王 晶

（长江大学机械工程学院，湖北 荆州434023；中海油田服务股份有限公司，天津300452）

海洋石油钻采是一个高投入和高风险的行业，因为其远离陆地，一切作业都是在海上平台上实施，所以空间狭小，条件艰苦恶劣。随着中国经济的继续向前发展，石油需求量大幅上升，而国内的陆地油井钻采已经趋于饱和，从而导致海上石油的钻采业务急剧增加，相应的海上平台、输油管线和运输船舶也在相应的增加，因此实施有效全面的实时生产监控和管理在很大程度上加大了投资成本，而且也有很大难度。通过在海上平台安装远程监控设备，可以远程监控生产情况，及时的处理在平台作业和船舶运输时发生的一切突发事件，提高效率。海上平台的远程监控可以采用 WIFI无线网络监控。无线网络监控的优点是不需要布线，安装和增加摄像机数目都比较方便，上网成本比较低，使用简单，不需要任何配置即可使用；不需要用户自行搭设任何网络，只要在有网络和电源的地方就可以使用。下面，笔者对海上平台装备的远程无线监控系统进行浅析。

1 实施远程监测的必要性

2010年4月20日，英国石油公司租赁的位于美国路易斯安那州威尼斯东南约82k m处海面的一座钻井平台爆炸起火，美国墨西哥湾海域原油大量外泄事故给海洋带来一场巨大的生态灾难。如果上述公司在该平台上安装有远程监控设备，可以及时将灾难扼杀在摇篮中。因此，在中海油的海上平台上，上海近海有5个海上石油平台，目前均已采取远程视频监控等保障措施，分属平湖和春晓2个油田，总的海底管线长度大约有700k m。其中平湖油田产的油气输送到上海，春晓油田产的油气输送到宁波。东海分局已加强对东海区海上石油平台、海底管道和有关沿岸设施的监督检查，并在海上石油平台安装了视频系统，以远程监控石油平台的生产作业情况。

2 远程监测的应用

远程监控技术目前主要应用于石油、化工、水处理、工业锅炉等众多的工业场所。远程监控技术主要包括2部分：一是主控制中心计算机与监测站计算机的通信过程；二是各监测站和其监测点的通信。海上平台由于网络的不方便等因素，应用不及陆地上方便，但在大部分平台上均有实施。通过无线远程监测，可以大大减少劳动强度，提高工作安全系数和效率［1－2］。

3 远程监控的设计原则

根据视频监控系统技术要求和以实际应用为出发点，并考虑系统投资的长期效益，对系统进行优化设计，实现最佳的工程性能价格比，其方案设计应遵循以下的设计原则。

（1）实用性。根据用户具体情况特点布置监控点，并全盘考虑整个用户的联网传送和控制视频音频信号，能完全满足客户的监控要求。

（2）先进性。安装高清晰度一体化摄象机，自动光圈、自动聚焦，云台动作远程可控，保证灵敏、清晰、高精度的视音频信号采集。

（3）可靠性。系统各部分的硬件均采用可靠性高的部件，具有较强的抗干扰能力，在系统结构上采取星形结构，可防止在某一采集端或通讯线路故障时影响整个系统运行。系统具备自诊断和自恢复功能，通过安全管理机制和日志管理功能防止外人入侵。

（4）灵活性。系统规模能够伸缩，可以用于大型的网路系统，也可以使用于仅有一个采集端的系统。能够适应不同的通讯网络，可以是以太网、E1、无线局域网或其他传输通道。可以适用于各种不同场所。

（5）扩展性。系统具有较好的开放性，方便系统功能的完善和扩展，可以与其他各种自动化系统方便接口，视频音频数据流及文件满足标准的格式，标准的播放器能播放。对于云台、矩阵、多画面分割器的控制命令以及系统的配置命令按照一个统一的方式进行，能够实现和其他系统的互连互通。

4 远程监控系统的技术实现

远程监控系统如图1所示，由WIFI无线网络摄像机、WIFI无线路由器、视频预设报警部分和后端的平台系统及存储主机组成。

4.1 WIFI无线网络摄像机

该系列产品采用1／3英寸520线／420线SONY CCD，镜头可灵活选配；高集成度的SOC处理器，极低功耗，超强稳定；最大支持D1分辨率，充分满足较高清晰度的应用需求；H.264压缩算法，保证图像质量的同时有效降低网络带宽占用；强大的网络功能，支持录像FTP上传、报警E－mail发送，支持手机远程监控；支持 WIFI无线网络接入，工程部署更简捷便利；半球机型更带红外功能，满足夜间监控需求。此外，该摄像头还支持水平翻转和垂直翻转，可以24h 360°无间断监控。

图1 远程监控系统示意图

4.2 WIFI无线路由器

通过WIFI无线路由器把有线网络信号转换成无线信号，供支持其技术的相关电脑、手机和PDA等接收，实现WIFI设备的无线上网。

4.3 视频预设报警部分

视频预设报警部分采用视频分析自动报警技术，这项技术是指使用分析设备对视频信号进行自动分析和监测，提取视野中活动个体的运动轨迹行为，分析其运动特征，当发现符合预设报警运动特征时即认为发生了相应的异常事件，自动产生报警信息并同时自动照相和录像存档，以提醒监控人员对该路视频进行查视，通过可视监控画面确定是否真实出现异常事件［2］，早发现，早处理，早出警。

4.4 后端的平台系统及存储主机

监控指挥平台的建设是为了贯彻输电专业集约化管理的思路，同时满足整个集中监控信号的汇集和共享显示。包括如下基础设施：大屏幕显示系统、服务器、电源、消防和空调等机房环境建设。

监控中心是整个输电线路监控系统的核心，通过监控平台浏览输电线路的外力隐患状况的实时监控和预警。由专人进行监视，在外力隐患对保护线路造成威胁前调动相关人员进行处理，将对于线路的威胁扼杀在萌芽状态。真正实现了对各类电力设施全天候安全防范的远程技术监控，使已知外力隐患做到“可控、能控、在控”。

5 远程监控系统功能和特点

5.1 远程监控系统功能

WIFI无线网络视频监控系统建成以后，将具有如下的基本功能。

1）远程监控 通过网络，对异地图像和声音进行监控，对云台和镜头进行操作，延伸管理者的视觉和听觉。图像以流媒体方式发送，当用户终端没有请求视频时，图像不占用网络资源，从而使网络带宽的利用率更高。

2）远程配置 通过网络，对设备参数进行配置，根据环境调整亮度、传输帧率、图像分辨率等数据。还可以对预置位、IP地址进行调整。

3）叠加字符 可以在监视画面中叠加摄像机的名称以区分不同监控现场中的不同摄像机，这样当监控现场较多、摄像机数目较多时仍可以清晰管理。

4）报警联动 支持外接总线和直接报警设备，如红外探头、紧急按钮等。支持外接直接报警输出设备，如警灯、警号等。支持报警参数设置，如定时开关时间、报警方式。支持图像丢失报警。支持图像遮挡报警。

5）轮循播放 可以将图像分几组，按照设定的间隔时间，在操作终端或者电视墙上巡回播放。

6）图像存储 可根据实际需要选择24h连续录像，定时录像，保存天数也可每路各选。可以根据需要配置硬盘大小和数量。可采用在视频服务器中进行录像存储，也可采用网络存储方式，通过存储区域网络NAS，通过交换机连接存储阵列和服务器主机。

5.2 远程监控系统的特点

1）优质的图像质量 采用了先进的H.264编解码技术，图像清晰自然。DVD分辨率级别为704×576的像素，使图像更加清晰。图像连续性好，不会有闪烁出现，标准图像帧率为30帧／s（NTSC制式）和25帧／s（PAL制式）。

2）较低的宽带占用 在传输图像帧率为25帧／s、分辨率为352×288像素时，平均占用带宽仅为200kbps，而且可以在网络环境不佳的状态下限制传输图像的码率和帧率，以更低的数据量传输图像，保证用户在网络条件不好的情形下也可传输视频，进行远程监控和管理。

3）低延时性 H.264采用了加强标准编码技术，在远程视频时传送延时小，在很大程度上改善了远程实时监控的效果。

4）系统结构灵活 采用了标准的组网方式，支持IP单播、组播功能，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，满足多个用户的需要，也可以用WEB方式组成多级监控系统［3］。

6 结 语

高清化、数字化、智能化是安防行业的的3个发展趋向。在实现高清化、数字化、智能化的过程中视频无线传输起着桥梁作用，无线传的便利及灵活紧密将三者联系起。海上平台作为一个生产作业平台，具有投入高，风险高，区域面积小，条件艰苦等特点，给石油钻采工作带来很多局限性。因此，远程无线监控系统在海上平台的作业中具有广阔的应用前景。

［1］戴礼荣，李枫，王仁华 .基于PSTN的远程多媒体监控系统［J］.中国图象图形学报，2001（6）：594－598.

［2］段曙光 .高山发射台远程视频监控系统的设计与实践［J］.东南传播，2010（7）：186－188.

［3］邵月磊，韩鹏 .海洋石油行业生产设施远程监控手段分析［J］.技术与市场，2012（2）：59.