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深圳市威尔西科技开发有限公司

4G网络摄像机应用环境
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4G网络摄像机油田视频监控系统解决方案

油田在国家和地方经济中承担着重要角色,保障石油的安全开采及运输已成为石油企业的重要工作之一。油田中各个采油点分布零散,有的相距几百米,有的则相距数公里。每个采油点通常只有少量人员,负责设备维护及安全工作,如负责户外采油机、室内水泵、油泵的维护及安全防护工作。因此防范力度薄弱,不利于中心集中管理。 

      随着4G网络的发展,4G远程监控系统在石油天然气行业中快速发展。 4G网络网技术以其方便快捷的无线通讯优势及强大的智能化功能及较低的整体拥有成本而迅速在油井监控中得的应用。

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当前油田视频监控系统的主要缺点

部署难度高——监控点较分散,布线施工难,系统安装部署成本高;

报警不及时——油田现场发生事故时,得靠人眼发现,很容易遗漏重要事件的发生;不能及时知晓现场有事件发生;

运维难度大——部分系统联网后,面对数量庞大的视频监控设备,运维工作量巨大且检测难度大,往往造成故障处理不及时,使得视频监控系统的使用效果大打折扣;

运维成本高——通过4G网络实时传输视频到后端,一个摄像头每小时约消耗1G的流量,每个摄像头每天需上百元的流量费用,而其中的视频流量绝大部分是没有关键信息的;

监控系统功能单一,仅有视频采集显示功能,不能与满足油井智能化物联管理的功能需求,后期也没有升级为物联网的功能接口,导致性价比较低


设计目标

实时监控:后端可监看油田现场实时画面;

感应抓拍预警:现场有车辆或人员进入时,抓拍照片发送到后端及时告警,提醒安保人员对可疑者及时防范;

全网通4G网络传输:抓拍的照片通过移动/电信/联通的4G网络远程传输到后端控制中心;

优先支持有线及WIFI:同时支持4G和WIFI及有线网络。如果同时具备4G和WIFI,系统自动判断并优先使用WIFI。有线及WIFI断网后,自动切换到4G网络。既可以充分使用有线网络降低成本,又可避免本地网络被破环或故障时的设备正常通讯

节省流量:感应抓拍的高清照片,通过4G网络传输到控制中心;发现可疑照片时再查看视频,每张照片约占100kb的流量,比直接传输视频节省上百倍的流量;

断电断网后继续工作:摄像机内置锂电池,当供电线路被恶意剪断后,摄像机仍能继续工作数小时;

预录像存储:采用独特的预录像算法,连同保存事件发生前和事件发生后一分钟内的视频文件,整个事件的前因后果一目了然;

大容量存储:最大支持256G TF卡本地存储;结合预录像技术延长了录像存储时间并大幅减少下载无效视频的流量;

录像回放:可在管理中心或者手机APP上检索不同时间段的视频录像文件,远程下载后便可回放;

多终端同时使用:支持多用户多终端(Android/IOS/Windows)同时在线使用,主账号可给子账 号分配使用权限;

H.264 High Profile 压缩技术:采用先进的H.264 High Profile视频压缩编码技术,在保证高清画质的前提下,实现更高比例的视频压缩,比H.264节省30%的流量,接近H.265的压缩比;

传感器接入:支持接入激光测距、气象、PM2.5、水位量等传感器,并将对应数据叠加在视频上显示,同时传输到后端;

芯片:采用海思CPU芯片。低功耗、高性能,长期稳定运行无故障;开放的底层可提供丰富的定制化功能;

IP66 超强防护:采用铝合金外壳;IP66专业级标准 不怕雷雨天气;轻松应对恶劣环境;

支持太阳能供电:采用11V-13V宽电压设计,可采用12V的太阳能供电系统供电;



总体方案设计

油田专用的4G网络摄像机按照分布式的的设计思想进行系统设计,以单品即系统的高科技产品研发为基础,采用一体化设计方案,即一台摄像机就包括了整个监控系统的功能:视频采集、无线远程传输、处理及本地存储,还预留了传感器和控制单元接口,可外接传感器和控制执行模块,如接入人体热红外感应、温湿度、PM2.5等传感器。


传统油田视频监控系统结构图

传统的油田视频监控系统庞大、结构复杂、施工困难、投资巨大,当汇聚层的传输设备出现故障时,整个系统都停止运行;如果采用传统4G无线网络传输的方案,则前端视频实时传输到后端需要消耗巨大的流量。


前端设计

1)在各作业区中转站、联合站、注入站及配置站等站室内主要工作岗位安装集成像、存储、传输为一体的4G定时抓拍报警网络摄像机,将生产状况进行定时抓拍上传并存档。

2)在抽油机、计量间、中转站及联合站等室外环境安装室外一体化感应抓拍4G摄像机,当感应区域有人或车辆进入时,自动触发摄像机抓拍现场照片,照片通过移动/电信/联通三大运营商的4G网络发送到后端,第一时间向指挥中心发出告警提示、并向相关负责人发出手机APP发送抓拍的照片,同时启动声光报警器播报语音告警。

3)在油田污水处理厂部署定时抓拍4G远程监控摄像机,并外接传感器到处理后的污水中,对含油量、有机物(COD)、悬浮物、硫化物、温度进行实时监测;当传感器传送给摄像机的数值超越摄像机设定的阀值时,摄像机会自动抓拍现场照片上传服务器存档,第一时间向指挥中心发出告警提示;并向相关负责人发出手机APP发送抓拍的照片,同时启动声光报警器播报语音告警。

4)在采油井的关键部位安装4G网络摄像机,将油压表、流量表、温湿度传感器接入物联网摄像机后,将数据解析后叠加到监控画面中。并在摄像机程序中设定各个传感器的阀值,一旦超越阀值便触发摄像机抓拍现场照片上传服务器存档,第一时间向指挥中心发出告警提示;并向相关负责人发出手机APP发送抓拍的照片,同时启动声光报警器播报语音告警。

5)在输油管道与道路交叉路口安装4G抓拍报警摄像机,并外接户外型人体热红外&雷达双鉴别传感器,当感应区域有行人货车辆经过时,触发摄像机自动抓拍现场照片发送到后端,第一时间向指挥中心发出告警提示;并向相关负责人发出手机APP发送抓拍的照片,同时启动声光报警器播报语音告警。

6)定时抓拍:为确认设备的可靠性,可设置抓拍的起始时间及抓拍间隔。仅消耗极少的流量就可及时了解现场的概略情况。


清晰成像

摄像机采用海思系列TI芯片方案,具有低功耗、高性能,长期稳定运行无故障;开放的底层可提供丰富的定制化功能特点;成像部分可根据需求选配100万、130万、200万、500万等不同像素的感光器件。镜头四周配有6灯大功率点阵红外补光灯,结合3D数字降噪技术,在夜间也能达到理想的成像效果。


感应抓拍/录像

摄像机本身自带感应器,可根据不同的场景选择雷达/激光测距/红外感应/三鉴别等合适的感应器;当感应区域有人或车辆进入时,自动触发摄像机抓拍现场照片,照片通过移动/电信/联通三大运营商的4G网络发送到后端,第一时间向指挥中心发出告警提示、并向相关负责人发出手机APP发送抓拍的照片。在联动声光报警的同时,摄像机自动开启预录像,提前一分钟将现场画面保存在摄像机内的内存卡或硬盘中,以便后期调取回放视频录像。


传感器接入

摄像机硬件上可预留多种传感器接口;将激光测距、气象、PM2.5、水位量、压力、电压等传感器接入后,解析传感器数据即可将对应数据叠加在视频上显示,数据同步发送到后端。传感器数据可设置为联动抓拍或其他执行动作。


平台管理端

抓拍照片预览窗口显示:预览窗口有报警图片则显示报警图片,预览图保持最近更新图;

抓拍照片存储:可将抓拍的抓拍按照日期及摄像机ID号进行存档;  

预览现场实时视频画面:当发现抓拍的照片有疑问时,可及时点击视频播放按钮查看现场实时视频监控画面;                                         

抓拍照片检索回看:可根据摄像机ID号,依据具体时间段检索;

调取视频录像文件:预览抓拍的照片后,对发现可可疑照片的摄像机进行视频文件调取回放;

前端摄像机管理:可对摄像机进行分组,编码、命名等操作;方便管理;

手动校时:可对时间不同步的摄像机,远程校时,保证多台设备的时间同步性。 


APP端管理

APP管理端可根据综合管理中心对其分配的权限实现以下操作:

现场抓拍照片预览及实时提醒;

历史照片回放预览;

前端存储容量及历史视频检索调用回放;

个人信息、好友信息及权限分配等操作;