文/程科 張若杰

1. 建設背景

伴隨著計算機、通信技術和視頻技術的發展，石油、天然氣行業的生產監控系統也得到了很大的進步。眾多大型企業期盼實現安全高效的生產管理，實行遠程數字化管理，希望可以有效控制生產過程中的關鍵技術環節，實現大規模生產所需要的統一協調。早期的安防技術已經廣泛應用于煉化廠的生產管理與安全防范，克服了地理環境偏僻閉塞、交通不便、工作范圍分布地域廣大、現場人力不足等不利因素，如今在提高產品性能、方便使用、降低系統成本和維護費用、加強工作環境安全性等方面，又有了更新的技術手段。

大型煉化廠需要建立一套網絡化的系統來進行工作管理，目前煉化廠的監控系統與這一領域的網絡化管理系統可以用‘你中有我、我中有你’來形容。我們既可以說監控系統是網絡化的可視管理系統，也可以說監控系統是網絡化管理系統的一部分。狹義的監控系統是傳統的視頻監控，限于安防角度；廣義的監控系統是結合網絡化技術建立起來的以實現信息共享、遠程監控和安全防范的管理系統，實現煉化廠管理的數據信息化和網絡化。

大型煉化廠通常分布在遠離城市、地廣人稀的沼澤、沙漠、盆地和淺海等區域，由于其工作環境和工作性質的特點，這一領域的控制管理和安全防護工作存在以下問題：

其一，煉化廠通常處于地廣人稀的遠郊。現場值守和維護人員少，一直以來采用工作人員巡邏檢查的傳統方式，每個小組通常只有一、兩個人，至多三人。而且由于各個要巡查的地點相距較遠，加之煉化廠的環境特殊不允許車輛隨便進入，需要工作人員劃片區徒步行走，因此每個站點之間行走需十分、二十分鐘，人工工作量很大。

其二，煉化廠的工作環境具有高危險性。煉油及化工廠有大量揮發性、易燃性及有毒氣體、粉塵及原材料，如聚乙烯、聚丙烯及原油原材料等，一旦泄露會對人體、周圍環境產生重大影響。另外煉化廠所涉及的石油、天然氣等原材料資源，無論是哪一種類型，被點燃后產生的爆炸和燃燒所造成的后果都是不可估量的。

所以在生產工程中要注意三個方面的安全：一是煉化廠工作設備本身的生產運營狀況，如儲存罐、閥門是否泄漏，天然氣、煤油、石化傳輸等管線是否爆裂或遭到有意無意破壞；二是監管煉化廠原材料及成品裝卸工程中的合規操作，如監管進出的車輛、記錄進出車輛的車牌號碼，監督工作人員是否違規如抽煙、使用打火機等；三是周界防范報警系統，以防止非相關人員的侵入進行偷盜和破壞活動。

雖然巡視員或維修工的定期巡查是不可或缺的，但隨著信息化的飛速發展和生產數據的日積月累，傳統的管理方式和數據手工記錄模式已不能滿足現代企業的發展要求，對煉化廠的實時監控、對生產信息的實時采集、數據統計和共享查詢已成為現代企業保證工作質量、提高工作效率、降低生產成本的必然管理方式。早期煉化廠引入的安全防護體系還比較簡單，雖然一定程度上減輕了工作人員的任務量，但是仍存在系統復雜、維護成本較高等弊端。結合現代化管理進程的加速，大型煉化廠的安防體系建設需求與安防行業整體科學技術的進步并行發展，迫切需要實現現場數據和設備信息的實時采集和數據分析、指令的遠程下達以及對設備的控制等功能，使分布廣泛的現場生產數據實現網絡化，提高應急反應處理能力和全面保護生產、員工及周邊的安全，為整個煉化廠的安全生產和指揮調度提供準確及時的第一手資料。

 

2. 建設需求

在上級煉化廠轄區內的多家煉化廠建設視頻監控系統，并把相關煉化廠視頻圖像、語音、儀表及動力環境數據、報警信息一起通過廣域網專線傳輸到上級煉化廠監控中心。

煉化廠視頻數據需要上傳至上級煉化廠監控中心,監控中心也可查詢煉化廠保存的錄像、對攝像機進行相關控制，并實現各級雙向語音對講功能。

能實現對各煉化廠及本地監控中心、重點區域圖像接入和整合的功能，上級煉化廠監控中心部署的視頻綜合管理平臺，對所有接入的視頻數據統一管理。

實現多級用戶管理，滿足監控中心的使用需要。

實現視頻共享，和集團總公司共享視頻信息。

預留接口，實現和各級應急辦、各級安全生產管理局的信息共享。

具有可擴展性，保障后期多家煉化廠視頻監控的接入。

3. 煉化工廠監控聯網解決方案

3.1 系統拓撲結構

 

 

系統主要分成煉化廠視頻監控系統層、煉化廠上級監控中心層、集團公司曾三個層次。

煉化廠視頻監控層都會設置一個本地化監控中心，實現本煉化廠的監控系統接入、存儲、展示及集中控制。

煉化廠上級監控中心層如石化管理局，主要完成所轄區內所有煉化廠監控中心視頻監控系統的接入、存儲、展示及集中控制。

 

3.2 系統總體結構

 

 

 

 

煉化廠監控前端系統包括周界報警、視頻監控、語音對講、儀表及動力環境數據監測等功能。各功能既能獨立工作，又能有機結合，形成綜合防護系統。

現場監控系統負責完成前端的音視頻信息、告警信息的采集、緩存、編碼、存儲及發送等功能，并可接受來自網絡的控制指令，通常包含如下設備：嵌入式DVR、NVR、攝像機、報警輸入輸出設備、語音對講設備等。

煉化廠上級監控中心與煉化廠端，利用VPN專網或光纖專網做為傳輸通道組成樹型傳輸網絡，利用數字多業務平臺，提供全網的多業務傳輸和共享。

3.3 系統功能

1） 多級聯網

在煉化廠本地建立視頻監控安防系統，實現本地視頻音視頻信息收集、存儲及集中展示，上級煉化廠監控中心建立總的監控中心系統，以達到建設成覆蓋轄區內多個煉化廠的綜合視頻管理平臺的目標，可實現“縱向到煉化廠，橫向到管理局級平行單位”的視頻共享功能。

上級煉化廠視頻監控平臺部署后，可將煉化廠現場的實時第一手圖像、音視頻資料傳送到上級煉化廠監控中心，進行存儲并統一顯示，可有助于更有效的掌握現場實時動態、輔助管理、指揮、決策。

 

2） 綜合管理

視頻管理平臺實現重點現場監視、重點現場錄像、錄像檢索回放、報警輔助處置、視頻服務接口提供、視頻后臺管理和視頻數據庫管理等功能。部署視頻管理平臺后，各應用系統都可以通過視頻管理平臺的接口調用視頻。

系統可實時接入及現場移動指揮車輛實時視頻信息和單兵作戰系統設備的實時視頻接入功能；也可以在手機等移動客戶端實時監控。

系統可對系統內的設備、系統功能、系統數據等基本信息和配置參數進行資源管理。對視頻設備、服務器、系統軟件、應用軟件、用戶操作進行遠程監視與控制。

 

3） 視頻監控

重點對煉化廠罐區、泵區、出入口、裝卸區、輔助設備區等相關區域進行實時監控，主要任務實現對煉化廠進出車輛情況、裝卸情況、設備運行情況、煉化廠員工工作情況、煉化廠周邊環境進行實時監視，確保對車輛、人員、各區域場所情況進行全面有效的掌控。監控中心根據需要可以隨時查看轄區內任意一路或多路視頻，同時多路視頻的實時查看。實現視頻的錄制、回放、抓拍等功能。

對于視頻監控系統前端攝像頭的選擇，目前流行采用高速快球、槍式攝像機、半球攝像機或者三者相結合并輔助以智能行為分析技術。高速快球、槍式攝像機、半球攝像機各具優勢，監控點攝像頭根據監控點周圍實際情況和監控側重點分別選擇標清攝像機、高清攝像機。由于晚上煉化廠的燈光比較暗，攝像機都采用低照度/紅外攝像機。對于存在揮發性、易燃性氣體、粉塵及原材料的區域，需要采用整機防爆監控產品。對于監控實時性、清晰度要求高或者有傳統模擬標清監控升級需求的區域，可采用HDCVI的產品及監控方案。

 

4） 周界報警

在廠區周界以及重要生產區域周邊采用紅外對射、電子圍欄等技防手段輔助以視頻智能分析技術對人員非法入侵、設備偷盜行為進行智能防范、及時處置。

 

5） 儀表及動力環境數據監測

針對倉庫、儀表房等分布離散，需要同時對數據及圖像進行監控的場所，可以采用動環視頻監控系統進行遠程抄表及動環監控，實時收集氣體\液體流量等工況數據，溫濕度、水浸、可燃氣體泄漏等環境數據，門禁、入侵報警信號并輔助以實時視頻監控畫面，并可以在監控中心遠程查看。達到倉儲、儀表房無人值守的管理目的，提高安全管理效率與水平。

 

6） 報警處理

對于煉化廠前端系統如門禁、報警或者視頻智能行為分析產生的報警信息，監控中心端立即通過聲光報警、語音報警等方式提示，并自動記錄報警，聯動實時畫面并啟動應急指揮預案。

 

7） 語音廣播

每個煉化廠可以根據需求向監控中心發啟語音對講連接請求，管理中心收到請求確認后，便可建立語音對講連接，雙方便可實現實時語音對講，管理監控中心也可對任一煉化廠監控端發起對講請求，無需前端確認，雙方即進入語音對講狀態。另外，管理中心可以對多個煉化廠同時發啟語音對講連接（即廣播），從而可以實現對各個煉化廠的廣播功能，與視頻可視化監控系統協作輔助于快速決策、應急指揮。

 

8） 遠程控制

監控中心可遠程控制煉化廠端視頻處理單元實現手動錄像、定時錄像、報警觸發錄像、畫面異動檢測。當處于緊急情況時，可以通過對語音、門禁、視頻等系統設備進行遠程控制，從而豐富應急管理手段、提高應急管理效率。

 

 

4. 結束語

煉化工廠監控聯網解決方案通過整合前端系統，實現大規模監控聯網，可以成為一個集日常生產管理、安全防范、事故防范以及事故發生時應急救援指揮為一體的綜合動態安全視頻監控系統。能提升危險源監測預警和事故隱患排查、治理能力，把事故隱患消滅在萌芽狀態，從而達到杜絕及防范事故的發生；同時為事故救援提供及時、準確的救援信息，大大提升事故救援能力，最大限度的減少事故損失。