和錄像等資料的調看，以及對工藝站場內前端攝像機的控制。如（表一），對于特殊監控場所的遠端攝像機，如果需接入站場監控系統，可采用光端機的方式接入。

周界報警系統

周界報警系統以報警控制主機為控制中心，報警控制主機負責報警系統探測器的設防和撤防控制、探測器采集信號的處理、報警信號的輸出以及聯動電視監控系統。

在圍墻上方安裝激光對射探測器，組成不留死角的防非法跨赿的報警系統。一旦有人非法闖入，遮斷激光射束，就可立即報警至站場控制值班室，同時與視頻監控系統聯動。監控前端提供預置位支持，警情發生區域的圖像自動在顯示器上顯示，并進行實時錄像。

圍墻四角安裝激光對射報警探測器，位于防爆區域內的收發終端須加裝防爆護罩。

平臺接入策略

前端站場視頻監控內容需接入中石油北京主調控中心的視頻監控管理平臺，由于該平臺為既有平臺，且站場視頻監控廠家設備多種多樣，接入平臺需做到各個主流廠家設備與平臺之間能實現互聯互通。目前采用的接入方式有2種：通過設備廠家提供的SDK包接入；通過設備廠家開放接口協議接入。

系統架構及功能實現

石油管道工業電視監控系統通常采用以NVS（網絡視頻服務器）或嵌入式DVR（數字硬盤錄像機）為核心的視頻監控系統。系統采用三級組網：站場監控點、地區監控中心和調控中心監控中心（如圖2）所示。從結構上可分為站內本地監控系統和遠程監控系統，除站內本地外，地區監控中心和調控中心的監控中心均屬于遠程監控。

站內本地監控系統包括沿線各工藝站場配置的前端攝像機和后端的監控、存儲、管理平臺部分。遠程監控系統主要實現各遠程監控終端對下轄沿線工藝站場內監控視頻、錄像資料的調看，以及對工藝站場內前端攝像機的控制。

此外本地站控視頻監控系統還需接入中石油北京油氣調控中心的綜合視頻監控系統。該系統由中心管理單元、設備接入代理、綜合視頻交換機、監控終端等組成。綜合視頻監控系統需要針對其下轄范圍內的視頻監控系統開發相應的接口軟件模塊，從而實現對所有站場視頻監控畫面、錄像的調看。

前端站場架構

如（圖3）所示，當編碼器采用多媒體接入單元（DVR或NVS）時，工藝站場視頻監控點由前端的攝像機、多媒體接入單元（16路）、報警器、周界防范報警系統、音箱、話筒、煙感傳感器、網絡交換機、NVR、監控終端等組成，前端視頻錄像存儲在NVR上。

監控現場擔負著監控系統的媒體數據采集和控制命令的執行部分，是整個系統重要組成部分之一。主要完成視頻信息的采集、編碼、壓縮和傳輸，攝像機的控制和報警的輸入/輸出工作。一旦發生人員入侵、火災等告警，系統則立即將告警呈現在監控終端上，同時可聯動聲光報警器、切換視頻。這時值班人員可通過站場內的消防廣播系統通知相關人員趕赴現場處理，或及時疏導其他人員撤離。

調控中心架構

調控中心由中心管理服務器、流媒體服務器、多媒體交換單元（解碼器）、監控業務臺終端、管理業務臺終端、監視器組成的電視墻、音箱、話筒、網絡交換機等組成。

調控中心的視頻監控平臺可調看所轄干線工藝場站的實時視頻、重要視頻可存儲在中心，同時可進行實時視頻的轉發。平臺軟件功能模塊主要包括中心管理模塊，接入管理模塊，視頻轉發模塊，數據庫功能模塊，多媒體交換單元模塊。

系統優勢

本項目系統優勢主要在以下幾個方面。

· 單點登陸，統一認證，統一平臺；

· 電信級可靠性設計，系統穩定可靠；

· 松耦合架構設計，多級中心互聯，獨立保活；

· 開放式系統平臺設計，標準的COM和API接口；

· 遵循ONVIF國際標準，廣泛兼容主流前端設備；

· 運用最新的移動技術，體驗貼身監控服務；

· 智能路由技術，降低網絡負載；

· 專業化系統網管，維護方便；

· 維護巡檢電子化，提高運維工作效率。

結語

目前的站場監控前端主要是以模擬標清攝像機加編碼器接入為主，隨著視頻監控的高清化、網絡化、智能化的發展，相信高清網絡攝像機在新建的石油管道聯網監控系統中的應用會逐步增多，未來的石油管道工業電視監控系統中，高清、智能一體化的設備將會逐步取代模擬前端視頻設備。

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