油田無線監控

系統組成

遠程數字油田視頻無線監控系統由三部分組成：前端圖像採集系統（含供電系統）、無線傳輸系統、後端監控管理指揮系統。專門針對油井所在地區的地理特點，結合當地的地理環境而推出的一套完整的安全綜合治理 “ 遠程數字油田無線監控系統 ” 解決方案。該系統滿足本地監控和中心聯網多級網絡化視頻監控的需求。可 24 小時實時監控油田安全情況，降低了安全監控人員的勞動強度，為監控中心指揮提供強有力的保障，使各級監視中心的調度人員通過遠端傳送的現場圖像，直觀、準確、及時地瞭解各工區的實際情況。

氣候環境較為惡劣，雪、霧、風沙等自然現象較為普遍，且氣温波動較大，要求微波設備具備全室外工作特性。

油田一般地處偏遠，地域遼闊，油田採油工區各個採油點分佈比較分散，有的採油點之間相距幾百米，有的則相距到數十公里。 採用點對點、點對多點混合組網模式。

系統擴充性強。採油點隨工作的進展，隨時可能增加或拆除，因此要求無線設備安裝簡便、靈活。 ^[1] 

本項目是勝利油田濱州採油大隊無線監控項目，共有約80個點要實現無線網絡監控。因油井相對集中，所以決定一共安裝15台攝像機，採用1管5或6的方式，實現全部油井的監控。後端監控室內實現PC服務器、DVR、電視牆同時監控，DVR24小時不間斷錄像，PC服務器白天實時監控，夜間錄像。

圖示分別用不同顏色的標記標出了中心點與各遠端點的位置。經過現場實地觀察，中心點的東北面監控點比較少，分散面積大，西南面監控點比較集中，所以，在方案設計上

2．1、中心點：中心點建有一座無線接收塔，塔高約30米，在塔27米地方有一個操作平台，平台上安裝防水箱，網橋等設備全部安裝在防水箱內。在中心接收點，共安裝四台網橋設備，每台網橋搭配一塊90度的板狀天線，四台網橋通過雙絞線連接到交換機上，在通過一根光纖與監控室的服務器連接，因本項目從塔頂到監控室距離將近200米，所以從塔頂到監控室採用了光纖接入，當然也可用兩台高帶寬的網橋做點對點，但造價較高。

2．2、遠端點：每個遠端點都立有一根高15米的電線杆（地面約13米），以安裝監控設備，遠端點選用網橋加定向天線的方式與中心點連接，這樣，可以保證無線連路上的傳輸距離與信號強度。

2．3、監控室：監控室的主要設備有，視頻解碼器、服務器、24口交換、操作枱、DVR、電視牆。視頻解碼器與服務器與交換機相連，塔頂的信號通過光纖接入交換機,視頻解碼器接入DVR，DVR連接電視牆，這樣，從塔頂到服務器實現數字信號傳輸，在從服務器通過視頻解碼器將信號轉換成摸擬信號進入DVR，在由DVR將圖像輸入到電視牆上。

2．4、攝像機選擇：因本項目所要實現的監控不是隻對本井監控，還需要監控點對周圍的5到6口井都進行全天24小時的監控，這就要求攝像機的距離，成像質量等一定要高於一般攝像產品，在攝像機的選擇上，我們採用了SONY原裝像機加紅外燈的方式，實現全天24小時的監控。

三、系統架構：

1、通過網絡視頻編碼器對前端視頻進行編碼採集；後端在通過視頻解碼器對數字信號進行解碼。

2、通過系統軟件進行集中控制和帶寬管理；

3、通過監控客户端軟件進行視頻實時監控和雲台控制；

4、通過DVR硬盤錄像服務器進行錄像管理及錄像回放；

基於用户要求監控前端是無線的並可在一定距離內靈活變換位置的需求，在為用户提供性價比較高的產品為原則的基礎上，對於無線部分北京金濤思創網絡技術有限公司採用PROXIM公司的Tsunami Multipoint 用户端。整個監控前端的系統構成為：監控頭—視頻編碼器—無線用户端。

監控室可以使用兩種視頻格式，即數字格式或模擬格式。

數字格式：其組成如下：通過Tsunami Multipoint中心基站接收到的由用户端發回數字視頻信號，經由網絡傳輸監控室，在監控室PC服務器上使用視頻管理軟件管理視頻信號，即可實現數字監控中心。監控軟件可實現分屏顯示，支持4,6,9等，支持雲台控制鏡頭光圈變焦等傳統監控所具備的所用功能。其又具有傳統監控無法比擬的功能：無需專用的視頻處理設備，如錄像機等；無需必須到監控室查看監控情況，只要連接到監控室網絡，即可隨時關注監控信息，靈活性高；設備投入資本低，無需矩陣和專用監視，使用普通PC即可。視頻存儲和查詢方便，完全數字化，完全基於PC機即可完成。

模擬信號：其組成方式如下：通過中心基站接收到的由用户端發回數字模擬信號，經由網絡傳輸至監控室，在通過解碼器即數字轉模擬設備，將數字信號轉換成模擬信號，在通過64-16矩陣分屏器，將模擬信號傳輸至監視器。至此，以模擬信號方式為主的無線監控管理中心構建完成。與傳統的監控解決辦法後端處理方式完全一樣，只需根據前端監控點數量添加數模轉換設備。優點是解決了傳統監控無法解決的遠距離傳輸的問題。

通過視頻解碼器，將網絡傳送過來的視頻碼流重新轉換成模擬視頻信號，在通過DVR輸出端口將信號輸入到電視牆上。

本方案提供了一套中心錄像服務器軟件，該軟件可以安裝到一台或多台PC服務器上，通過該軟件，可以對錄像文件進行管理和配置，指定錄像計劃，服務器將自動安裝錄像計劃進行錄像，錄像可以存儲在服務器的IDE硬盤中，也可以通過服務器配備的Raid等存儲設備進行實時存儲。

另外，視頻解碼器將通過交換機進入的數字信號轉換成模擬信號後，輸入到DVR硬盤錄像機中，錄像機配備兩塊1000G硬盤，進行24小時的不間斷錄像，實現監控畫面的實時錄像及回放。

這樣就實現了：中心PC服務器對前端雲台轉動、攝像機變焦、變倍的控制；畫面亮度、色彩、對比度的調整以及移動偵測區域、報警以及數字視頻信號的錄像、回放等管理；DVR對模擬信號的24小時實時管理。

本方案具有高度的可擴展性，具體體現在：

1、不限制設備數量，隨時可以增加多個視頻監控點

2、不限制用户數量，可以多人同時監控操作

3、服務器可以分佈配置，對於某些特殊服務器如錄像服務器和轉發服務器，可以配置多個，系統將自動進行負載均衡，保證系統的良好允許。

4、優化的網絡資源管理使系統具備大數量監控點實時監控的能力。

5、對於用户需求中的可擴展部分，系統可以隨時滿足用户的擴展需求。