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  　　介紹了埕島油田無線視頻監控系統，提出了在自然環境惡劣的條件下實施無線視頻監控系統的必要性和給安全生產帶來的益處，并對分步式無線視頻監控系統的特點進行了闡述。

    　　埕島油田位于渤海灣南部淺海、極淺海水域，年產原油200×104t，現有鉆井平臺8座、采油平臺70余座，作業平臺4座，是我國最大的淺海油田。海上采油平臺自然環境條件惡劣，多風浪，氣候潮濕，為保護作業人員的安全，平臺實施了自動化管理，各平臺工作人員已逐漸撤離。為使海上采油中心平臺上的值班人員能實時監控到其它分平臺上的現場情況，掌握各井組、單井平臺的工作及安全情況，隨時發現事故隱患并快速做出反應，及時處理，我們建立了海上石油平臺無線視頻監控系統。
 
　本系統由中心平臺和分平臺兩在部分組成，中心控制室設在中心平臺，系統的中心控制部分包括視頻服務器、監控主機、交換機、設備控制系統、基站微波設備、中心網絡系統、圖形處理和管理系統；分平臺共有十余座，分平臺的監視點設在平臺的安全出入口及井組平臺重要位置，每個分平臺設置三個監控攝像機，其中一臺帶有云臺控制。一套分站微波傳輸設備（有的需要中繼設備），一套圖像采集和報警系統，系統安裝在一套三防控制機柜中。

    　　本系統利用各分平臺的攝像機進行視頻采集，采集的圖像由視頻監控機的圖像處理系統進行數字化，并由專用壓縮軟件進行壓縮，壓縮后的數字圖像由無線擴頻微波設備傳送到中心平臺的網絡交換機，接收到的數字信號經交換機傳到視頻服務器，視頻服務器的圖像處理軟件對接受到的數字信號進行解壓、分析、處理，并將圖像在顯示器上顯示，視頻可按照要求進行1路、2路、4路或8路實時顯示。視頻服務器可將數字信號存儲到硬盤或其他存儲介質上。已經存儲的圖像信息可進行檢索和回放，系統還建立了安全保密的系統黑匣子。視頻服務器采用了Browse/Server(B/S)結構，其主要設備有視頻服務器、WEB服務器、數據庫服務器。視頻服務器的主要作用是自動地或在請求時遞送實時的視頻到瀏覽器或運行在網絡上的其它程序，網絡中的計算機可以通過視頻服務器瀏覽實時的視頻圖像。軟件管理系統可根據需求對操作人員進行管理，具有相應權限的工作人員進入主服務器控制頁面后，不僅可以瀏覽Web視頻，還可對云臺進行調整和控制。

　　1 圖像傳輸過程

    　　攝像機將采集到的模擬信號傳輸到編解碼器，編解碼器按H.261協議將模擬信號轉換為數字信號，通過壓縮傳至擴頻微波設備，擴頻微波設備將此信號傳到中心平臺。中心平臺的擴頻微波設備將收到的數字信號通過通信控制器（工控機）的信號處理軟件解壓，信號控制器對傳送過程進行控制，信號控制器對傳送過程中出現的誤碼進行糾錯或反饋處理以保證傳輸質量。通信控制器將數字圖像信號經由中心平臺局域網傳送給圖像處理器（工控機），經過圖像處理軟件的處理，由圖像處理器對數字圖像處理結果進行報警和存儲處理。信息的傳送是通過串行方式進行的，因此需通過串/并轉換器將串行信號轉換成并行信號，傳給編解碼器。由編解碼器將數字圖像轉化成模擬圖像以便于顯示和切換控制，此模擬信號經切換矩陣，對多路信號進行切換后送到顯示墻顯示。

    　　2 報警控制過程

    　　圖像處理器通過圖像對比法，對采集到的監控圖像進行比較，按用戶根據實際需求設定的判斷標準判定是否報警。報警采用聲光報警方式。報警同時圖像處理器通過控制切換矩陣將報警點圖像顯示在顯示墻的指定位置和圖像處理器的顯示器上。現場值班員可通過控制鍵盤對云臺、鏡頭進行遙控，保證對報警現場的跟蹤監控。同時圖像處理器自動啟動錄像系統將現場情況進行記錄。正常報警后自動停止，報警也可以由現場值班員手動關閉。

　　為了保證各平臺足夠的傳輸帶寬及穩定的傳輸質量，本系統組網拓撲結構采用設立分中心多級輻射覆蓋所有平臺（見圖1）。距離較遠的平臺圖像經分中心再傳到中心平臺。

   　　圖1 組網拓撲圖

    　　系統組成邏輯圖見圖2。

    　　圖2 系統組成邏輯圖

   a)埕島油田采油平臺安全監控系統的方案設計主要是圖像系統的傳輸設計。根據埕島油田采油平臺安全監控系統的組成，結合埕島油田通信系統現狀，埕島油田采油平臺安全監控系統的圖像系統傳輸只能采用無線傳輸方式。

    　　b)在項目設計時不僅要考慮到系統本身設計的合理性，還要考慮到生產單位采油平臺的行政管理模式。因此，系統組網方式及圖像傳輸路線要根據生產單位的實際情況來確定。

    　　c)為了保障設備的使用壽命，系統設備應能夠在比較好的工作環境下運行，采用了具“三防”功能的恒溫機柜，但考慮到石油平臺的安全性，對恒溫機柜進行密封防防爆處理。

    　　d)系統充分考慮在海洋開發公司系統的試驗過程和結果。

    　　e)設備分為微波傳輸，攝像監視、中央總控三部分，選擇目前技術先進，性能優良的產品，確保最優性能價格比。

    　　f)充分考慮傳輸系統的可擴展性。

    　　g)設備選擇充分考慮防爆和海上“三防”要求，應滿足平臺安裝構筑件的安全性。

  a) 該系統可以使管理人員在中心控制室觀察到遠端被監控點現場的情況，如非法人員入侵和火災發生等。

    　　b)中心監控室里的人員除了可以從監視器上隨時看到現場情況外，還可以根據自動提示警報燈的狀態了解發生情況的具體位置及報警類型。

    　　c)管理人員可通過系統鍵盤控制發生警報監控點的云臺方向，攝像機的鏡頭和焦距，以便在中心控制室就能清楚地了解現場發生的情況，同時啟動長延時錄像機記錄現場情況，以便日后查詢。

    　　d)該系統遠端監控點選用低照度型號的攝像機，在僅有星光或月光的時候都能清晰呈像，另外加有船用照明燈，其開關由中心控制室中管理人員控制。

    　　e)該系統在監控分站和中心控制室之間使用擴頻微波通信系統傳輸數據及圖像，室外使用的設備具有防爆，船用功能。

    　　如發生意外情況，系統分平臺立刻傳送圖像至中心平臺，監控主機顯示報警畫面，同時進行錄像。監控主機隨時可以對分平臺的圖像錄像進行回放和檢索。可以自動報警，便于管理人員及時處理。整套系統有很多的可擴展性、可靠性和安全性，能夠實現海上石油平臺監控的目的。

　1 圖像處理及解碼器技術

    　　此套圖像處理及監控（客戶端）系統將各采油平臺的2路攝像機采集到的模擬信號同時傳輸到視頻監控機，視頻監控機按圖像編碼協議將模擬信號進行壓縮編碼轉換為數字信號，并打成IP包傳至微波設備。同時還將壓縮編碼后的數字信號，存儲到本地平臺的硬盤，為系統建立了安全保密的系統黑匣子功能，當硬盤內間存滿后，視頻監控機將按照先進先出的原則自動清理先前存儲的圖像信息。分平臺的微波設備將所接受到數字信號傳至中心平臺。

    　　2 鏈路傳輸技術

    　　采用傳輸頻率為5.8G的微波設備。該系統采用美國的Eestern Multiplex的Mbps、5.8G一點對多點微波設備，海上實際使用帶寬幾乎達到20bpa，圖像傳輸每路占用最多512K，一個平臺兩個攝像機占用約1.0M,2路數據2×64K,2路2×64K話音，384K的會議視頻通，采油平臺圖像、數字和語音傳輸約需要2M帶寬。

    　　3 微波網絡傳輸系統

    　　傳輸系統包括擴頻微波設備、天線、饋線、避雷器、放大器等。主要完成圖像和控制信號傳輸功能。微波網絡傳輸系統具有完善的網絡管理軟件；頻段：2.4G或5.8G；工作協議：動態按需分配VTDMA；可實現診斷功能；具備靈活的組網擴容方式。為了今后易于系統擴容，中心站采用多套扇區天線和多套微波設備，可以覆蓋所有接受方向，系統擴容只需要分站增加一套分站設備就可完成擴容任務，大大節省了二次投資。

　本系統2001年通過國家級船級檢驗社天津船級檢驗社的檢驗。整套設備保證在惡劣的環境下安全可靠的運行，技術先進。

    　　系統的核心之一采用具有國際領先水平的圖像編解碼器。圖像編碼器可以把標準的NTSC/PAL數據流編碼成10Kbits/s（數據流量小）到1 Mbits/s（圖像質量最好）大小的數據流，能夠極大限度地節約帶寬；同時可以編碼聲音信號，提供完整的場景；圖像編碼器還提供了控制信號的透明通道來控制遠端攝像機。

    　　具備良好的擴展前景。對于無線網絡的組網方案充分考慮了未來系統的擴充需要，所選無線組網設備具有組網靈活、擴容方便的優點。

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