煤氣站構建智能遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案

2022-01-10 16:15:35| 來源：網絡| 次| 0次

一、項目概述

在天然氣行業(yè)中，集配氣站、處理(凈化)廠等野外場所是天然氣生產的主戰(zhàn)場，其生產過程具有高壓、易燃、易爆、安全要求高等特點。尤其近年來全面推行氣田優(yōu)化簡化管理后，部分天然氣生產氣井實現了無人駐站值守。為了能夠使管理者及時掌握生產現場動態(tài)，減少生產管理難度;降低管理成本，提高生產效率，保證生產安全、平穩(wěn)進行，建立一套全方位的遠程實時圖像信息監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的。

那么如何才能有效掌握這些氣井的生產安全狀態(tài)呢，這就需要借助于一套完整的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它是綜合計算機IP視頻技術、視頻和音頻數據壓縮及解壓縮處理技術、互連網應用技術、嵌入式WEB服務器技術相結合的系統(tǒng)。通過本套系統(tǒng)便可以將各個氣井的實時圖像及數據傳回到網絡監(jiān)控中心，在中心便可以了解到各個前段的實時狀況，并配備有報警系統(tǒng)，可以做到及時發(fā)現并解決問題，保證各個氣井穩(wěn)定運行，安全生產。

本項目是一個氣井的智能監(jiān)控系統(tǒng)，共有100個獨立的氣井，每個氣井需要安裝一套報警系統(tǒng)(可以設置短信功能，JY-RTU4100)和一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具體包括2對紅外對射，用于周界報警，一臺智能中速球，用戶現場圖像的實時采集，報警系統(tǒng)不但要有本地報警功能，還需要隨視頻信號通過網絡傳輸到控制中心，在中心便可以及時接收到個點的警情，便于及時采取措施進行處理。

二、設計思路

由于各個氣井地處偏遠地帶，不能架設線纜，只能通過無線方式進行傳輸，這就需要視頻和報警信號轉成數字信號進行網絡傳輸;另外有兩個防區(qū)，一臺中速球，為了實現更好的聯動效果，需要中速球具有預置位功能，各防區(qū)和中速球的預置位進行聯動，當發(fā)生警情時，可以通過中速球的預置位功能，及時捕捉到有價值的實時圖像。

所有的視頻圖像傳輸到網絡監(jiān)控中心后，進行24小時實時存儲，便于日后資料查詢，另外當有報警發(fā)生的時候，除了氣井本地有警號報警外，在中心還需要有實時的監(jiān)控畫面彈出，可以更直觀的看到現場畫面;具有語音報警提示，同時在電子地圖上準確的顯示出報警所在的位置。

三、設計方案

為了盡快建立一套集防、控、管于一體的現代化氣井智能監(jiān)控系統(tǒng)，加強相關部門管理和決策的科學性，提高工作效率，保證各個氣井安全運營，為管理人員對臨時突發(fā)事件提供科學的決策依據，特針對此項目需求，作出一套完整的網絡視頻監(jiān)控管理方案。

本套方案是基于凱威的網絡視頻綜合管理平臺，利用無線網橋而設計的一套網絡視頻管理系統(tǒng)，它主要分為視頻采集、編碼傳輸、網絡視頻集中管理和報警聯動四個部分。

3.1、視頻采集部分：

視頻采集部分就是指安裝在前端的凱威高清攝像機，他們安裝在各個氣井的適當位置，用于監(jiān)控氣站的整體情況，在此我們選用凱威150米7寸陣列紅外中速球攝像機，可以實現360°連續(xù)旋轉，便于快速跟蹤;內置650線高清低照度一體攝像機，22倍變焦，彩色轉黑白;自帶150米陣列紅外燈，晚上或光線暗的時候，自動開啟，同時攝像機自動切換到黑白狀態(tài);全金屬外殼，防塵、防水，可直接用于室外安裝，做到24小時全天候監(jiān)控。

另外設備還具有128個預置位功能，可以預設多個預置位對應多個防區(qū)，可以手動或自動調用預置位，便于各個防區(qū)間快速切換。

所有的攝像機輸出的均為模擬信號，需接入網絡視頻編碼器轉為數字信號，進行網絡視頻遠程傳輸。

3.2、編碼傳輸部分：

編碼傳輸部分也就是視頻信號由模擬轉為數字，通過網絡傳輸到網絡監(jiān)控中心的部分，在此項目中，由于各個氣井地處偏遠，不宜架設線纜，因此，在模擬攝像機旁邊放置一臺凱威的單路網絡視頻編碼器，其自帶四路報警信號輸入，兩路報警信號輸出?？梢詫z像機輸出的模擬視頻信號以及兩個防區(qū)的報警信號直接轉換為數字信號，通過無線網橋將各氣井的視頻信號和報警信號傳輸到網絡監(jiān)控中心。

網絡視頻編碼器本身具有字符疊加功能，在攝像機將實時圖像接入到網絡編碼器的時候，編碼器便可以針對此路視頻的信息進行手動標注，并以字符疊加的方式，將帶有字符的畫面通過網絡傳回到網絡視頻綜合管理平臺，這樣在網絡監(jiān)控中心所顯示的圖像，可同時顯示相應的必要信息，如各氣井名稱，攝像機編號、通道名稱、日期及時間等字符，并可用簡體漢字顯示。

3.3、網絡視頻集中管理部分：

網絡視頻集中管理軟件是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現整個系統(tǒng)功能的指揮中心。所有的網絡視頻信號機報警信號通過網絡接入到網絡監(jiān)控中心，通過凱威的網絡視頻集中管理軟件納入到網絡管理平臺中，本套系統(tǒng)平臺主要包括以下幾個部分：

1)、認證服務器：

認證服務器也就是資源管理數據庫服務器，它是整個視頻管理平臺的核心，主要包括其他各個服務器的登錄認證，各前端設備和用戶的接入認證等，有專門的一個配置管理中心程序進行配置管理，可以在同一臺機器上，也可以在其他機器上進行遠程配置管理。有了認證服務器，其優(yōu)勢如下：

(1)、網絡安全性提高

外界通過平臺訪問設備，首先訪問的是認證服務器，只有通過認證服務器認為是合法用戶后，才能根據其相應權限轉到相應的流媒體服務器或設備。

(2)、設備便于管理

如果需要添加刪除前端網絡設備的話，只需要通過配置管理中心在認證服務器中添加或刪除就可以了，其他都不需要改動，各個用戶根據自己的權限，自然就可以看到或看不到新增加的設備。

(3)、用戶便于管理

如果想增加一個用戶，刪除一個用戶或者更改一個用戶的權限或密碼，只需要通過配置管理中心在認證服務器中直接更改就可以了，不會涉及到其他操作，即使原有用戶離職，本套系統(tǒng)還是非常安全。

2)、流媒體服務器

流媒體服務器具有轉發(fā)和存儲功能，它主要負責轉發(fā)前端合法的設備給合法的網絡用戶，它還具有組播功能，就是把前端的同一路圖像分成幾份，轉發(fā)給多個用戶，不會增加前端設備到中心的帶寬。如果需要的話，還可以實時存儲。

3)、報警服務器

報警服務器是用于接收、管理、轉發(fā)前端設備發(fā)送過來的開關量報警或移動偵測報警信號的，通過報警服務器的設置，可以分配各個用戶接收、處理報警信息的權限，設置接收到報警信息之后的聯動功能，例如：當接收到一個報警信號后，可以將相應的現場畫面彈出到指定的一個或多個用戶的客戶端窗口，同時可以啟動報警聲音，啟動備份錄像，打開現場燈光等操作;值班人員雙擊報警信息，便可以顯示出預先設置好的防區(qū)信息，包括報警等級、緊急預案、相關負責人的聯系電話等，方便值班人員迅速作出反應。

4)、客戶端軟件：

管理平臺客戶端軟件分為三個模塊：一個是用戶瀏覽前端圖像，同時也可以遠程監(jiān)聽、遠程監(jiān)看、遠程錄像、遠程回放、遠程控制、遠程配置管理、接收或上報報警信息、打開電子地圖等功能比較全的客戶端軟件，最多可以同時顯示100個畫面;還有一個是專門用于接收報警的客戶端軟件，平時不瀏覽前端圖像，只是前端有報警的時候，彈出報警畫面，啟動報警聲音等;另外一個就是電子地圖客戶端，用于報警的時候，彈出電子地圖，顯示監(jiān)控點的實際位置。此三個客戶端模塊功能各不相同，可以根據用戶的時間需求，選擇啟動相應的客戶端模塊。

5)、WEB服務器：

有的用戶覺得走到別處，安裝客戶端軟件不方便，那么啟動WEB服務器，便可以隨時通過IE登錄認證服務器就可以了，權限和客戶端是一樣的，可以瀏覽、回放任意通道畫面。還具有電子地圖功能，看到各個監(jiān)控點位的具體位置。

6)、數字矩陣服務器

數字矩陣服務器就是將前端的任意畫面可以自由切換到電視墻上放大顯示，可是實現手動或自動切換，方便值班人員更直觀的了解到現場的情況。

3.4、報警聯動部分：

由于各個氣井的安全性比較重要，包括設備的運行安全和非法入侵者的人身安全，這就需要在變電站安裝一套入侵報警系統(tǒng)，當有人非法闖入時，除了本地發(fā)生報警信號外，還可以及時向網絡監(jiān)控中心發(fā)出報警信號。

針對此項目，設計安裝2對對射，防止有人非法闖入。將兩個防區(qū)的報警信號直接接入凱威的單路視頻編碼器，并通過視頻編碼器可以設置和中速球的預置位聯動，即當防區(qū)觸發(fā)報警后，中速球可以自動移動到預置位，及時捕捉警情圖像，通過編碼器的報警輸出可以觸發(fā)本地的聲光警號，用戶警示入侵者，保證設備及人身安全。

編碼器在觸發(fā)本地報警的同時，還通過無線網絡將報警信號傳送到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心實現彈出報警畫面、啟動聲音報警輸出、準確的在電子地圖中顯示出具體報警位置等一系列報警信息，用于提示值班人員及時注意，采取相應措施。

所有的報警系統(tǒng)采用常閉信號傳輸，具有防拆、防破壞功能。