余忠凱，吳金峰，王 麗，陳 戈

（塔里木油田信息與通訊技術(shù)中心，新疆 庫爾勒 841000）

1 油田視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

塔里木油田現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由安全生產(chǎn)監(jiān)控、生活監(jiān)控、安防維穩(wěn)和環(huán)保監(jiān)控視頻等業(yè)務(wù)組成，共計8000余路，其中生產(chǎn)監(jiān)控4100多路、生活監(jiān)控1800多路、安防維穩(wěn)近1900路、環(huán)保監(jiān)控視頻150路。生產(chǎn)監(jiān)控管理平臺原為集團(tuán)公司A11油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對各油氣生產(chǎn)開發(fā)部重要生產(chǎn)場所的視頻監(jiān)控，經(jīng)防火墻通過油田傳輸鏈路接入辦公網(wǎng)傳回庫爾勒基地；生活監(jiān)控、安防維穩(wěn)和環(huán)保監(jiān)控視頻由各生產(chǎn)單位和物業(yè)管理部門自建，視頻數(shù)據(jù)部分在生產(chǎn)網(wǎng)、部分在辦公網(wǎng)承載，整體以邏輯網(wǎng)絡(luò)的形式存在。

2 存在主要的問題

（1）缺乏統(tǒng)一管理機(jī)制。油田視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)由各單位在不同時期獨(dú)立分散建設(shè)，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，目前已建設(shè)的8000多路視頻監(jiān)控，包括多個安防品牌廠家多個型號產(chǎn)品，涵蓋早期建設(shè)模擬視頻設(shè)備和現(xiàn)有高清網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備，各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)相互獨(dú)立、形成資源孤島，視頻資源難以合理有效整合，視頻監(jiān)控安全防范效能無法有效提升，更無法做到支撐油田級的高效統(tǒng)一管理和調(diào)度。

（2）缺乏統(tǒng)一資源共享機(jī)制?，F(xiàn)有視頻監(jiān)控資源的共享應(yīng)用缺乏統(tǒng)一頂層規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，難以有效將視頻資源共享到各個管理職能部門和各個信息化系統(tǒng)，存在交叉重復(fù)建設(shè)，視頻資源的二次利用價值未能充分展現(xiàn)。

（3）缺乏專用傳輸通道。視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)絡(luò)具有特殊的性能需求，視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)碼流高，要求承載網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬高，還具有實(shí)時性強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)延遲小的特點(diǎn)。隨著油田視頻監(jiān)控規(guī)模日益增大，承載視頻業(yè)務(wù)的辦公網(wǎng)已無法滿足日益增長的數(shù)據(jù)要求，造成高清圖像的高碼率傳輸困難，常出現(xiàn)卡頓、丟包現(xiàn)象。

3 塔里木油田智能化視頻系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1 設(shè)計思路

順應(yīng)視頻監(jiān)控技術(shù)實(shí)時化、智能化、自動化要求，以及AI技術(shù)、AR實(shí)景地圖等新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，建設(shè)一套適應(yīng)油田安全維穩(wěn)和生產(chǎn)運(yùn)行管理的智能化視頻系統(tǒng)。系統(tǒng)采用開放式的一體化集成平臺，可方便地將原本獨(dú)立運(yùn)行、信息孤立的子系統(tǒng)進(jìn)行橫向協(xié)同，實(shí)現(xiàn)多個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的綜合管理及平滑擴(kuò)展，為油田生產(chǎn)、維穩(wěn)、安全、生活保障管理等帶來切實(shí)的便利。

智能化視頻系統(tǒng)平臺采用“云+邊+端”的架構(gòu)，將音頻系統(tǒng)、會議系統(tǒng)接入后形成油田音視訊融合平臺，依托油田OTN高速傳輸網(wǎng)絡(luò)，將部署于不同區(qū)域中心的子系統(tǒng)連接起來，形成統(tǒng)一的監(jiān)控資源、會議資源、通信資源共享池，通過“云”實(shí)現(xiàn)多云、云邊協(xié)同視頻調(diào)度、存儲和分析功能，利用“邊”實(shí)現(xiàn)分層接入、末級單位視頻調(diào)度功能，通過“端”實(shí)現(xiàn)音視頻采集、視頻采集、視頻編碼，統(tǒng)一向不同單位、不同業(yè)務(wù)用戶提供音視訊綜合服務(wù)。系統(tǒng)建設(shè)主要由視頻專網(wǎng)、智能監(jiān)控平臺和業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)三部分組成。

圖1 智能化視頻系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

3.2 視頻專網(wǎng)建設(shè)

3.2.1 視頻專網(wǎng)路由規(guī)劃視頻專網(wǎng)按照用戶接入點(diǎn)進(jìn)行子網(wǎng)劃分，采用靜態(tài)路由協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)。安防視頻監(jiān)控和生產(chǎn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)采用本地存儲，集中調(diào)閱的方式，在接入點(diǎn)將視頻流經(jīng)視頻處理器處理后，保存在本地的存儲設(shè)備上，少部分重要視頻上傳至核心存儲點(diǎn)進(jìn)行存儲；油田公司和二級單位需要調(diào)閱視頻時，通過上行鏈路上傳至匯聚交換機(jī)和核心交換機(jī)。

3.2.2 視頻專網(wǎng)安全規(guī)劃

在視頻網(wǎng)與辦公網(wǎng)之間部署準(zhǔn)入控制系統(tǒng)，代替工業(yè)網(wǎng)防火墻，通過白名單準(zhǔn)入機(jī)制，實(shí)現(xiàn)只有授信的終端（MAC綁定）才能接入到網(wǎng)絡(luò)之中，且只有合法的視頻、圖片等業(yè)務(wù)流量才能在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，包含以下功能：

（1）通過應(yīng)用感知功能，支持視頻流（國標(biāo)GB28181、GB35114、Onvif及大華、?？怠⒂钜暤乃接袇f(xié)議）識別數(shù)據(jù)的L4-7層協(xié)議特征與動態(tài)端口號，只允許授權(quán)的數(shù)據(jù)流及控制信令進(jìn)入視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

（2）實(shí)現(xiàn)與主流監(jiān)控廠家平臺的對接及聯(lián)動，建立應(yīng)用感知協(xié)議庫（包含?？?、大華、宇視等主流廠家IPC端發(fā)起的協(xié)議），實(shí)現(xiàn)IPC注冊、視頻流、音頻流、FTP/NTP服務(wù)、告警日志等應(yīng)用與功能。

（3）建立IP/MAC地址準(zhǔn)入數(shù)據(jù)庫，提取各接入IPC（網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）的IP地址，建立IP/MAC地址準(zhǔn)入白名單。

（4）只允許授權(quán)的IP/MAC地址認(rèn)證通過，當(dāng)授權(quán)終端數(shù)據(jù)流到達(dá)認(rèn)證網(wǎng)關(guān)后，如果數(shù)據(jù)包中的IP/MAC地址在準(zhǔn)入白名單中，則認(rèn)為數(shù)據(jù)為合法視頻流，反之則為非法數(shù)據(jù)流并丟棄。

3.3 智能監(jiān)控平臺建設(shè)

3.3.1 平臺架構(gòu)

智能監(jiān)控平臺擬采用面向服務(wù)體系（SOA）架構(gòu)設(shè)計，支持B/S方式，關(guān)鍵核心模塊支持國產(chǎn)Linux操作系統(tǒng)、支持主流中間件和數(shù)據(jù)庫；采用“油田+區(qū)域”的兩級架構(gòu)思路開展整體設(shè)計和建設(shè)。

（1）油田級視頻監(jiān)控中心定位：在油田基地規(guī)劃建設(shè)統(tǒng)一的油田視頻融合服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)對所有區(qū)域監(jiān)控資源統(tǒng)一匯聚、管理、調(diào)度，提供各區(qū)域視頻信息的匯總、分析。

（2）區(qū)域級視頻監(jiān)控中心定位：根據(jù)監(jiān)控分布特點(diǎn)區(qū)域，規(guī)劃建設(shè)區(qū)域級視頻監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)區(qū)域視頻信息匯聚、轉(zhuǎn)發(fā)，提供區(qū)域視頻監(jiān)控、管理、調(diào)度功能。

兩級視頻監(jiān)控中心硬件環(huán)境按照油田現(xiàn)有視頻監(jiān)控規(guī)模接入設(shè)計，整體架構(gòu)將充分考慮后續(xù)擴(kuò)展需要，后續(xù)新建和改建的視頻監(jiān)控按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)建設(shè)，即可實(shí)現(xiàn)接入。對于區(qū)域級的視頻中心建設(shè)，遵照“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分步建設(shè)、充分利舊、一地一策”的原則，擬建區(qū)域中心選擇油氣開發(fā)部主要生產(chǎn)單元駐地。

3.3.2 平臺功能

平臺功能包含基礎(chǔ)服務(wù)和融合應(yīng)用兩部分：基礎(chǔ)服務(wù)包含資源管理、視頻操作、視頻診斷、會議管理、智能分析、信號調(diào)度、服務(wù)組件7大功能模塊；融合應(yīng)用分為油田級和區(qū)域級兩級6大模塊。

表1 智能監(jiān)控平臺模塊功能表

3.3.3 平臺數(shù)據(jù)架構(gòu)

油田級用戶的業(yè)務(wù)處理由各區(qū)域硬件資源提供服務(wù)，區(qū)域級用戶的業(yè)務(wù)處理由本區(qū)域獨(dú)立支撐，油田和各區(qū)域業(yè)務(wù)應(yīng)用產(chǎn)生價值數(shù)據(jù)由油田統(tǒng)一管理各區(qū)域分布式輸出到數(shù)據(jù)銀行。（1）設(shè)備安全管控。通過紅外熱成像技術(shù)，對重要設(shè)備設(shè)施生產(chǎn)運(yùn)行時的溫度進(jìn)行在線監(jiān)測及可視化呈現(xiàn)，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時系統(tǒng)能自動報警，實(shí)現(xiàn)全天候（7×24小時）不遺漏，便于實(shí)時掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

3.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用

（2）智能周界防范。通過視頻智能監(jiān)控、入侵報警等多種技術(shù)融合，構(gòu)建縱深防護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)一體化集成和智能聯(lián)動，保障周界和關(guān)鍵區(qū)域安全，提升安保反恐管理水平。

（3）不安全行為監(jiān)控。結(jié)合油田高風(fēng)險作業(yè)場景特點(diǎn)，采用AI識別方式，對常見的違章、違規(guī)作業(yè)行為進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警（例如：未戴安全帽等）。對于尚未成熟、素材較少的AI識別需求，基于AI開放平臺進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)AI識別算法快速迭代，能力提升。

4 結(jié)束語

針對油田視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀存在的痛點(diǎn)和短板，本文對建設(shè)一套滿足油田未來發(fā)展的智能化視頻系統(tǒng)進(jìn)行了深入探討。智能化視頻系統(tǒng)需覆蓋各油氣開發(fā)部和主要生產(chǎn)單元，能夠接入油田現(xiàn)有全部視頻業(yè)務(wù)，并預(yù)留冗余能力。系統(tǒng)建成后具有統(tǒng)一接入、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一分析能力，將有效助力油田安全生產(chǎn)、環(huán)保監(jiān)控、安全維穩(wěn)、應(yīng)急指揮等各項業(yè)務(wù)，隨著系統(tǒng)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，必將為油田加快發(fā)展和“數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展”提供更加堅實(shí)的信息化保障。