數(shù)字化油田方案

1、 數(shù)字化油田解決方案二。一五年第一部分?jǐn)?shù)字化油田解決方案抽油機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)第一章系統(tǒng)概述需求分析油田生產(chǎn)的主要目標(biāo)是提高原油產(chǎn)量。提高抽油機(jī)的工作效率，保障抽油機(jī)安全運(yùn)行是提高產(chǎn)量的主要措施。多數(shù)油田生產(chǎn)企業(yè)采用人工巡檢的方式來(lái)對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行維護(hù)。這種方式雖然有一定效果，但是，由于人員有限和技術(shù)手段的落后，使得企業(yè)無(wú)法及時(shí)掌握每一臺(tái)抽油機(jī)的運(yùn)行狀況，從而不能及時(shí)對(duì)抽油機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行排除。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，以及油田自動(dòng)化發(fā)展的需要，遼河油田公司采用抽油機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過(guò)抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)采集終端實(shí)時(shí)傳送的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及示功圖的顯示。但該監(jiān)控系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油

2、機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控，及示功圖的顯示，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行狀況的綜合分析，為了更好的對(duì)抽油機(jī)的整體運(yùn)行做出判斷，并對(duì)所監(jiān)測(cè)到的抽油機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合分析，本方案設(shè)計(jì)了一套故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行分析。專(zhuān)家系統(tǒng)背景知識(shí)按專(zhuān)家系統(tǒng)的特性及處理問(wèn)題的類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，專(zhuān)家系統(tǒng)分為10類(lèi)：解釋型、診斷型、預(yù)測(cè)型、設(shè)計(jì)型、規(guī)劃型、控制型、監(jiān)測(cè)型、維修型、教育型和調(diào)試型。本系統(tǒng)采用的是故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)。這類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)是根據(jù)輸入的信息推出相應(yīng)的對(duì)象存在的故障、找出產(chǎn)生故障的原因并給出排除故障的方案。由于現(xiàn)象與故障之間不一定存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在建造這類(lèi)系統(tǒng)時(shí)，需要掌握有關(guān)對(duì)象較全面的知識(shí)，并能處理多種故障同時(shí)并

3、存及間歇性故障等情況。專(zhuān)家系統(tǒng)特點(diǎn)專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)具備如下特征：（1）啟發(fā)性，不僅能使用邏輯知識(shí)，也能能使用啟發(fā)性知識(shí)，它運(yùn)用規(guī)范的專(zhuān)門(mén)知識(shí)和直覺(jué)的評(píng)判知識(shí)進(jìn)行判斷、推理和聯(lián)想，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解。（2）透明性，它使用戶(hù)在對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不了解的情況下，可以進(jìn)行相互交往，并了解知識(shí)的內(nèi)容和推理思路，系統(tǒng)還能回答用戶(hù)的一些有關(guān)系統(tǒng)自身行為的問(wèn)題。（3）靈活性，專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)與推理機(jī)構(gòu)的分離，使系統(tǒng)不斷接納新的知識(shí)，從而確保系統(tǒng)內(nèi)知識(shí)不斷增長(zhǎng)以滿(mǎn)足商業(yè)和研究的需要。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)針對(duì)遼河油田公司抽油機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控，及示功圖的顯示，而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行狀況的綜合分析的不

4、足，設(shè)計(jì)一套抽油機(jī)故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)故障的診斷，并能快速有效的給出應(yīng)急方案，為排除抽油機(jī)故障提供了很好的幫助。專(zhuān)家系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和功能說(shuō)明按照專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，本方案將抽油機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)分為下六個(gè)部分:人機(jī)接口，全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)，故障診斷模塊、知識(shí)庫(kù)管理模塊?？傮w結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)人機(jī)接口-N-V1用戶(hù)r全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)矩陣庫(kù)管理模塊征兆實(shí)事庫(kù)規(guī)則庫(kù)故障庫(kù)知識(shí)庫(kù)圖2-1專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖人機(jī)接口是工作人員操作抽油機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，完成各種對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)的操作。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)是用來(lái)記錄系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程，存放各個(gè)功能模塊的

5、中間運(yùn)行結(jié)果、數(shù)據(jù)或狀態(tài)，同時(shí)使各種不同類(lèi)型的知識(shí)能夠協(xié)同工作，并為解釋模塊的解釋工作提供依據(jù)。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)由任務(wù)安排表、規(guī)劃表和結(jié)果表組成。任務(wù)安排表主要記錄等待執(zhí)行的任務(wù)；規(guī)劃表由一些記錄當(dāng)前狀態(tài)和當(dāng)前要處理數(shù)據(jù)的全程變量獨(dú)虜躲示W(wǎng)記錄中解耕懿鍛舲程最itt機(jī)防麴町靴來(lái)存般喉默觸翻艇行魏提塘診船主殿歌源，援是楙雕三相槌電流、裁徐雄、o嬲瘁夠跌耨所飆蟀和螂鼠跳事轆肝顏系轆理過(guò)程懦翻灘魁程中越的跳事貪僦事疑蟒i緬的林轆。其頻過(guò)程-虢通姍蒯機(jī)麴轆鐘的魏進(jìn)行分機(jī)翻1雕螂比虬掂鼬嚏度醵大副嘀軀螭醉期I,示施面如等。醐翻|卜據(jù)毓戈期新懿信瞅修實(shí)。娜牌用于存翩赫就其帔嬲瑜溯腦種睇雕珊珊黑罅就1蠅腦限峰庫(kù)主

6、購(gòu)解診HH郵摘名制以及椒臧麒睡那鞭方黑睇診喊蛀蛻魏楙雌螂瞬工他由醐獲取、mi翻廨憎分觸.助魏分為酬於:赴魏和拜蛾取。M取是系轆腦屏自翻楙機(jī)斷舞進(jìn)砂麻抽籟#事實(shí);手赫蛀姓獺燧采瞅機(jī)魂防尋疆蒯行赫，秋赤蝶棚如機(jī)運(yùn)行磁的楙a磷事實(shí):繃艇麟虹作翩膽翻的跳好挪推理飆進(jìn)碗毓魄醐雌鼠瞬耀麟由自趟牌手動(dòng)診蹦成，弱繃尾神期麴M8敕眠秋診斷任猊同診靴我過(guò)手翻B0幀略一些噫豁驪磷岫動(dòng)繃實(shí)事鼬診鵬弟瞬解髀賴(lài)慧齡瞬料睫札對(duì)颼嬸郵螂蝴的旗向W盧盥器打盤(pán)宮核版至錦曲可理翩株和添財(cái)性 GPS車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)方案第一章系統(tǒng)概述1.1需求分析中國(guó)石油遼河油田公司下設(shè)采油、科研、集輸、銷(xiāo)售等20個(gè)廠、院和公司，地跨遼寧、內(nèi)蒙兩省區(qū)

7、13個(gè)市（地）、34個(gè)縣（旗）。由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域廣、區(qū)域內(nèi)交通道路復(fù)雜、車(chē)輛零星分散難以集中管理，使得公司的車(chē)輛幾乎處于無(wú)管理狀態(tài)。GPS車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)是針對(duì)中國(guó)石油遼河油田公司的實(shí)際需求和石油行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)所設(shè)計(jì)。GPS車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)充分利用各類(lèi)無(wú)線通訊平臺(tái)作為通訊手段，采用C/S和B/S的綜合應(yīng)用體系架構(gòu)，應(yīng)用了TCP/IP、HTTP、WEB、ASP、網(wǎng)絡(luò)路由等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）技術(shù)和GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，能夠很好的滿(mǎn)足中國(guó)石油遼河油田公司對(duì)車(chē)輛管理的實(shí)際需要。本系統(tǒng)將GPS和GPRS/CDMA等無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合，使得流動(dòng)在不同地方的運(yùn)輸車(chē)輛變得透明而且可以

8、控制。利用GPS和GIS技術(shù)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的全程信息化管理和信息處理，實(shí)時(shí)掌握車(chē)輛和駕乘人員動(dòng)態(tài)，滿(mǎn)足掌握車(chē)輛基本信息。本系統(tǒng)建立1個(gè)總控中心以及多個(gè)分控管理點(diǎn)?？偪刂行脑O(shè)立在公司總部，多個(gè)分控管理點(diǎn)分別根據(jù)不同需要安裝在不同管理單位。分控中心完成車(chē)載終端的數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)派發(fā)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理及歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等工作，監(jiān)控點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際需求經(jīng)過(guò)授權(quán)可以監(jiān)控所屬車(chē)輛。被管理車(chē)載終端具有GPRS/CDMA通信處理功能。車(chē)輛的狀態(tài)、設(shè)備情況和報(bào)警的信息均通過(guò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)給總控中心，完成系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的監(jiān)控管理工作，實(shí)現(xiàn)中心總控。1.2設(shè)計(jì)原則（1）先進(jìn)性原則本系統(tǒng)是一個(gè)綜合性通訊管理系統(tǒng)工程

9、，集GPS技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、地理信息技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)成一體。系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化系統(tǒng)集成技術(shù)，使系統(tǒng)具有開(kāi)放性、兼容性和擴(kuò)充性。系統(tǒng)的建設(shè)必須采用成熟的高科技技術(shù)，既反應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)水平又具有發(fā)展?jié)摿ΑＳ绕涫墙ㄔO(shè)必須采用目前最先進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái)及設(shè)備，首先能夠滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需要；并能夠支持和滿(mǎn)足各種相關(guān)業(yè)務(wù)的其它應(yīng)用需求。（2）可靠性原則由于車(chē)輛GPS系統(tǒng)使用環(huán)境的特殊性，必須保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。本系統(tǒng)的可靠性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是中心系統(tǒng)的可靠性，包括硬件系統(tǒng)的可靠性，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中心服務(wù)系統(tǒng)等軟件平臺(tái)的可靠性；二是移動(dòng)信息終端的可靠性，主要是車(chē)載單元

10、通信系統(tǒng)要能夠穩(wěn)定可靠的工作。（3）可擴(kuò)展性原則系統(tǒng)必須具有良好的擴(kuò)展性，當(dāng)用戶(hù)數(shù)量增加時(shí)，能夠增加用戶(hù)服務(wù)終端的數(shù)量和應(yīng)用種類(lèi)，能夠成倍增加接入調(diào)度服務(wù)分支機(jī)構(gòu)；監(jiān)控范圍擴(kuò)大時(shí)，能夠擴(kuò)充支持不同的無(wú)線通信協(xié)議；移動(dòng)信息終端種類(lèi)增加時(shí)，能夠方便地接入中心系統(tǒng)，保護(hù)用戶(hù)投資。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括系統(tǒng)的通信接口，用戶(hù)接口，服務(wù)功能及中心系統(tǒng)的操作管理上都應(yīng)采用模塊化的設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。（4）多樣性原則GPS系統(tǒng)服務(wù)中心與無(wú)線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)通信應(yīng)支持多種通信方式。采用平臺(tái)化設(shè)計(jì)，可以同時(shí)接入多種不同的通信系統(tǒng)。（5）實(shí)用性原則整個(gè)系統(tǒng)的操作方便、簡(jiǎn)潔、高效，多操作平

11、臺(tái)整體設(shè)計(jì)、統(tǒng)一操作，既充分體現(xiàn)快速反應(yīng)的特點(diǎn)，又便于工作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)處理和綜合管理，便于領(lǐng)導(dǎo)層、管理層及時(shí)了解各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)信息和決策信息。（6）安全性原則對(duì)于系統(tǒng)的管理實(shí)行嚴(yán)格的權(quán)限管理，只有持有一定權(quán)限的密鑰才能訪問(wèn)、監(jiān)控、實(shí)施相應(yīng)的管理、控制操作，確保系統(tǒng)安全可靠。物理網(wǎng)絡(luò)安全措施包括防火墻、VPN、物理網(wǎng)絡(luò)隔離。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)GPRS/CDMA是目前解決無(wú)線通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。為行業(yè)和企業(yè)用戶(hù)開(kāi)展無(wú)線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，為推動(dòng)移動(dòng)辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)具有租用

12、費(fèi)用低、移動(dòng)辦公，不受地域制約等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信為企業(yè)和行業(yè)用戶(hù)開(kāi)展了無(wú)線辦公提供了一種新的選擇。本系統(tǒng)采用GPRS/CDMA通訊業(yè)務(wù)、GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)、語(yǔ)音采集技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，建立一個(gè)以遼河油田公司總部為總控中心、以公司下屬二級(jí)單位為分控中心、可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入總控中心的用戶(hù)終端的車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)；系統(tǒng)由控制中心系統(tǒng)、無(wú)線通信平臺(tái)（GPRS/CDMA）、車(chē)載終端三部分組成一個(gè)全天候、全范圍的駕駛員管理和車(chē)輛跟蹤的綜合平臺(tái)；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)容量5000輛，可擴(kuò)展至10000輛，入網(wǎng)車(chē)輛不僅可以是本公司車(chē)輛，也可以是其他外聘單位的車(chē)輛。系統(tǒng)采用分組管理，分控中心

13、只能監(jiān)控管轄范圍內(nèi)的車(chē)輛，不能越權(quán)監(jiān)控其他單位車(chē)輛；系統(tǒng)可對(duì)車(chē)輛實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤、監(jiān)控、行車(chē)記錄、管理等功能，對(duì)于監(jiān)控車(chē)輛，可以在電子地圖上顯示出來(lái)，并保存車(chē)輛運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)；保證系統(tǒng)安全的前提下采用國(guó)際通用的系統(tǒng)規(guī)范和傳輸協(xié)議，能比較容易的實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)共享以及系統(tǒng)擴(kuò)容。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總控中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D系統(tǒng)采用分級(jí)管理模式，軟件結(jié)構(gòu)構(gòu)架采取C/S與B/S相結(jié)合結(jié)構(gòu)，在邏輯上，系統(tǒng)由三部分組成，即GPS定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和通訊鏈路(GPRS/CDMA)組成；從物理組成上講，系統(tǒng)也由四部分組成，即總控中心、分控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)和車(chē)載終端?？偪刂行目偪刂行氖窍到y(tǒng)的核心，

14、由通信服務(wù)器、WEB服務(wù)器、管理監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及顯示設(shè)備等組成。對(duì)入網(wǎng)車(chē)輛運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)將車(chē)輛發(fā)出的遇險(xiǎn)或故障求助信息通知相關(guān)單位和人員；能為分控中心提供天氣、道路等各類(lèi)資訊，提供車(chē)輛的各類(lèi)數(shù)據(jù)和車(chē)輛的動(dòng)態(tài)信息；能通知、督促、協(xié)調(diào)各分控中心進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度等，能提供Web信息查詢(xún)。分控中心分控中心是指與總控中心相聯(lián)的管理部門(mén)，提供對(duì)轄區(qū)或內(nèi)部車(chē)輛的監(jiān)控和信息交互、調(diào)度指揮管理等功能。無(wú)線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)公眾通信網(wǎng)：用中國(guó)移動(dòng)GPRS或中國(guó)聯(lián)通CDMA的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，組建VPN專(zhuān)網(wǎng)，搭建系統(tǒng)總控中心和車(chē)載終端的交互通道，并提供輔助傳輸手段（如短信）。d）車(chē)載終端車(chē)載終端作

15、為系統(tǒng)應(yīng)用的平臺(tái)，具備GPS衛(wèi)星定位、導(dǎo)航、油耗控制等功能，通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)向總控中心發(fā)送車(chē)輛位置和狀態(tài)信息，接收和執(zhí)行中心控制指令和資訊信息。3.1.3車(chē)載終端車(chē)載終端安裝在每輛車(chē)上，由車(chē)輛的蓄電池供電。（1）車(chē)載設(shè)備組成車(chē)載設(shè)備由GPS接收機(jī)/GPS天線、GPRS通訊模塊/GPRS天線、車(chē)載控制顯示單元（控制單元、LCD顯示器、鍵盤(pán)）、各類(lèi)傳感器、通話設(shè)備和輸入/輸出接口組成。車(chē)載設(shè)備組成框圖示意如下：（2）車(chē)載設(shè)備功能車(chē)載設(shè)備通過(guò)GPS接收機(jī)對(duì)接收到的GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行處理，得到車(chē)輛當(dāng)前的位置、速度等信息，并交給車(chē)載控制單元處理；通過(guò)GSM通訊設(shè)備可和中心之間進(jìn)行雙向無(wú)線數(shù)據(jù)通訊并有話音

16、移動(dòng)電話功能；車(chē)載設(shè)備通過(guò)輸入/輸出接口可以連接很多外接設(shè)備，擴(kuò)展許多功能，增強(qiáng)系統(tǒng)的功能；通話設(shè)備（可配免提）提供駕駛員通話用；車(chē)載控制顯示單元是整個(gè)車(chē)載設(shè)備的智能控制中心，可以接收中心向車(chē)載發(fā)送調(diào)度文字信息，并在液晶顯示器顯示出來(lái)，駕駛員可以通過(guò)鍵 盤(pán)將車(chē)載預(yù)定義的短信息發(fā)送回中心，它控制并接口車(chē)載設(shè)備中的GPS接收機(jī)、GSM通訊機(jī)、輸入/輸出模塊、LCD液晶顯示器、通話設(shè)備及其它模塊，使之協(xié)調(diào)統(tǒng)一，協(xié)同完成系統(tǒng)預(yù)定功能。車(chē)載終端功能：a.具有GPS定位。民雙向數(shù)據(jù)通訊。c.接收并顯示中英文信息。d.數(shù)據(jù)輸入。e.菜單操作。f.聲音提示（超速、收到新信息）j.發(fā)送車(chē)載預(yù)定義短信息。h.車(chē)載

17、電話全國(guó)漫游通話。i.車(chē)載故障自檢、故障報(bào)警提示、故障弱化功能。g.具有數(shù)字鍵、確認(rèn)鍵、向前鍵、向后鍵、顯示切換鍵、返回鍵、摘機(jī)鍵、掛機(jī)鍵等鍵盤(pán)。k.可外接傳感器、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。3.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)從邏輯上分為通信層、服務(wù)層和應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)，模型結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)應(yīng)用層、用戶(hù)服務(wù)層三層結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息發(fā)布和內(nèi)容管理、開(kāi)放式集成等技術(shù)，系統(tǒng)采用組件式結(jié)構(gòu)，靈活方便，并有良好的通用性和可擴(kuò)充性。SQLServerJ數(shù)據(jù)裊其它GPS移動(dòng)通信代理服務(wù)備份頡據(jù)庫(kù)p協(xié)議解釋黑u短信GPRS/CDMA數(shù)據(jù)借音移動(dòng)終端設(shè)備一協(xié)議解釋器加III車(chē)輛行駛|命令，I

18、I調(diào)度信息33車(chē)輛信息3管理發(fā)布系統(tǒng)I管理系統(tǒng)P數(shù)字地圖4IIIII索統(tǒng)數(shù)據(jù)總線車(chē)輛監(jiān)控調(diào)度InternetHTTP數(shù)據(jù)庫(kù)InternetGPS藪據(jù)處理服祭數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)系統(tǒng)互連系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖（1）通信層通信層提供車(chē)載設(shè)備與GPS中心之間的數(shù)據(jù)通信服務(wù)，車(chē)載終端與中心之間通信采用中國(guó)移動(dòng)GPRS服務(wù)，并遵循系統(tǒng)與移動(dòng)終端無(wú)線通信接口標(biāo)準(zhǔn)。（2）服務(wù)層服務(wù)層提供中心系統(tǒng)移動(dòng)通信代理服務(wù)、數(shù)據(jù)處理服務(wù)、信息發(fā)布服務(wù)、GIS信息管理服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。1）移動(dòng)通信代理服務(wù)移動(dòng)通信代理服務(wù)內(nèi)含移動(dòng)通信接口服務(wù)，是中心與移動(dòng)終端設(shè)備之間的通信接口，負(fù)責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)匯集。其中每種移動(dòng)終端設(shè)備對(duì)應(yīng)一種協(xié)議解釋器

19、，通信接口服務(wù)可以支持多種不同類(lèi)型、不同廠家的終端協(xié)議解釋。2）數(shù)據(jù)處理服務(wù)數(shù)據(jù)處理服務(wù)負(fù)責(zé)與上層應(yīng)用的通信接口，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分發(fā)與處理，操作命令的認(rèn)證、下發(fā)、確認(rèn)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析，數(shù)據(jù)處理服務(wù)是本系統(tǒng)的核心部件。3）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)提供管理中心所有車(chē)輛信息、用戶(hù)信息、終端設(shè)備信息、出租調(diào)度營(yíng)運(yùn)信息等。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer。（3）應(yīng)用層系統(tǒng)功能如下圖所示。單位分組系統(tǒng)車(chē)輛實(shí)時(shí)信息車(chē)輛基本查詢(xún)車(chē)輛信息車(chē)輛查詢(xún)車(chē)輛區(qū)域查詢(xún)車(chē)輛詳細(xì)信息車(chē)輛高級(jí)查詢(xún)歷史軌跡查詢(xún)?cè)浇绻芾泶筘涇?chē)速度車(chē)輛行駛管理速度限制小貨車(chē)速度應(yīng)用層功能模塊下達(dá)命令調(diào)度下達(dá)數(shù)字地圖車(chē)輛報(bào)警信息其他車(chē)型速度車(chē)輛呼叫超

20、速上限設(shè)置危險(xiǎn)點(diǎn)管理發(fā)送短信接收短信查詢(xún)短信快速回復(fù)管理系統(tǒng)功能框圖油田網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案第一章系統(tǒng)概述需求分析遼河油田油區(qū)面積較大，油井分布較散，油區(qū)治安環(huán)境非常復(fù)雜。特別是近幾年來(lái)，不法分子盜油、破壞油田生產(chǎn)設(shè)施事件時(shí)有發(fā)生，給國(guó)家和企業(yè)帶來(lái)了巨大的損失。因此，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防各種盜油事件的發(fā)生，引入先進(jìn)成熟的視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)，在油區(qū)建設(shè)一套技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)的油區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有著十分重要的意義和作用。設(shè)計(jì)原則針對(duì)油田監(jiān)控系統(tǒng)需求的特點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，本著架構(gòu)合理、安全可靠、產(chǎn)品主流、技術(shù)先進(jìn)、低成本、低維護(hù)量的設(shè)計(jì)思路，依此為用戶(hù)提供先進(jìn)、安全、可

21、靠、高效的解決方案。（1）技術(shù)的先進(jìn)性：整個(gè)系統(tǒng)選型、軟硬件設(shè)備的配置均要符合高新技術(shù)的潮流，關(guān)鍵的如視頻數(shù)字化、遠(yuǎn)距離監(jiān)控均采用國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)中被廣泛采用的技術(shù)與產(chǎn)品。在滿(mǎn)足功能的前提下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性，并且在今后一段時(shí)間內(nèi)保持一定的先進(jìn)性。（2）架構(gòu)合理：采用先進(jìn)成熟的技術(shù)來(lái)架構(gòu)各個(gè)子系統(tǒng)組成穩(wěn)定可靠大系統(tǒng)，使其能安全平穩(wěn)地運(yùn)行，有效地消除各子系統(tǒng)可能產(chǎn)生的瓶頸，選用合適的設(shè)備來(lái)保證各子系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性。（3）產(chǎn)品主流：在設(shè)備選型時(shí)，主要依據(jù)目前主流市場(chǎng)的實(shí)際情況結(jié)合目前市場(chǎng)上占有率高的各類(lèi)產(chǎn)品中選擇具有最優(yōu)性能價(jià)格比和擴(kuò)充能力的產(chǎn)品。（4）低成本、低維護(hù)量：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和采用的產(chǎn)

22、品應(yīng)該是簡(jiǎn)單、實(shí)用、易操作、易維護(hù)。系統(tǒng)的易操作和易維護(hù)是保證非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員使用好本系統(tǒng)的條件。（5）集中管理：前端現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，各分系統(tǒng)集中于中控室統(tǒng)一控制，實(shí)施對(duì)所有遠(yuǎn)端設(shè)備的控制、設(shè)置，以保證系統(tǒng)的高效、有序、可靠的發(fā)揮其管理職能。（6）開(kāi)放性與標(biāo)準(zhǔn)化原則：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用開(kāi)放式的設(shè)計(jì)思想，保證系統(tǒng)與其它應(yīng)用系統(tǒng)之間具有完善的接口。并且采用已經(jīng)被廣泛使用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以充分和其它應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)逢集成和連接。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)目標(biāo)油田監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是：通過(guò)先進(jìn)的產(chǎn)品和成熟的技術(shù)，滿(mǎn)足系統(tǒng)建設(shè)的總體要求，為油田提供一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、高性能、高可靠性的視頻圖像監(jiān)控綜合管理服務(wù)和

23、安全防范技術(shù)支撐平臺(tái)，全面、及時(shí)、系統(tǒng)的掌握生產(chǎn)一線的重要數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)圖像，為生產(chǎn)決策提供最有力的一手資料。具體包括：（1）通過(guò)建立廠區(qū)周界圍墻區(qū)域、門(mén)崗位置區(qū)域、停車(chē)場(chǎng)區(qū)域以及其他重要區(qū)域的視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解油田重要區(qū)域的治安情況，加強(qiáng)重點(diǎn)部位的安全監(jiān)管力度，為保衛(wèi)工作提供有力保障和科學(xué)依據(jù)，系統(tǒng)要求24小時(shí)全天候不間斷運(yùn)行；（2）通過(guò)建立油田區(qū)域視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，全天候的實(shí)時(shí)傳送車(chē)間的重要生產(chǎn)畫(huà)面，及時(shí)的應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，實(shí)施了解各生產(chǎn)裝置車(chē)間安全生產(chǎn)情況，為油田安全生產(chǎn)提供有力保障；提高生產(chǎn)安全性,為輔助生產(chǎn)提供資料；（3）通過(guò)建設(shè)一套可靠的專(zhuān)用視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化異地視頻

24、監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)多中心多級(jí)控制管理，實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)部門(mén)和總部資源共享，緊急情況下實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域視頻監(jiān)控等；（4）通過(guò)建設(shè)監(jiān)控控制室，值班人員隨時(shí)都可以觀看監(jiān)控畫(huà)面，并通過(guò)對(duì)攝像機(jī)上下左右的控制，達(dá)到監(jiān)控范圍的要求，把前端的監(jiān)控畫(huà)面實(shí)時(shí)地展現(xiàn)給車(chē)間工作人員、調(diào)度室調(diào)度人員、保衛(wèi)科監(jiān)控人員，并能實(shí)現(xiàn)特定用戶(hù)在油網(wǎng)能到達(dá)的辦公室內(nèi)對(duì)監(jiān)控視頻的查看；通過(guò)先進(jìn)的視頻存儲(chǔ)技術(shù)，管理人員可通過(guò)錄像查看15天的監(jiān)控畫(huà)面。2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容本方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：油田視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)包括廠區(qū)周界圍墻區(qū)域、門(mén)崗位置區(qū)域、停車(chē)場(chǎng)區(qū)域、罐區(qū)、裝卸臺(tái)、各生產(chǎn)裝置車(chē)間等重點(diǎn)要害部位安裝監(jiān)控?cái)z像機(jī)，組成數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能

25、化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全天候，全方位的監(jiān)控，形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)的動(dòng)態(tài)視頻指揮網(wǎng)絡(luò)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照整體結(jié)構(gòu)我們可以劃分成三個(gè)部分：圖2-1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)（1）視頻監(jiān)控前端設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)前端遍布于整個(gè)廠區(qū)，包括圍墻附近、門(mén)崗區(qū)域、裝卸臺(tái)區(qū)域和灌區(qū)等車(chē)間重要區(qū)域。前端設(shè)計(jì)采用高清晰的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，大范圍的監(jiān)控區(qū)域選擇配備輔助轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備和變焦設(shè)備，可讓攝像機(jī)上下左右旋轉(zhuǎn)和拉近拉遠(yuǎn)，讓監(jiān)控?zé)o死角；在漆黑的夜晚，通過(guò)增加輔助不可視光源的方式達(dá)到夜視效果。在防爆級(jí)別較高的灌區(qū)和油氣含量較高的裝置區(qū)，給攝像機(jī)增加了防爆護(hù)罩，增加了防爆系列的防爆云臺(tái)和防爆輔助光源。（2）網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)一套監(jiān)控專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一

26、個(gè)星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，車(chē)間的監(jiān)控圖像的傳輸互不干擾，任何一個(gè)車(chē)間的傳輸部分出現(xiàn)問(wèn)題或中斷的情況不影響其它車(chē)間和廠區(qū)的監(jiān)控圖像的傳輸。此網(wǎng)絡(luò)分為了2部分進(jìn)行傳輸：車(chē)間監(jiān)控點(diǎn)的圖像傳輸和廠區(qū)周?chē)O(jiān)控點(diǎn)的圖像傳輸，傳輸介質(zhì)采用了光纖進(jìn)行傳輸。（3）監(jiān)控中心（中控室）設(shè)計(jì)在油田設(shè)置專(zhuān)門(mén)的監(jiān)控中心，本方案設(shè)計(jì)2個(gè)監(jiān)控中心和若干分控中心：調(diào)度室監(jiān)控中心、保衛(wèi)科監(jiān)控中心和各車(chē)間分控中心。2個(gè)監(jiān)控中心都能單獨(dú)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)所有畫(huà)面信號(hào)的接受和觀看，車(chē)間的分控中心通過(guò)權(quán)限劃分只能觀看自己車(chē)間的監(jiān)控圖像，配備硬盤(pán)錄像機(jī)相關(guān)視頻控制設(shè)備和顯示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)集中管理和存儲(chǔ)，能實(shí)時(shí)查看監(jiān)控圖像和近15天的監(jiān)控錄像，為廠區(qū)的安

27、全管理提供依據(jù)。2.3系統(tǒng)原理圖前端設(shè)備監(jiān)控主機(jī)保衛(wèi)科監(jiān)控中心設(shè)備調(diào)度室監(jiān)控中心設(shè)備車(chē)間分控中心電視墻硬盤(pán)錄像機(jī)各視頻矩光端機(jī)組視頻分配器組光端機(jī)組視頻分配器組光端機(jī)硬盤(pán)錄像機(jī)監(jiān)控主機(jī)網(wǎng)絡(luò)分控主機(jī)液晶電視攝像機(jī)云臺(tái)攝像機(jī)云臺(tái)交換機(jī)交換機(jī)控制鍵盤(pán)圖2-2監(jiān)控系統(tǒng)原理圖第三章系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)視頻監(jiān)控前端設(shè)計(jì)監(jiān)控點(diǎn)前端設(shè)備負(fù)責(zé)信號(hào)的采集，主要包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、云臺(tái)、解碼器、水泥線桿、光端機(jī)等設(shè)備。這些設(shè)備將現(xiàn)場(chǎng)的圖像、數(shù)據(jù)等信號(hào)進(jìn)行拾取并轉(zhuǎn)換為中心控制設(shè)備能夠處理的信號(hào)格式外，還具有其它的增強(qiáng)功能，如擴(kuò)大監(jiān)視范圍的云臺(tái)、變焦鏡頭；保證主要前端設(shè)備能夠正常工作的防護(hù)設(shè)備，如防爆護(hù)罩、防爆紅外燈和防

28、爆云臺(tái)等。視頻圖像監(jiān)控前端由若干前端監(jiān)控點(diǎn)組成，將監(jiān)控點(diǎn)分為兩個(gè)監(jiān)控區(qū)域，分別為廠區(qū)范圍監(jiān)控區(qū)域以及生產(chǎn)裝置車(chē)間監(jiān)控區(qū)域。廠區(qū)周邊的監(jiān)控范圍比較大，夜間監(jiān)控距離分別可達(dá)50米、300米，并且所有設(shè)備都要求在夜晚無(wú)光的條件下看清監(jiān)控范圍內(nèi)的物體，因此采用激光夜視監(jiān)控設(shè)備和紅外夜視監(jiān)控輔助，各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要分別配備高精密度變速云臺(tái)和變焦鏡頭。本方案中50米的監(jiān)控點(diǎn)采用紅外夜視設(shè)備和低照度高清攝像機(jī)，300米設(shè)備采用激光夜視設(shè)備，可旋轉(zhuǎn)的所有監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)光圈自動(dòng)調(diào)節(jié)、聚焦、變倍的多項(xiàng)操作功能，圖像信號(hào)通過(guò)光端機(jī)處理后通過(guò)搭建起來(lái)的視頻專(zhuān)網(wǎng)傳至中控室，再經(jīng)過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接到視頻監(jiān)控服務(wù)

29、器上，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及錄像，視頻圖像資料實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)共享。網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控傳輸部分設(shè)計(jì)要求監(jiān)控系統(tǒng)傳輸部分負(fù)責(zé)把前端監(jiān)控點(diǎn)的圖像信息傳輸?shù)娇刂啤@示、記錄等設(shè)備上。油田的前端控制點(diǎn)分為兩個(gè)監(jiān)控區(qū)域，此外，監(jiān)控圖像還需要顯示在總控中心的顯示設(shè)備上。廠區(qū)范圍區(qū)域的監(jiān)控圖像需要顯示在總控中心的顯示設(shè)備上。每個(gè)生產(chǎn)裝置車(chē)間設(shè)置為車(chē)間級(jí)獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，在各個(gè)生產(chǎn)裝置車(chē)間配置監(jiān)控主機(jī)，本車(chē)間的監(jiān)控圖像顯示在生產(chǎn)裝置車(chē)間的控制室內(nèi)，同時(shí)，各個(gè)車(chē)間級(jí)監(jiān)控中心的監(jiān)控圖像傳輸至總控中心，經(jīng)過(guò)監(jiān)控主機(jī)顯示并通過(guò)液晶顯示器擴(kuò)大圖像。監(jiān)控系統(tǒng)傳輸部分設(shè)計(jì)原則（1）在保證前端設(shè)備與主控室之間視頻、控制信號(hào)傳遞暢通、

30、信號(hào)清晰的前提下，建立專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，能同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。（2）傳輸系統(tǒng)保證可接入企業(yè)網(wǎng)和internet,通過(guò)企業(yè)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)跨區(qū)域視頻監(jiān)控。（3）系統(tǒng)可與其它系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享。3.2.3監(jiān)控系統(tǒng)傳輸部分設(shè)計(jì)根據(jù)傳輸部分的設(shè)計(jì)要求以及用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，本方案采用模擬傳輸與數(shù)字訪問(wèn)相結(jié)合的方式，在調(diào)度監(jiān)控中心配置一臺(tái)多路數(shù)矩陣以及一臺(tái)高性能交換機(jī)。廠區(qū)范圍的前端監(jiān)控點(diǎn)，統(tǒng)一鋪設(shè)光纜，采取“就近編組”的原則，通過(guò)光端機(jī)光纖光端機(jī)的方式將模擬視頻信號(hào)傳輸至調(diào)度總控中心，每路視頻信號(hào)到達(dá)總控中心后，一分為二，一路連至數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)，數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)連至高性能交換機(jī)上，另一路直接連到視頻矩陣。每個(gè)車(chē)間設(shè)一個(gè)分控中心，前端監(jiān)控點(diǎn)采集的視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)光端機(jī)傳輸?shù)秸{(diào)度監(jiān)控中心，采用光端機(jī)光纖光端機(jī)的模式，將各個(gè)車(chē)間的模擬信號(hào)會(huì)聚到中心的嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)上，在由網(wǎng)絡(luò)到達(dá)各分控中心?？蛻?hù)*主機(jī)范用14班.外器府繳柞后臺(tái)系統(tǒng)有戶(hù)蜀I機(jī)流性體股揖瑞IDYE1上Hl，K主機(jī)覘為1R