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油田监控方案-采用激光高速球和DVS

1. 概述

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,长期以来,巡视员或维修工的定期巡查是不可或缺的。但随着油田现代化管理进程的不断加快,迫切需要一种全天候、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、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。

2. 需求分析

基于目前油田现状,油田监控需求主要表现为以下几点:

采油点可能迁移或新增,系统要便于迁移和扩容;

监控中心可通过显示器或电视墙实时监视所有监控点图像;

高画质录像和回放;

图像自动侦测,自动报警及录像;

可以遥控现场灯光开关,镜头的变倍、聚焦、光圈,云台水平、俯仰转动;

系统本身要防盗,发生可疑行为时,能实现远程告警;

3. 系统设计

监控系统示意图

根据实际需要,在前端油井安装激光高速球摄像机,摄像机后端连接网络视频服务器,再连接点对多点集成天线无线网桥,利用网络视频服务器将标准视频信号编码成数字网络信号,通过无线网桥传至监控中心。

在监控中心架设若干台对多点无线中心基站网桥设备,这些基站网桥设备通过网线连接到网络交换机上,监控中心通过网络视频监控软件对前端网络视频服务器传来的信号进行解码显示并录像,同时可以利用鼠标控制前端激光高速球的转动和变焦。

摄像机应安装在油井附近,要求视野宽、无障碍、监控范围大。

监控点要能全天候工作,这就要求摄像机具备远距离夜视功能;为了减少远距离图像的抖动,摄像机的安装也要确保牢固稳定,同时尽量选择风阻较小的一体化球型云台摄像机。

由于油田的油井分布区域很广,传输方式不宜采用有线或光缆。因此应首先考虑无线网络传输方式,无线网络传输既实现本地用户之间的数据交换和传输,也能使用户通过无线设备与外部数据网络相连接,该系统具有灵活性、开放性和扩展性,能够满足用户目前和将来的信息传输和交换的需要,无线网络传输具有传输距离远、传输速率高、扩容方便和造价低等特点。

前端设备的避雷与接地直接影响整个工程的安全性和可靠性,避雷原则是所有设备都要安装在避雷针的保护范围之内,防雷分为网桥系统防雷和电源防雷,网桥系统防雷主要是在无线网桥和天线之间串接避雷器,以避免来自天线的雷击,起到保护无线网桥的目的。电源防雷主要是为了避免电源线引入的浪涌袭击。野外无线网络监控系统对于雷击最为薄弱的环节是系统的电源,因此作好电源防雷是相当重要的。电源防雷的关键是作好接地,要根据具体地形,因地制宜,接地电阻不大于4欧姆。

为了防止盗窃和破坏,在前端的监视点设置报警探头,一旦有人靠近设备,设备将以声光方式自动报警;

由于油田监控系统一般在野外平原,无线网桥安装高度只要高过附件的山丘和树木就可以了。铁塔或立杆的强度要好,否则图像会产生晃动现象。铁塔或立杆的接地要求非常严格,接地电阻一定要小于4欧姆。

4. 系统功能

4.1 监控中心

通过显示器和电视墙实时监视所有摄像机图像;

可以设置、制定录像工作计划时间表。支持有多种录像检索方式。

系统可以通过硬盘录像机存储所有摄像机的图像资料,录像资料自动保存__天;

重要的录像资料可以备份存档;

报警系统和视频录像系统联动,当某一个报警探头报警的时候监控中心要求声、光即时报警,同时可以自动开启前端的射灯或其它照明系统。

即可以利用云镜控制面板控制PTZ,也可利用鼠标在图像窗口中上下左右拖动和点击实现PTZ控制;

可以设置当云台在一定时间内无控制动作时,自动返回指定的看守位;

可设定16个画面显示组,每组可以任意定义不同画面组合及分割方式,通过组群切换,可以快速浏览到重要关联画面,提高监看效果;

发生紧急情况时,可以直接在监视预览界面进行某路图像的即时回放;

当传感器联动某路摄像机发生报警时,可自动放大该路视频图像;

报警可以联动高速球(或带预置位功能的云台)转到指定预置位;

报警主动上传到NVR客户端:当系统有报警时,会主动将报警信息和图像传到客户端;

对系统配置参数进行导出和导入,便于后期维护;

可以给不同级别的用户赋予不同的操作使用权限,便于管理;

软件看门狗功能:系统采用软件看门狗处理偶发死机,保证系统稳定运行;

4.2 远程客户端

客户端可以随时访问任意前端的视频图像;

客户端可以控制前端摄像机云台;

客户端可以接收前端的报警信号,同时可以进行报警录像;

远程客支持电子地图功能,当前端报警探测器发生报警时,客户端电子地图中可以显示报警点位置,同时可以进行报警录像;

在客户端可以远程控制前端灯光照明等外部设备;

客户端可以和任意前端进行语音对讲。

5. 产品介绍

5.1 前端部分

(1)250米激光高速球

产品特点:

多种机芯模组可选;

ICR双滤光片切换,白天图像色彩还原真实;

采用双激光器,保证远近距离夜视亮度均匀,激光夜视距离:250米;

激光光源亮度强,照射距离远,功耗低,红曝少,利于隐蔽监控;

水平360度连续旋转,垂直90度旋转;

水平/垂直转速:0.5°~240°/s;

256个预置位,6条巡航轨迹,巡航时显示预置位编号;

6条花样扫描(自学习)轨迹,每条轨迹扫描时间可达10分钟;

支持两点间往复自动扫描和手动水平连续扫描;

灵活便捷设置球机运行模式(如上电动作、空闲动作、比例降速级别、预置点巡视模式、自动扫描模式等);

长焦限速功能:球机最大转速随着摄像机焦距倍数增大而降低,以准确捕捉目标;

最大32区隐私遮蔽,手动控制和调用预置位时隐私区域智能跟随;

内置解码器集成多种通讯协议、波特率和多种品牌摄像机协议;

OSD菜单功能,界面友好,操作简便;

8路报警输入,2路报警输出(选配);

可内置拾音器(选配);

高强度铝合金压铸外壳,防水设计,达到IP66防护等级;

内置电源浪涌和雷电保护,抗0~±4000V高压雷击浪涌;

标配支架:BN-B5606E 或 BN-B5606D。

技术参数:

型号 BN-5606LS-QC
图像传感器 1/4" SONY Ex View-HAD PS CCD
有效像素 752×582(H×V)
水平分辨率 彩色560电视线;黑白600电视线
光学变焦 25倍,f=3.6~91.3mm(F1.6-3.0)
数码变焦 12倍
最低照度 彩色:0.36 Lux,黑白:0.0001 Lux
增益控制 Off/On (Max.Level Setting)
电子快门 1/60(1/50) ~ 1/10Ksec
白平衡 ATW1/ATW2/AWC/MANUAL (ATW1: 2,500 ~ 9,500°K, ATW2: 2,000~10,000°K)
背光补偿 Off/On (Area Setting)
宽动态 Off/On (x128/NTSC, x160/PAL)
隐私遮挡 开/关(12区)
激光器参数 激光器A:照射距离250米,出光角度:4°

激光器B:照射距离50米,出光角度:25°

水平扫描范围 0~360°无极性
垂直扫描范围 0~90°(180°自动翻转)
水平/垂直转速 0.5°~240°/s (可调)
预置位数量 256
地址码范围 1~255
巡航路线 6条(预置点停留时间1~28秒可设,1-4条:每条16个预置点;第5条:101-127号预置点顺序扫描;第6条:所有预置点顺序扫描)
花样扫描 6条(每条时长10分钟)
两点间扫描 扫描起点/扫描终点/扫描速度/限位停留时间可设
360°圆周扫描 扫描方向可设
上电动作 无动作/运行到1号预置位/启动两点间自动扫描/启动1号巡航路线巡检预置位/启动1号花样扫描路径
空闲动作 无动作/运行到1号预置位/启动两点间自动扫描/启动1号巡航路线巡检预置位/启动1号花样扫描路径
比例降速
方位显示 正东/东南/正南/西南/正西/西北/正北/东北
红外灯亮度控制 最大亮度/1-100级手动控制
报警输入 8路,常开(选装)
报警输出 2路,常开/常闭(选装)
通讯 RS485
波特率 1200/2400/4800/9600bps
通讯协议 Pelco-D,Pelco-P,ALEC,KALATEL,LILIN,VICON,Panasonic,DAHUA,Santachi,Philips,AD, etc.
菜单语言 英文
电源 DC12V/5A
外型尺寸 Φ278×334mm
重量 8kg
工作温度 -30˚C -65˚C
(2)网络视频服务器

概述

IDRS-IPC4-xx系列网络视频服务器采用超强性能的嵌入式实时多任务操作系统(RTOS)和嵌入式处理器,是一种内置Web服务器的数字录像监控系统,它集音视频编码、网络传输、本地SATA、SD卡存储和数据备份、WiFi无线网络传输、3G无线网络传输、联动报警、双向语音对讲等功能为一体,由一个高度集成的设备来完成以往需要由PC主机加视频压缩卡组成的监控系统才能完成的功能。

IDRS网络视频服务器采用国际先进的音视频信号硬件同步优化H.264 Main Profile视频压缩算法,具有压缩码流更低、网络传输更快、图像质量更高等特点。用户既可以直接用IE访问单台网络视频服务器,也可使用IDRS PC录像软件或NVR软件组建几十路图像的小型网络视频监控系统,或使用IDRS分布式集中管理软件组建几十路到成百上千路图像的大型网络视频监控系统。

产品特点

采用海思单芯片SOC Hi3512处理器,集成度高;

优化H.264 Main Profile压缩算法,高压缩比,高画质,支持双码流;

支持D1(4CIF)\2CIF\CIF\QCIF压缩分辨率;

可设置图像质量、码率和帧率;

1路音、视频同步输入;

4路报警输入,4路报警输出;

支持本地SD卡存储;

支持视频丢失、移动侦测(灵敏度和侦测区域可设)和传感器报警功能,报警可联动PTZ预置位;

灵活的OSD、LOGO、隐私遮挡和水印功能;

支持双向双工语音对讲;

可设置视频信号的亮度、对比度、饱和度和色度;

支持ADSL (PPPoE) 拨号和DDNS动态域名解析;

支持HTTP、TCP/IP、UDP、SMTP、DDNS、DNS、SNTP、BOOTP、DHCP、FTP、SNMP、NTP、UPNP等多种网络协议;

可根据网络带宽自动调整视频帧率,适合不同网络环境使用;

支持WiFi 802.11a/b/g/n无线网络;

支持3G、CDMA、GPRS移动网络;

支持G.726、G.711、ADPCM音频压缩算法,语音清晰;

内置多种PTZ协议,支持预置位、巡航、轨迹的设置与调用;

内嵌Web Server,通过IE浏览器可以实现远程监看、控制和设置等操作;

支持手机监控;

多级用户权限管理;

支持远程更新维护;

异常自动恢复和网络中断自动重连功能。

型号列表 :

名称 型号 视频输入 音频输入/输出 报警输入/输出 压缩分辨率 存储介质
非存储型单路网络视频服务器 IDRS-IPC4-D1 1 1/1 4/4 D1(全实时) 1*SD存储卡
存储型单路网络视频服务器 IDRS-IPC4-C1-D 1 1/1 4/4 CIF(全实时) 1*SATA

技术参数:

图像 视频压缩 H.264 Main Profile、MJPEG
视频输入 1路,BNC接口(电平: 1.0Vp-p,阻抗: 75Ω)
信号系统 NTSC/ PAL制式自动识别
压缩分辨率 QCIF/CIF/2CIF/4CIF(D1)
码流类型 音视频混合流或视频流,支持双码流
视频帧率 PAL:1 - 25帧/秒,NTSC:1 - 30帧/秒
视频流码率 30Kbps~16Mbps(自定义)
图像参数 亮度、色度、对比度、饱和度调节
画面延迟 小于200毫秒(局域网)
字符叠加 通道名称、日期、时间、码流信息叠加,叠加位置可调
声音 音频压缩 G.726、G.711、ADPCM
音频输入 1路,RCA接口(线性输入,阻抗:4.7KΩ)
音频输出 1路,RCA接口(线性电平)
语音对讲输入 1路,MIC接口
音频压缩码率 8Kbps/32Kbps
网络 网络接口 1个RJ45 10M/100M自适应以太网口
WiFi无线网络(选配) 802.11a/b/g/n无线网络,支持WPA、WPA2、WEP加密协议
移动网络(选配) 3G/CDMA/GPRS
手机监看 支持多种手机操作系统实时监看
存储 本地存储 非存储型:一个Micro SD卡接口,SD2.0标准,最大容量32G,支持录像存储和抓拍 存储型:一个SATA硬盘接口,可内置1个SATA硬盘,支持录像存储和抓拍
FTP存储 支持FTP服务器远程录像和存储
云台 云台接口 1个RS485口
云台协议 支持多种PTZ协议,支持高速球预置位、巡航和轨迹设置与调用
报警 报警输入 4路开关量,常开/常闭
报警输出 4路开关量,120VAC 1A/24VDC 1A
报警处理 邮件/短信
其它 壳体材料 金属铝合金外壳
电源 DC 12V
最大功率 非存储型:<15W 存储型:<18W
工作温度 -10°C ~ +55°C
工作湿度 10 ~ 85%
外型尺寸 非存储型:205×150×50mm(L×W×H) 存储型:330×195×45mm(L×W×H)
说明:设备预留一个RS232接口,未做定义

5.2 传输部分

(1) PROXIM TSUNAMI MP11 5054-R系列无线网桥
性能和可扩展性
WORP实现最佳性能 通过避免空中传输冲突并将有效载荷最大化,WORP协议极大提高系统性能
支持近非视距传输 支持在视距及近非视距(nLOS)环境中传输,大大提高了在乡村或高密度城区中部署的灵活性
高性能蜂窝设置 当配置为6扇区蜂窝时,蜂窝数据传输率高达 324Mbps
支持高密集用户 配置为6扇区蜂窝时,每蜂窝支持多达1500个用户单元
保证漫游传输带宽 在移动环境中支持高带宽应用,如高分辨率视频流
服务质量(QoS)
WiMAX 802.16 QoS 支持8个服务等级,每等级支持4种不同的服务流设置
传输优先级参数设置 IP ToS服务类型(三层QoS分类),IP协议类型,802.1p tag(二层QoS分类),源/目标IP地址及掩码,源/目标TCP/UDP端口范围,源/目标MAC地址,VLAN ID,网络层协议
最低承诺带宽(CIR) 可为每用户分别设定最低承诺传输数据带宽(Committed Information Rate)
最大传输带宽(MIR) 支持为每用户分别设定最大传输数据带宽(Maximum Information Rate)
安全性
单播、组播和广播控制 用户可定义阀值水平,防止带宽过度消耗导致网络性能降低
数据包过滤 MAC地址、网络层协议、IP地址过滤提供超细粒度网络安全
服务区内部阻隔 使基站单元(BSU)作为用户站(SU)间通信的集中策略执行者,进一步加强用户隐私保护
安全的WORP协议 防止无线通讯窃听,WORP为免许可证频段中部署大规模无线应用的安全保障发挥关键作用
安全加密及认证 支持WEP、WEP+、AES等空中传输加密方式,RADIUS用户认证及计费
干扰抑制工具 可调接收阀值水平,发射功率控制以及动态频率选择
降低总体拥有成本
动态速率选择

(DDRS)

随无线链路变化或用户漫游状态自动优化数据吞吐率,保证最大限度的链路可用性
灵活安全的远程管理 受密码保护的Telnet、SNMP和WEB接口远程管理方式
天线校准工具 辅助音及实时显示接收信号水平的命令行界面(CLI),方便远距离天线安装
全面的系统监测工具 为监测,规划及无线网络管理提供多样的设备及组状态统计信息
减少重复租用成本 可在同一地点集中部署多个设备,降低安装所需的场地租用成本
可选择的用户单元 SUA:提供标准N型接口的用户单元,可依不同需求配置多种类型的天线;

SUR:集成型用户单元,提供可自由选择的两种极化方式(水平/垂直),缩短安装所需时间

恶劣环境下的快速启动 内置的珀尔帖温控系统自动控制系统温度,确保在-33℃~60℃温度范围内的系统快速启动,因此2454-R和5054-R可应用于各种极端气候中
远程启动 可通过室内供电单元对系统进行重启或配置重设操作

5.3 监控中心部分

(1)混合式数字硬盘录像机

产品特点:

大路数高清录像:最多支持64路CIF或24路D1全实时高清录像;

双显示器输出:支持预览&预览、预览&回放、预览&设置等双屏显示方式;

支持宽屏显示器:新增三款宽屏幕解析度:1280*1024,1280*728,1680*1050;

实时显示滞后时间≤0.1秒;

电子地图:自定义地图、设置报警点、报警后电子地图自动弹出,显示报警方位;

手机监控:可通过手机远程监视和控制云台;

POS管理:可链接POS系统,在图像窗口和录像文件上叠加POS信息;

门禁管理:可连接门禁系统,在视频中叠加姓名、卡号、头像等门禁信息;

Hybrid功能:可将IP摄像机、网络视频服务器或嵌入式硬盘录像机的图像直接通过网络添加到本地DVR图像窗口,进行监看和录像;

虚拟PTZ控制:即可以利用云镜控制面板控制PTZ,也可利用鼠标在图像窗口中上下左右拖动和点击实现PTZ控制;

可以设置当云台在一定时间内无控制动作时,自动返回指定的看守位;

与客户端或其它服务器端建立语音对讲,同一时间只能建立一个连接发起对讲;

预览画面预置组:可设定16个画面显示组,每组可以任意定义不同画面组合及分割方式,通过组群切换,可以快速浏览到重要关联画面,提高监看效果;

数字矩阵:通过添加硬件解码卡,可以直接把视频图像直接输出到模拟电视墙,输出支持画面分割、轮循切换等功能;

显示到监视器:通过解码卡可以随时把某路图像直接显示到监视器上,可设置显示停留时间;

紧急录像功能,点击功能按钮后所有摄像机进行紧急录像,无论摄相机是否在执行别的录像方式;

即时回放:发生紧急情况时,可以直接在监视预览界面进行某路图像的即时回放;

回放到监视器:可以将录像数据通过解码卡解码后上传至监视器进行视频回放;

智能检索:在回放窗口中任意选定一个范围,系统将自动寻找该范围内有活动的录像;

时间轴检索:图形界面点选回放时间点,方便快捷;

录像剪辑:对录像资料进行剪辑和多段合成,方便存储;

支持32路报警输入和32路报警输出;

报警自动放大图像:当传感器联动某路摄像机发生报警时,可自动放大该路视频图像;

报警发送电子邮件:报警时可以自动向指定电子邮箱发送报警相关录像通道的自动抓拍图片;

报警可以联动高速球(或带预置位功能的云台)转到指定预置位;

报警主动上传到NVR客户端:当系统有报警时,会主动将报警信息和图像传到客户端;

系统参数备份和导入:对系统配置参数进行导出和导入,便于后期维护;

画面遮挡:对监控图像中需要保密的特殊区域进行隐私遮挡;

多级用户管理权限:可以给不同级别的用户赋予不同的操作使用权限,便于管理;

IE浏览:通过IE浏览器直接进行网络监控,可实现监看、云台控制、本地手动录像、远程或本地回放;

具有功能完备的客户端软件:客户端用户可具有与主控端同样强大的功能,除了远程监看、云镜控制、远程检索、本地录像,本地检索回放、语音对讲等功能外,还具备接收主机端的报警、进行远程设置等功能;

可设置是否允许网络客户端连接视频;

可设置是否启用PDA监控功能;

系统具有掉电重启功能,停电时自动关闭,来电后自动启动;

软件看门狗功能:系统采用软件看门狗处理偶发死机,保证系统稳定运行;

技术参数:

操作系统 Windows2000/2003/XP/Vista/Windows7
图像压缩格式 H.264
视频输入数量 最大64路
画面分割方式 1、4、9、13、20、25、28、33、36、40、49、64
图像颜色调整 亮度、对比度、饱和度、色调
图像叠加 叠加字符、日期、水印
画面隐藏 局部画面隐藏、整幅画面隐藏
录像速度 每路全实时,1-30帧/秒可调
录像分辨率 D1/2CIF/DCIF/CIF/QCIF
回放检索方式 按照日期、摄像机名称、录像方式、时间条、指定区域等方式检索
同时回放数量 单路回放、4路回放、9路回放、16路回放,同步、非同步
音频输入数量 最大64路
音频接口 BNC
最大报警输入数量 8/16/32路常开/常闭
最大报警输出数量 8/16/32路常开/常闭
电子地图 更换地图、增加传感器、增加摄像机、删除所有
网络接口 1个RJ4510M/100M自适应以太网口
(2)电视客户端和显示器电视墙

电视客户端是以PC机作为视频图像解码设备并以显示器作为视频图像显示终端设备来显示网络传输来的网络视频信号,支持多画面分割显示、单屏显示和画面轮循切换显示等多种显示模式。PC-DVR Server、NVR Client或IDRS-NVMS中的中心管理服务器、流媒体服务器和集中管理客户端都可以作为主控设备来控制电视客户端,一台主控设备可以同时控制多台电视客户端,但所有电视客户端的显示器总数不能超过24台(即一台主控设备最多能控制由24台显示器组建的显示器墙)。

6. 主要设备清单

视频部分前端主要设备
序号 名称 型号 品牌/厂家 单位 数量 单价 合计
250米激光高速球

彩色560电视线;黑白600电视线,25倍光学变焦,f=3.6~91.3mm,12倍数码变焦,,激光夜视距离250米,360度连续旋转,最高转速240度/秒,6条巡航轨迹,8路报警输入/2路继电器输出,抗0~±4000V高压雷击浪涌。IP66防护等级。

BN-5606LS-QC Bernee/博尼百科博
网络视频服务器(SD卡存储

H.264 Main Profile压缩算法,最高支持D1分辨率,双码流,1路音、视频同步输入,支持本地SD卡存储,支持视频丢失、移动侦测(灵敏度和侦测区域可设)和传感器报警功能,报警可联动PTZ预置位,双向语音对讲,可选加无线WiFi模块、3G模块和PoE供电。

IDRS-IPC4-D1 IDRS

百科博

备选 网络视频服务器

H.264 Main Profile压缩算法,最高支持D1分辨率,双码流,1路音、视频同步输入,支持SATA硬盘存储,支持视频丢失、移动侦测(灵敏度和侦测区域可设)和传感器报警功能,报警可联动PTZ预置位,双向语音对讲,可选加无线WiFi模块、3G模块和PoE供电。

IDRS-IPC4-D1-S IDRS

百科博

网络传输设备
序号 名称 型号 品牌/厂家 单位 数量 单价 合计
 
 
 
监控中心主要设备
序号 名称 型号 品牌/厂家 单位 数量 单价 合计
视频存储服务器混合式数字硬盘录像机

16个硬盘热交换抽取盒,最多可支持16块SATA I/II硬盘,单盘最大容量支持2TB,支持RAID级别:0、1、(0+1)、5和JBOD,NVRAM记录运算资料及S.M.A.R.T硬盘管理,保证RAID系统资料完整性、可靠度及可用性。可根据具体使用需求安装IDRS各版本监控软件。

IDRS-NVR2000-16-1 IDRS

百科博

显示器
监控专用硬盘
电视客户端主机 BN-16×32V IDRS

百科博

操作台
电视墙
声闪一体机 HC-102
报警设备
序号 名称 型号 品牌/厂家 单位 数量 单价 合计
 
 
 
 
防雷设备
序号 名称 型号 品牌/厂家 单位 数量 单价 合计
 
 
 
 
 

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