油田远程监控系统技术方案样本.doc
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1、油田远程监控系统技术方案352020年4月19日文档仅供参考,不当之处,请联系改正。 油田远程视频监控系统技术方案 9月 联系人:马静 手机: QQ:目 录第一章建设背景2第二章需求分析3第三章 系统总体设计43.1 系统设计的原则43.2 系统设计的依据与规范53.3 系统设计思路53.4 监控系统示意图7第四章 系统前端设计84.2 前端设备配置选型84.2.1 无线数字视频服务器84.2.2 野外一体化云台摄像机104.2.3 前端避雷设施11第五章 系统控制中心设计145.1视频解码服务器145.2视频管理服务器185.3视频存储服务器215.4监控电视墙235.5其它配套设施25第六
2、章 项目组织与实施266.1 施工组织与准备266.2 施工物料准备与现场检查276.3 安全文明施工276.4 施工管理与质量检查28第七章 系统技术支持与人员培训29第一章 建设背景 油田的采油井、输油管和储油罐大都分布在野外,抽油机连续不断的正常运行、输油管的连续传输、储油罐的安全存储与企业的经济效益息息相关。对采油井、输油管和储油罐工作状态的实时监控一直是生产作业单位一项重要和困难的内容,随着油田自动化信息系统建设的逐步推进,油田内部从以前粗放式管理向信息化管理过渡,逐步加强了对采油到输油过程的集中管理。油田自动化信息系统要求建立包括油井远程视频监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监
3、测、集输站库自动化监控等多系统的监控平台,其中的油田远程视频监控系统目的是利用现场监控系统,实现数据源头自动采集,借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库,为各级管理部门应用提供开放的数据平台,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,从而实现整个生产过程的自动化; 而且确保24 小时无人值守的监控方式,以保证采油井、输油管和储油罐不会因复杂的工作状况以及工作人员的违章操作、不法分子的蓄意破坏等的影响,造成不必要甚至是巨大的损失。第二章 需求分析行业特点:u 气候环境较为恶劣,雪、雾、风沙等自然现象较为普遍,且气温波动较大。u 石油化工企业一般地处偏远、空旷、覆盖范围广,油田采油工区各个采油
4、点分布比较分散。u 系统扩充性强:采油点随工作的进展,随时可能增加或拆除 。u 监控前端包括网络摄像机(或视频网络服务器)、可控云台、报警信号发生器(火灾、气体泄露、防盗等)等部分组成,将音频、视频、报警等信号,转换压缩成网络能够传输的数据包,经网络传回监控中心的服务器,进行集中处理。u 前端的监控摄像机应该安装室外带雨刷除尘功能的温控护罩以避免粉尘油渍损坏摄像机,将摄像机的视频线接入网络视频服务器。将油压表、流量表等数据总线接入网络视频服务器,利用网络视频服务器的透明通道进行传输。在系统控制中还能够接入电流电压检测模块、温度湿度检测模块,这些检测模块都能够共享网络视频服务器的数据通道。网络视
5、频服务器接入本地无线监控网络。 u 要求全天 24 小时实时监控所有油井视频图像。第三章 系统总体设计3.1 系统设计的原则开放性原则设计的现场总线结构是开放性系统,实现与未来设备的更多互连和互操作。先进性监控系统应尽量采用先进技术产品设备,只有采用先进技术设备,才能保证系统先进性。可靠性系统的可靠性是第一位的,在方案设计中必须充分考虑系统的安全,依照安全国家标准采取安全管理措施,保证网路的安全可靠运行。经济性系统的经济性是一个重要因素,使系统具有良好的性能价格比是共缆监控系统设计的一个重要原则。可扩展性在系统需要扩展时,前端设备数量将灵活增加,不改变系统的运行方式,以保证用户的投资安全。实用
6、性采用高科技手段,进行智能化设计,尽量减少系统操作的复杂性,并作到系统工作稳定可靠,维护简单;软件使用界面友好,完全达到智能化控制。3.2 系统设计的依据与规范依据的相关规范包括: 中华人民共和国公共安全行业标准(GA/T74-94) 工业与民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-94) 安全防范系统工程程序与要求(GA/T75-94) 电气设备安全设计导则GB4064 电气设备抗干扰特性GB4890 电气设备雷击保护导则GB7450 电力设施抗震设计与规范GB50260-96 中华人民共和国公共安全行业标准(GA/T74-94) 中华人民共和国安全防范工程技术规范(GB50348-
7、 )3.3 系统设计思路系统组成:数字无线监控分三个组成部分:前端图像采集系统(含供电系统)、无线传输系统、后端监控管理指挥系统,我们根据油田现场的实际情况采用“远程数字无线视频监控”的系统方案。其中,无线传输系统采用运营商成熟的3G网络数据传输平台,传输通道带宽与负载能力均可满足系统需求,本方案中,拟采用中国电信3G制式标准CDMA (EVDO)网络进行传输。该系统满足本地监控和中心联网多级网络化视频监控的需求。可 24 小时实时监控油田安全情况 , 降低了安全监控人员的劳动强度,为监控中心指挥提供强有力的保障,使各级监视中心的调度人员经过监视远端传送上来的现场图像,直观、准确、及时地了解各
8、工区的实际情况。其中数据&视频无线信号的传输及采集部分,由前端无线视频服务器提供单独数据传输DTU功能实现,工业数据采集设备:电流、电压、用电量、油液流量、压力、温度、液面、示功图、功率、功率因数等各种数据传感器将相应参数汇聚到前端无线视频服务器。无线视频服务器设备可提供RS232/485总线透明接口,将工业设备采集数据传输至各级监控中心(采集站、作业区、厂区等)。数据传输至各采集站,作业区,厂区监控中心后,视频解码器设备还原出RS232/485信号至数据接收器,即可完成工业数据的采集,传输,汇总。3.4 监控系统示意图第四章 系统前端设计前端设备是监控系统重要组成部分,对系统的前端设计方法如
9、下:4.1 前端设备配置选型为了实现油田远程视频监控的功能,对系统的设备的选择必须根据设计要求采用符合标准规范和现场使用环境需求的产品。4.1.1 无线数字视频服务器 l DVS网络视频服务器,符合工业级标准,适用于分布广、布线难、距离远、临时性、移动性、传统连线方式难于实现的地方,使安防监控可应用于森林、电力、海事、车载、油田、环保、水利、气象等领域;l 采用H.264视频压缩技术,压缩比高,且处理非常灵活;l 支持完整的TCP/IP协议簇,支持视频、音频、报警、语音数据、串行数据经过TCP/IP网络传输 ;l 支持PPPOE、DHCP,ICMP协议;l 内置WEB预览功能,可进行IE访问和
10、浏览实时视频;l 支持云台与电动镜头的控制,支持多种解码器协议,可进行预置位、巡航、轨迹的设置与调用;l 支持RS-232串口网络透明通道传输;l 支持双向双工语音对讲;l 具有报警输入、移动侦测报警、报警联动输出等报警功能;l 支持定时抓拍图片传输技术;l 支持路由上网,DMZ,NAT功能;l 支持RTU数据,报警数据,设备信息等数据叠加到字幕显示;l 支持网口,串口数据与视频数据流之间的QOS保证功能;l 支持多种数据存储方式,服务器存储,本地SD卡存储;l 支持手机和PC客户端远程实时浏览视频图像 。技术参数视频压缩标准H.264回放分辨率QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF(
11、D1)视频输入路数1-4路 视频输入接口BNC(电平:1.0Vp-p,阻抗:75),支持PAL制 视频帧率PAL:1-25帧/秒 码流类型视频流/复合流压缩输出码率16K2M可调,也可自定义。(上限2M,单位:bps) 音频输入路数1-4路 音频输入接口BNC(电平:2Vp-p,阻抗:4.7k) 音频压缩标准ADPAM 音频压缩码率8Kbps 语音对讲输入1路(电平:2Vp-p,阻抗:1k) 通讯接口1个RJ45以太网口,1个RS232口,1个RS485口 网络功能TCP/IP, PPPOE,DDNS, FTP,DNS, DMZ,NTP,DHCP,NAT,ICMP 报警输入4路GPIO 报警输
12、出4路GPIO 存储容量1G32G SD卡 电源DC 12V 功耗7W 工作温度-20-65 工作湿度10%90%(非凝结) 尺寸(mm)45mm(高)262mm(宽)157.5mm(深) 重量2Kg 4.1.2 野外一体化云台摄像机产品性能特点: 专为全天候环境设计,由高强度金属材料制成,防紫外线、防水、耐老化、防酸雨、耐高温、抗腐蚀。 自动光圈、自动白平衡、自动聚集、背光补偿功能 红外距离大于100米 360度连续旋转 0.510/秒旋转速度 128个预置位 RS232/485远程控制,经过拨动开关可选多种控制协议 实时位置显示(精确到0.1) 具备多种摄像机型号,以满足各种使用需求 具备
13、红外灯自动跟随摄像机低照度的开启/关闭而动作的功能(选配) 雨刷功能,用于清除雨天或者雾气冷凝在像机前的玻璃上水气(选配) 内置最多四路报警输入,两路报警辅助输出,可满足特殊场合的应用需要技术参数信号制式PAL 或NTSC制式图像传感器1/4 SONY Super HAD Color CCD日夜转换功能有,带可移动滤光片最低照度0.5lux像素PAL:795(H)596(V) NTSC:811(H )508(V)水平方向清晰度480线焦距范围3.6mm82.8mm视频输出1.0Vp-p水平旋转角度360连续旋转左右速度0.5 10/秒上下旋转范围+60 -50上下速度0.5 10/秒通讯RS2
14、32/485通讯口保护有电源保护有外壳防护等级IP66控制旋转范围上下、左右预置位128个左右线扫开/关巡视轨迹4条供电电源AC24V /AC220V70W +10%工作温度-30C+65C功率约55W尺寸340202448mm(H)重量约15Kg4.1.3 前端避雷设施前端监控点防雷包含直击雷防护,供电系统感应雷防护,电子设备感应雷防护,接地系统,线缆屏蔽等部分,本方案设计仅考虑视频监控系统自身前端设备防雷需求,即线缆屏蔽处理、等电位连接及视频与控制信号防护。 线缆屏蔽处理所有监控设备线缆都进行穿金属管或金属线槽进行屏蔽而且两端接地,同时将电源线缆和信号线缆分开敷设。 等电位连接将摄像机、设
15、备箱等用12镀锌圆钢与就近接地体进行等电位连接,防止因电位差而发生反击。 视频与控制信号防护根据建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343- )中5.4.6“安全防范系统的防雷与接地要求,采取以下措施:l 置于户外的摄像机信号控制线输出、输入端口设置信号线路浪涌保护器。l 系统视频、控制信号线路及供电线路的浪涌保护器,分别根据视频信号线路、解码控制信号线路及摄像机供电线路的性能参数来选择。防雷设备介绍 电源浪涌保护器技 术 参 数最大持续工作电压Uc(V):385标称工作电压Un(V):220标称放电电流In(8/20s)(kA):20最大放电电流Imax(8/20s)(kA):40响应时
16、间Ta(ns):100电压保护水平Up(In下)(V):1900残压Ures(V/5kA时):1200 视频浪涌保护器技 术 参 数接入方式:串工作电压(V):24接口类型:BNC标称放电电流In(8/20s)(kA):5最大放电电流Imax(8/20s)(kA):10电压保护水平Up(V)线与线:50电压保护水平Up(V)线与地:600响应时间Ta(ns):1传输速率(Mbit/s):20插入损耗(dB):0.3反射损耗(dB):20特性阻抗():75外形尺寸(mm):822525 控制信号浪涌保护器技 术 参 数接入方式:串联接口类型:CH端口工作电压(V):24称放电电流In(8/20s
17、)(kA):5最大放电电流Imax(8/20s)(kA):10电压保护水平Up(V)线与线:70电压保护水平Up(V)线与地:70响应时间Ta(ns):1传输速率(Mbit/s):1第五章 系统控制中心设计油田远程视频监控中心设置在油田生产管理中心,中心设置电视墙监控,计算机经过数字视频监控平台对前端监控点进行全方位控制。系统设置磁盘阵列进行24小时全天录像视频数据存储并与计算机网络相连,使系统具有监看、录像、保存、回放和报警功能。5.1 视频解码服务器一体化视频解码服务器内置多功能视音频解码器,用于将前端H.264视频服务器等编码设备的编码图像经过网络解码后显示在电视墙上,专为视频监控系统的
18、部署与管理而设计,支持多种网络传输协议,代码固化在系统FLASH 中,系统运行稳定可靠。采用集成度更高的TI DM648 处理芯片,解码引擎强劲,支持多种码流的传输方式,可对当前高清720P视频流进行解码输出,同时也可对4CIF/DCIF/2CIF/CIF 分辨率图像解码,并支持BNC 和VGA 同时输出解码图像,另还带有语音对讲、报警输入/输出、解码云台控制等功能,为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。解码功能l 解码图像和音频l 支持HIK H.264、标准 H.264、MPEG4 图像压缩格式。l 支持PS、RTP 和部分厂家自定义码流封装格式。l 支持PAL 和NTSC 图像制式。l
19、支持720P、VGA、SVGA、4CIF、2CIF、DCIF、CIF、QCIF 图像分辨率解码。l 支持G.722、G.711A、G.711U 音频解码格式。解码资源l 可解码16 路CIF/8 路4CIF/4 路720P,采用8 个BNC 和4 个VGA 输出,BNC 支持1/2/4 画面分割, 主VGA 为1/2/4/9/16 画面,其它VGA 为1/2/4 画面。解码模式l 支持多种码流传输方式:采用海康私有协议时支持TCP、UDP、多播、RTP 传输,当采用标准H.264 和MPEG4时支持RTP over TCP,RTP over UDP。l 支持动态解码: 动态输入解码IP、动态切
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