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摘要：专门从事油气田产能建设、大口径长输管道、储罐炼化、维修抢险、电仪数字化、防腐保温等工程于一体的综合性建筑安装施工企业一般都承担着维修技改、隐患治理、应急抢险和地面产能建设等重要任务，现场施工中经常会有油气区动火、管线连头、带压封堵等高风险作业。
关键词：远程数字化；系统建设；规划方案
业务具备点多面广、网络环境复杂、突发性强、要求快速反应的特点。不仅要求各级生产指挥部门与施工现场之间、营地管理部门与各个新建营地之间可以实现日常的监控与管理，特别是在出现突发性维抢修事件时，领导和施工单位相关负责人可以远程查看现场实地状况，及时了解现场状况，快速召集专家领导，针对现场情况进行多方远程会商，快速决策。为此，有必要对企业数字化监控系统建设进行整体规划，建立覆盖工程处整个施工现场及前线保障点营地的具备维抢修业务特色的数字化体系化动态管理系统。
一、主要功能
（一）实现视频监控、指挥系统统一管理
（二）实现具备维抢修特色的移动式临场监控管理
（三）实现原有已建视频监控系统的数字接入
（四）实现平台指挥分级管理
（五）提供图像信息接口
（六）实现视频会议系统功能
二、系统结构
系统采用基于网络的分布式控制结构，依托油田内部局域网辅助以3G网络，建设范围覆盖企业机关、各施工单位（含施工现场、营地等）以及现场监控点，集成搭建交换控制中心、主控中心、分控中心、监控前端四级平台，构建企业机关一级监控指挥中心、项目部（前线保障点）二级监控指挥中心和监控现场组成的三级联网式综合监管系统。
三、规划布局
监控现场布点采取50%的监控区域安装摄像机，另外50%监控区域线路铺设到位（后期扩展安装摄像机后就能实时监控），DVR等核心设备按监控区域的100%配备到位。
（一）施工区监控
1、固定施工现场
选用高清监控摄像机，球机和枪机配合使用，球机（带云台）用于全景信号采集，枪机用于固定关键点位信号采集，考虑到夜间采像选用红外高清摄像机。一个现场基本配备数量为球机1台，枪机3台，其具体选型及数量根据施工现场环境状况及安全管理要求确定调整。考虑到现场有防爆与非防爆的不同要求，摄像机增配可拆卸式防爆装置（防爆外壳），以满足不同要求的现场环境需求。摄像机固定安装，视频采集信号通过视频传输线接入6路DVR主机。施工现场配备安装有远程监控指挥系统软件的计算机、桌面音箱和鹅颈麦克用于本地的音视频输出。
2、应急维抢修施工现场
采用多种设备，可单独配备使用也可组合使用，以保障不同施工现场音视频信号的采集。主要选用设备：手持带屏无线视频应急终端，在原有内置摄像头基础增配外接专业摄像机及音频设备，如考虑到现场主管领导及技术人员便携性及易操作性的要求，实现已有资源的最大限度利用，采用内置Ios或Android操作系统的智能手机（Iphone、三星等）或平板电脑（Ipad等）取代手持带屏无线视频应急终端；自行组装双通道移动式应急终端，在前期科研项目实验成形设备基础上进行专业级定制集成；配备现场指挥车一台，主要采用车载摄像机+无线车载硬盘录像机+音频输入输出设备集成改造，日常采用3G网络传输方式，重要场合通过租用卫星通讯线路实现移动监控指挥。
（二）办公生活区监控
主要针对各前线保障点，在其办公楼每个楼层过道分别安装2台枪机，呈对角线敷设；在大门门卫处安装1台枪机，厂区内安装1台球机对内外区域进行监控；料场或库房安装1台球机；配备16路嵌入式DVR主机。
（三）要害部位监控
围墙周界、生活区公共场所等重要部位配备枪机直接接入并由一级监控指挥中心控制，数量根据监控区实际地理情况勘察结果确定。
四、一级监控指挥中心建设
一级监控指挥中心建设主要包含主控中心和交换控制中心两个平台的建设。另外为企业领导或主要部门领导办公计算机配置系统客户端软件及麦克、音箱，通过连接监控指挥系统专网，根据权限浏览调用实时视频监控图像。
监控指挥中设计监控厅、中控机房和办公区三个功能区。中控机房用于集中放置系统所需各类设备其装修按工程处网络机房建设标准进行；办公区用于监控操作人员日常办公活动装修按同类办公室标准进行；监控厅为主功能区，主要用于常态的监控并兼顾视频会议室功能。
（一）监控厅
监控厅建设在普通监控大厅建设基础上考虑兼备视频会议功能建设。主要由大屏幕显示区、监控区和会商区三个区块构成：
1、大屏幕显示区：指挥中心北墙设置大屏幕墙，屏幕墙计划采用50英寸（单屏幕尺寸：1000mm （宽）×750mm （高））10块显示单元（2行5列）组成。大屏幕上方安装一块LED显示横条，用于显示欢迎词、当日值班人员、时间及一些其他相关信息。
2、监控区：大屏幕前方区域设置监控席配置指挥调度终端和管理控制终端，用于监控人员日常监控操作。监控席规划席位5个，配备鹅颈话筒5只、网络会议摄像头5只用于日常协同工作和视频会议。设置2处多功能桌插，其上包括笔记本电脑接口、电源接口、网络接口、视频接口、音频接口等。
3、会商区：监控厅中间位置设置会商席主要用于日常视频会议召开及问题会商。会商席配备手拉手会议讨论系统一套，设置主席机1只、代表机12只用于音频交互，并具备摄像跟踪功能，与监控厅吊顶球机实现联动。安装5套17寸的升降液晶显示屏，平时藏在会议台下面，使用时升起。设置4处多功能桌插，其上包括笔记本电脑接口、电源接口、网络接口、视频接口、音频接口等。会商席后监控厅南安装1台交互数字平台（65寸的触摸液晶显示屏），既可显示大屏的显示信息，也可作为交互平台使用。 监控厅前方（北向）吊顶吊装一台360度球形摄像机用于监控指挥中心的视频采集。四角使用4只会议专用壁挂式音箱做主扩音箱、监控厅吊顶安装2只吸顶扬声器做辅助扩音，达到声音的均衡。同时配置2套无线手持麦克风与交互数字平台配合使用。
（二）主控机房
主控机房建设按数据利用和安全为核心的数据中心模式建设。配备两台16U机柜，系统所需控制设备集中安装入柜并配备UPS，主要配置设备有核心综合视频交换机、流媒体转发服务器、录像服务器、报警服务器、网络视频矩阵、备份存储磁盘阵列和相关的音视频管理系统设备。由以下的几个功能区组成：
1、接入区：处理各种接入环节，通过防火墙控制联入核心区
2、核心区：由核心综合视频交换机组成，主要完成信令和控制信息交换、调度以及系统管理，实现系统全局用户管理、权限管理，路由管理和基于用户优先级的流量控制管理以及对各二级平台综合视频交换机级联。
3、应用核心区：配备流媒体转发服务器、录像服务器和报警服务器。各个服务最优应用效果应独立搭建服务器，考虑到建设成本也可以合并为一个高配置服务器，集成实现各个服务器功能。基于系统安全性及稳定性的考虑，服务器部署在油田局域网内部，申请在油田公司出口做映射相关配置实现外部网络的访问需求。
4、管理区：网络视频矩阵用于实时监控观察多个下级项目部和监控现场的情况，向电视墙等设备输出多路模拟视频信号。音视频管理配置AV数字管理中心和VGA矩阵。
5、数据区：数据管理建议SAN结构，将数据传输和网络传输分开。通过专门的SAN管理软件和备份/恢复软件，利用多层存储体系，并独占16U机柜一台。
六、网络建设
（一）一级监控指挥中心
依托已建办公网络，从网络机房通过超五类双绞线引入一级监控指挥中心核心综合视频交换机。为防止在运行中不必要的信息干扰占用带宽，前期运行中整个系统配置于独立Vlan中，服务器及终端设备配置静态IP。整个系统成熟建设推广期建议使用单独的网络出口。
（二）二级监控指挥中心
二级监控指挥中心的网络依托保障点办公网络。系统需部署于独立vlan，同时完善网络安全建设，配置防火墙或进行物理隔离。
（三）监控现场
1、固定施工现场
已完成网络建设的施工现场可依托已建网络，无接入油田局域网络条件的施工现场可依托当地成熟的营运商网络，但均需完善网络安全建设，如配置防火墙、租用专用数据通道或与网络供应商签订网络安全协议等。未实施网络建设的有接入油田局域网络条件的施工现场在网络规划及建设上一律接入油田局域网络。网络拓扑结构均采用点对多点的形式进行组网。
2、应急维抢修施工现场
采用3G网络传输方式。选用本地建有基站且信号强度高的网络供应商合作。为保障数据传输安全可协调利用集团公司已有VPN通道，如无法利用考虑建立企业专用数据传输通道。卫星通信建设列为成熟建设后在油田公司范围内推广的一项备用方式。
七、整合已建视频监控系统
（一）整合模拟视频监控系统
在“不破坏、不改变原有已建监控系统的架构”原则下，可以无缝兼容主流厂家各品牌的矩阵等系统控制设备，只需增加硬盘录像机，即可将原有模拟视频监控系统平滑接入到监控指挥系统中。
（二）整合数字视频监控系统
通过系统软件二次开发及网络整合改造将原有数字视频监控系统无缝接入到监控指挥系统中。对于暂时无法实现软件兼容的产品，可通过采用协议转换器，将原有数字视频监控系统平滑接入到大型多级视频生产视频监控调度系统中。
关键词：远程数字化；系统建设；规划方案
业务具备点多面广、网络环境复杂、突发性强、要求快速反应的特点。不仅要求各级生产指挥部门与施工现场之间、营地管理部门与各个新建营地之间可以实现日常的监控与管理，特别是在出现突发性维抢修事件时，领导和施工单位相关负责人可以远程查看现场实地状况，及时了解现场状况，快速召集专家领导，针对现场情况进行多方远程会商，快速决策。为此，有必要对企业数字化监控系统建设进行整体规划，建立覆盖工程处整个施工现场及前线保障点营地的具备维抢修业务特色的数字化体系化动态管理系统。
一、主要功能
（一）实现视频监控、指挥系统统一管理
（二）实现具备维抢修特色的移动式临场监控管理
（三）实现原有已建视频监控系统的数字接入
（四）实现平台指挥分级管理
（五）提供图像信息接口
（六）实现视频会议系统功能
二、系统结构
系统采用基于网络的分布式控制结构，依托油田内部局域网辅助以3G网络，建设范围覆盖企业机关、各施工单位（含施工现场、营地等）以及现场监控点，集成搭建交换控制中心、主控中心、分控中心、监控前端四级平台，构建企业机关一级监控指挥中心、项目部（前线保障点）二级监控指挥中心和监控现场组成的三级联网式综合监管系统。
三、规划布局
监控现场布点采取50%的监控区域安装摄像机，另外50%监控区域线路铺设到位（后期扩展安装摄像机后就能实时监控），DVR等核心设备按监控区域的100%配备到位。
（一）施工区监控
1、固定施工现场
选用高清监控摄像机，球机和枪机配合使用，球机（带云台）用于全景信号采集，枪机用于固定关键点位信号采集，考虑到夜间采像选用红外高清摄像机。一个现场基本配备数量为球机1台，枪机3台，其具体选型及数量根据施工现场环境状况及安全管理要求确定调整。考虑到现场有防爆与非防爆的不同要求，摄像机增配可拆卸式防爆装置（防爆外壳），以满足不同要求的现场环境需求。摄像机固定安装，视频采集信号通过视频传输线接入6路DVR主机。施工现场配备安装有远程监控指挥系统软件的计算机、桌面音箱和鹅颈麦克用于本地的音视频输出。
2、应急维抢修施工现场
采用多种设备，可单独配备使用也可组合使用，以保障不同施工现场音视频信号的采集。主要选用设备：手持带屏无线视频应急终端，在原有内置摄像头基础增配外接专业摄像机及音频设备，如考虑到现场主管领导及技术人员便携性及易操作性的要求，实现已有资源的最大限度利用，采用内置Ios或Android操作系统的智能手机（Iphone、三星等）或平板电脑（Ipad等）取代手持带屏无线视频应急终端；自行组装双通道移动式应急终端，在前期科研项目实验成形设备基础上进行专业级定制集成；配备现场指挥车一台，主要采用车载摄像机+无线车载硬盘录像机+音频输入输出设备集成改造，日常采用3G网络传输方式，重要场合通过租用卫星通讯线路实现移动监控指挥。
（二）办公生活区监控
主要针对各前线保障点，在其办公楼每个楼层过道分别安装2台枪机，呈对角线敷设；在大门门卫处安装1台枪机，厂区内安装1台球机对内外区域进行监控；料场或库房安装1台球机；配备16路嵌入式DVR主机。
（三）要害部位监控
围墙周界、生活区公共场所等重要部位配备枪机直接接入并由一级监控指挥中心控制，数量根据监控区实际地理情况勘察结果确定。
四、一级监控指挥中心建设
一级监控指挥中心建设主要包含主控中心和交换控制中心两个平台的建设。另外为企业领导或主要部门领导办公计算机配置系统客户端软件及麦克、音箱，通过连接监控指挥系统专网，根据权限浏览调用实时视频监控图像。
监控指挥中设计监控厅、中控机房和办公区三个功能区。中控机房用于集中放置系统所需各类设备其装修按工程处网络机房建设标准进行；办公区用于监控操作人员日常办公活动装修按同类办公室标准进行；监控厅为主功能区，主要用于常态的监控并兼顾视频会议室功能。
（一）监控厅
监控厅建设在普通监控大厅建设基础上考虑兼备视频会议功能建设。主要由大屏幕显示区、监控区和会商区三个区块构成：
1、大屏幕显示区：指挥中心北墙设置大屏幕墙，屏幕墙计划采用50英寸（单屏幕尺寸：1000mm （宽）×750mm （高））10块显示单元（2行5列）组成。大屏幕上方安装一块LED显示横条，用于显示欢迎词、当日值班人员、时间及一些其他相关信息。
2、监控区：大屏幕前方区域设置监控席配置指挥调度终端和管理控制终端，用于监控人员日常监控操作。监控席规划席位5个，配备鹅颈话筒5只、网络会议摄像头5只用于日常协同工作和视频会议。设置2处多功能桌插，其上包括笔记本电脑接口、电源接口、网络接口、视频接口、音频接口等。
3、会商区：监控厅中间位置设置会商席主要用于日常视频会议召开及问题会商。会商席配备手拉手会议讨论系统一套，设置主席机1只、代表机12只用于音频交互，并具备摄像跟踪功能，与监控厅吊顶球机实现联动。安装5套17寸的升降液晶显示屏，平时藏在会议台下面，使用时升起。设置4处多功能桌插，其上包括笔记本电脑接口、电源接口、网络接口、视频接口、音频接口等。会商席后监控厅南安装1台交互数字平台（65寸的触摸液晶显示屏），既可显示大屏的显示信息，也可作为交互平台使用。 监控厅前方（北向）吊顶吊装一台360度球形摄像机用于监控指挥中心的视频采集。四角使用4只会议专用壁挂式音箱做主扩音箱、监控厅吊顶安装2只吸顶扬声器做辅助扩音，达到声音的均衡。同时配置2套无线手持麦克风与交互数字平台配合使用。
（二）主控机房
主控机房建设按数据利用和安全为核心的数据中心模式建设。配备两台16U机柜，系统所需控制设备集中安装入柜并配备UPS，主要配置设备有核心综合视频交换机、流媒体转发服务器、录像服务器、报警服务器、网络视频矩阵、备份存储磁盘阵列和相关的音视频管理系统设备。由以下的几个功能区组成：
1、接入区：处理各种接入环节，通过防火墙控制联入核心区
2、核心区：由核心综合视频交换机组成，主要完成信令和控制信息交换、调度以及系统管理，实现系统全局用户管理、权限管理，路由管理和基于用户优先级的流量控制管理以及对各二级平台综合视频交换机级联。
3、应用核心区：配备流媒体转发服务器、录像服务器和报警服务器。各个服务最优应用效果应独立搭建服务器，考虑到建设成本也可以合并为一个高配置服务器，集成实现各个服务器功能。基于系统安全性及稳定性的考虑，服务器部署在油田局域网内部，申请在油田公司出口做映射相关配置实现外部网络的访问需求。
4、管理区：网络视频矩阵用于实时监控观察多个下级项目部和监控现场的情况，向电视墙等设备输出多路模拟视频信号。音视频管理配置AV数字管理中心和VGA矩阵。
5、数据区：数据管理建议SAN结构，将数据传输和网络传输分开。通过专门的SAN管理软件和备份/恢复软件，利用多层存储体系，并独占16U机柜一台。
六、网络建设
（一）一级监控指挥中心
依托已建办公网络，从网络机房通过超五类双绞线引入一级监控指挥中心核心综合视频交换机。为防止在运行中不必要的信息干扰占用带宽，前期运行中整个系统配置于独立Vlan中，服务器及终端设备配置静态IP。整个系统成熟建设推广期建议使用单独的网络出口。
（二）二级监控指挥中心
二级监控指挥中心的网络依托保障点办公网络。系统需部署于独立vlan，同时完善网络安全建设，配置防火墙或进行物理隔离。
（三）监控现场
1、固定施工现场
已完成网络建设的施工现场可依托已建网络，无接入油田局域网络条件的施工现场可依托当地成熟的营运商网络，但均需完善网络安全建设，如配置防火墙、租用专用数据通道或与网络供应商签订网络安全协议等。未实施网络建设的有接入油田局域网络条件的施工现场在网络规划及建设上一律接入油田局域网络。网络拓扑结构均采用点对多点的形式进行组网。
2、应急维抢修施工现场
采用3G网络传输方式。选用本地建有基站且信号强度高的网络供应商合作。为保障数据传输安全可协调利用集团公司已有VPN通道，如无法利用考虑建立企业专用数据传输通道。卫星通信建设列为成熟建设后在油田公司范围内推广的一项备用方式。
七、整合已建视频监控系统
（一）整合模拟视频监控系统
在“不破坏、不改变原有已建监控系统的架构”原则下，可以无缝兼容主流厂家各品牌的矩阵等系统控制设备，只需增加硬盘录像机，即可将原有模拟视频监控系统平滑接入到监控指挥系统中。
（二）整合数字视频监控系统
通过系统软件二次开发及网络整合改造将原有数字视频监控系统无缝接入到监控指挥系统中。对于暂时无法实现软件兼容的产品，可通过采用协议转换器，将原有数字视频监控系统平滑接入到大型多级视频生产视频监控调度系统中。