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数字油气
易控天地应用于油田智能立体防控系统

作者:admin     发布时间:2020-03-20 15:53     信息来源:未知     浏览:    

摘要:偷盗油给油田带来巨大经济损失,以及破坏生产设施甚至引起爆炸事故等更为恶劣的后果。因此对监控技术也提出了很多新的需求,易控天地在这种应用场景具有天然的优势,其产品功能设计正好可以巧妙地解决监控难点。

1项目简介
油田生产具有地域广,地面生产设施多的特点,管道盗油、破坏生产设施等违法行为时有发生,直接威胁管道的安全运行,并且大大提高管道维护的成本和风险,尤其是偷盗管道油引发的火灾爆炸事故、以及盗油管卡在管道上给管道带来随时漏油爆喷的危险,令油田、管道的偷盗监管备受瞩目。技术上也出现了很多新的趋势和需求,如:加强科技防范措施、提高打击准确率;解决复杂的地理信息、自然环境以及大范围监控的监控难点;避免依靠传统的单一传感器数据,这种手段不能防范于未然;避免依靠其他单一技术出现的误报漏报等现象。
易控天地自动化监控和信息管理平台在这种应用场景具有天然的优势,其产品功能设计正好可以巧妙地解决以上监控难点。近期,某油田管道储运公司利用易控天地产品成功地开发了一套油田智能立体防控系统,该系统是基于SCADA、雷达、视频、人工智能(AI)和增强现实(AR)等技术研发的广域立体安防调度指挥系统,适用于油区治安防控、站库立体监控、集输管网巡检、安全环保监督等多个领域。该系统具有监控范围广、发现警情准、及时联动处理、智能化程度高等优势。同时,该系统还可集成井场、集输管网自动化参数、站库SCADA系统、火灾报警、可燃气体报警系统等,为油田安全防范、调度指挥提供决策依据。
2系统构成

 


图1:系统部署架构
 
  •  前端采集:基于“雷达+双光谱远距离光电摄像机+低点安防摄像机”的传感器体系,光电摄像机和雷达在高塔安装,可接力部署,实时采集雷达、视频数据,实现全天候下目标多维度的实时监视与采集。
  •  传输方式:雷达、视频数据通过企业内网(油田局域网)、无线网桥、4G运营商网络等实时传输。
  •  防控监控:在调度指挥中心部署智能立体防控系统软件,实现对预设报警区域范围的人/车进行识别、报警、跟踪等。
  • 系统硬件:多光谱远距离激光夜视高清摄像机、监视雷达、工业交换机、 通讯网络设备、工业控制计算机(工程师、操作员站)、数据服务器、视频服务器、监控大屏等。系统硬件配置数量根据监控区域范围的不同,按需配置。

3系统特点
  • 一张图可视化:系统通过预设监控报警区域,以雷达与光电摄像机相结合的方式,实现站库、管道等重点防护区域的全天候无死角覆盖,一张图展示监控防区内的“人、物、事”的整体态势,并且平台软件的分屏能力令屏幕布局和显示内容应需而变;
  • 人工智能分析:系统构建雷达、视频、GIS多系统联动机制,基于AI识别核心技术,实现AI电子围栏、实现特定目标的动态跟踪等;
  • 自动化程度高:报警的同时支持自动录像,保存证据信息,做到事件准确检测、快速响应与及时处置;
  • 分布式架构设计:系统采用多级部署方式,管道公司、采油厂等二级单位在各自辖区看得见、控得住;管理局等一级部署统揽全局,把控油田整体态势;
  • 系统集成度高:系统接口丰富,可集成井场、管网工艺参数、站库SCADA系统、调度值班信息等,为现场调度指挥提供决策依据;
  • 开放扩展性强:系统平台为通用自动化监控和信息管理平台,能够实现系统的快速部署,并且平台具有非常强的开放扩展性,保障业主单位的投资收益,也很容易满足其个性化需求。
4软件应用
该系统是一个典型的自动化监控+信息管理系统,软件平台的传统SCADA功能在系统中得到充分应用,例如通过各种通信接口采集各种设备的数据(包括各种传感器和雷达等);通过画面展示现场实时动态以及直观的数据管理过程和结果;对关键数据、操作以及事件进行报警和预警定义,通过电话、短信、微信、报告等各种形式及时准确地传达给各级部门;对重要情况进行历史记录和交叉分析,例如根据时间、天气结合报警情况分析态势;以及完善的报告和安全管理系统,等等。
本章节重点详细介绍案例的特色应用:即一张图可视化、深度集成联动、人工智能(AI)分析、AR实景展示、动态电子围栏等。
4.1 一张图可视化
该监控系统的主要监控画面组成包括:多窗口视频监控、视频主窗口和GIS窗口。在现场部署的大屏显示上可以一目了然看到这些信息,采集的雷达、GIS、视频和传感器数据集中于一张图,并且,软件可以根据监控系统所监控内容的变化随时更改各屏幕显示内容。
 

图2:三屏监控主界面

多窗口视频监控:主要实现多路视频的集中监控,包括安装于高塔的光电摄像机及站库内的低点普通摄像机等,可进行视频监控的轮巡切换。
 

图3:多窗口视频监控


视频主窗口:具备云台操作功能,主要与AI结合实现报警区域的对象报警、识别、跟踪等监控功能。AR实景信息查询等。

 


图4:视频主窗口


GIS窗口:主要进行雷达监视、预置位巡航、全景图导航等。
4.2系统深度集成联动
自动化监控和信息管理系统的主要特点之一是集成多系统,实现各系统之间的深度联动。例如在本案例中,雷达与视频、视频与人工智能分析、分析决策结果与现场设备等可以进行实时多维态势联动。例如雷达预警联动。
雷达预警联动是指监视雷达和光电摄像机的联动功能,即雷达在巡视及发现目标后,经过内置的测距系统精确计算后,自动引导光电摄像机准确跳转到事件现场,并自适应拉伸视场,将目标以合适大小呈现用户,辅助用户处置。

 


图5:GIS、雷达图监控

4.3 人工智能(AI)分析
传统的视频分析主要是是基于目标移动侦测技术,这样的实现方式误报率很高,例如:一只鸟飞过或树影移动都会报警,而基于AI分析技术的目标监测,可以对目标的类型进行分析,分析出是人,车,动物还是其他目标。本案例中人工智能(AI)分析主要是指通过AI技术实现目标的自动识别、报警和动态跟踪,对人员、车辆等进行报警并开启录像功能,同时系统自动跟踪这个目标,跟踪过程中,摄像机自动变倍特写跟踪,事件过程完整记录。该系统对于油田复杂背景有着良好的适应性,确保跟踪目标不会轻易丢失。
 

图6:人员识别与跟踪
 

图7:车辆识别与跟踪

系统的预置位巡航功能大大加强了系统的智能性。系统按照预先设置好的预置位进行巡航,发现目标时,自动识别,产生报警,跟踪这个目标,直到目标离开报警区域。
系统在预设预置位时,在GIS地图也相应标注预置位坐标,巡航过程中发现目标并报警,GIS地图的预置位也会相应变红,方便用户及时准确的在地图上定位事件发生地,为用户的快速相应提供精准的位置指导。同时,系统支持用户对任一预置位进行监视,用户在GIS地图点击任一预置位点位,可调摄像机到该预置位进行监控。
 

图8:GIS地图预置位信息

4.4实景AR展示
在该系统中可以叠加辖区重要设施,如集输站库、外输管线、储油罐区等。在视频中对各个设施进行名称标记。高点云台在控制转动时,当前视角对应的标签显示出来,并伴随高点视频的转动而移动,保证标签一直在视频中对应的位置上显示。
 

图9:动态标签

与SCADA系统、调度系统等接口集成,通过点击各动态标签,可关联查询各生产岗位的工艺参数、设备属性信息及生产值班信息等。
 

图10:设备属性信息及生产值班信息查询
 

图11:站库工艺监控关联查询
 

4.5报警管理
动态电子围栏
实现AI视频动态电子围栏,项目中对视频区域进行分区处理,只有在特定区域有人或车闯入才进行报警处理,这里通过AI视频动态电子围栏技术来实现。通过该技术可以实现360度内任意数量的监测区域的设定,大大降低硬件数量和监控成本。
 

图12:动态电子围栏


同时,光电摄像机支持高温报警功能,可在摄像机中预设报警限值,当监控区域温度超限时在视频主窗口标记提示。

 


图13:高温报警
 

报警消息
报警记录包括实时报警消息和历史报警记录两部分,该页面用户可查询实时报警和历史报警信息。点击任一条报警消息,可自动回放系统录制的报警视频。为值班人员提供现场证据信息。
 

图14:报警记录查询
 
报警联动处置
系统与油田应急指挥系统、智能单兵系统等多接口集成,当发生报警时,系统可第一时间按照应急事件等级,适时启动站库或管线应急预案,与站库广播系统联动发出广播通知、同时通过短信、微信等及时通讯方式通知附近的巡线人员(单兵),赶赴现场处置。对事件处置全过程实时记录,形成证据留存。
4.6系统设置
系统设置包含全景图生成、系统参数设置,等等。
全景图生成:用户可在此页面进行可见光和热成像的全景图生成操作,需设置云台的水平步进角度、垂直步进角度、起始角度、终止角度,扫描并合成全景图片。生成的全景图将用于GIS地图下部的全景图导航。
 

图15:全景图生成页面


系统参数设置:该功能主要对光电摄像机的参数进行设置,包括:设备复位、变倍、调焦、图像校正、亮度、对比度调节、坏元修复、测温等所有设备的调参指令的设置。

 


图16:系统参数设置页面

5结束语
由易控天地实现的油田智能立体防护系统目前已经在多个油田得到应用,包括油库、集输站库以及外输管网等。系统通过雷达、光电摄像机,人工智能(AI)和增强现实(AR)等技术对站库及外输管网周边区域实现目标多维度的监控和管理,做到防区周边区域动态的实时掌控。系统运行稳定、界面精美、操作方便、维护简单,扩展容易,系统的投入和可靠运行,为保障油区安全生产,减少偷盗油、破坏生产设施,减轻一线巡线人员工作强度做出积极贡献。

 

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