可视化指挥调度系统在石油化工行业的应用

作者:数字石油
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发布时间:2014-07-09 15:42:54
来源:数字石油

 王向明

陕西山利科技发展有限责任公司              西安 710075

摘要:石油石化行业是一个跨学科、多专业相互配合的技术密集型行业,其生产包括地质勘探、钻井、开采、运输、炼油等一系列过程,存在地域广、周期长、危险性大的特点。集团公司调度中心需要对勘探现场、开采现场、炼油现场进行实时监控,出现设备故障等突发事件需要进行指挥调度,各部门定期要和上级召开远程会议,因此石油石化行业对远程会议交流、远程实时监控、应急事件指挥调度等是必不可少的。

关键词:指挥调度、视频监控、视频指挥调度、视频会议

石油化工行业分支机构众多、分布地域广,甚至有些钻井平台分布在戈壁滩、沙漠、海上等各种环境恶劣地区,这些分支机构之间需要频繁的电话交流。目前这些交流多数通过电信运营商的普通电话网络实现,在偏远的钻井平台一般采用卫星电话,在国外的分支点还有大量国际长途话务通信费用对企业来说是很大一笔的开支;同时机构的分散也不利于企业的统一管理,大大制约了企业的协同办公效率。针对石油化工行业应急指挥调度新发展,推出了基于新一代IP技术架构的综合调度通信系统。该系统集语音、数据、视频业务为一体,能够提供包括视频回传、语音调度、数据上传等多种多媒体式的调度方式和功能无论是在功能方面还是扩容性方面都具有传统调度系统无法相比的先进性,整个系统还可以向统一通信和NGN网络进行平滑过度。

1.1    概述

石油石化行业的传统指挥调度模式为语音指挥调度系统,通过IP网络和VOIP语音通信技术,实现调度中心和分控中心以及指挥现场的语音交互,其功能比较简单,不具备视频传输功能;各部门之间如需召开远程会议,需要建立专门视频会议系统;现场监控则需要由专门监控系统的完成。以上三套系统从逻辑上是彼此独立的,导致交叉信息传递不够及时,不能有效地进行资源共享。从企业信息化建设的初期,石油化工行业就开始了在数字化音频指挥调度系统和模拟视频监控系统方面的建设,勘探、井下作业、炼油各个环节独立指挥调度,采油现场区域化视频监控,建设过程的特征是从分散到集中,从单一到综合,可以说集团级综合视频指挥调度平台的统一规划和统一部署将是最终要实现的目标。

基于IP技术的视频指挥调度系统是一种集视频监控、视频指挥调度、视频会议于一体的"三合一"的综合性视频通信平台,该平台兼容多厂家视频编码器的接入,便于和已建视频监控系统接入集成,实现平台统一管理、统一控制、统一指挥调度。在石油石化企业中,通过视频指挥调度系统,企业可以快速发现事故隐患、实施协同应急并进行双向交互式视频沟通,打破了原来监控与会议分离,视频资源不同共享,处理应急事件效率低下其重大缺陷,推动了石油石化应用的发展。

1.2    需求特点分析

当前针对指挥调度应用的特点,行业用户进行监控联网并升级为指挥调度后实现的功能包括高效的监控系统互联互通与综合应用、全局的远程沟通与指挥调度、实时高效的安全生产监控与预警。

1、 指挥调度纵横两条主线贯穿石油石化企业生产

综合数字视频的建设,横向上使得指挥调度系统、视频监控系统、视频会议系统三大系统得以完美结合,形成高度集成化的视频信息共享平台;纵向上从集团总公司到油田管理局、油田分公司,再到井下作业分公司、井下作业分队,形成自顶向下的完整的管理调度链,上下级之间可以逐级调度管理,必要时可以越级指挥;此外综合化“数字视频”还可以具备功能强大的流媒体功能,例如无线视频监控、监控区域图像智能分析、GIS定位、流媒体录像点播等。

2、数字石油项目建设确保企业生产安全石油和化工行业既是国家支柱产业,也是一项高危险性产业,因此其生产安全问题一直是石化企业发展的重中之重,生产安全问题包括很多方面,例如如何有效预防安全事故,如何发现安全隐患,出现安全事故如何处理等等,而安全事故也包括人员责任事故、设备故障、爆炸、泄露、井喷等等。

3、 集中管理和全局可视化指挥调度需求显现视频指挥调度系统用一个控制管理中心将两套系统有机地融合,紧密结合安全生产的日常指挥调度管理流程,集团总公司在办公区,通过双向视频指挥指挥调度和远程监控功能远程指挥协调各下属电厂、炼油厂,实现集中管理、统一调度、统一指挥,使得集团总公司和下属分厂之间能够通过双向视频交互的方式汇报工作,达到各级管理部门之间有效沟通。同时集团总公司和下属分厂调度中心能够及时了解各前端监控点的工作情况并及时进行工作协调与调度。此外,集团总公司和各分厂应对各种突发事故的应急处置能力得到增强,信息化管理水平和应急指挥效率得以提高。

 

1.3    方案设计

传统的指挥调度系统只听声音、不见其人,指挥者只能通过前方反馈的语音信息进行判断分析后,进行决策、下达命令。由于语音信息是一种描述性的信息,它不像视频信息那样直观、具体,缺乏一定的准确性,这给指挥者实施及时、有效的正确指挥带来了一定的影响。随着现代通信技术和多媒体技术的高速发展,视频指挥调度系统采用先进的MPEG4/H.264视频编解码技术, 并结合网络技术和多媒体技术,使其运行在现代通信网络平台上,实现具有单向远程视频监控及音、视频双向交互视频监控指挥调度系统。其结构图如下:

安全生产企业视频指挥调度系统结构示意图

如上图所示,石油石指挥调度系统包括控制中心子系统、用户终端子系统、监控前端子系统三个核心系统,各子系统结构与功能如下:

1.3.1       控制中心子系统

中心子系统由智能信息交换引擎、视频录像服务器、网络视频矩阵、数据/报警服务器、指挥调度终端、音视频切换矩阵和音视频输入输出设备等组成,部署在市应急指挥中心机房。主要作用是:完成信令和控制信息交换、调度以及系统管理;实现视频指挥调度、远程视频浏览、视频录像、电视墙显示以及视频报警联动等功能。

1.3.2       监控前端子系统

监控前端子系统由指挥调度终端、网络摄像机及NVRDVR和音视频输出设备(电视机、音箱)等组成,部署在各区(应急指挥中心和专业部门应急指挥中心。主要作用是:通过指挥调度终端与上级应急指挥中心进行音视频双向沟通,参加视频会议,对所辖监控现场进行监控管理;根据实际网络环境要求实现视频录放像。根据需要可增加网络视频矩阵与电视墙、大屏幕系统配合使用。

1.3.3       用户终端子系统

分控中心子系统由终端、音视频输入设备(摄像机、话筒等)和音视频输出设备(电视机、音箱)等组成,部署在各相关办公区。主要作用是:通过指挥调度终端实现总部及各个下级部门之间的音视频双向沟通,可以召开视频会议,进行定期定时的会议,和指挥调度等。通过位于值班室的监控终端,工作人员可以对安全生产设施情况进行全程的监控和录像。用户还可以据实际网络环境要求实现视频录放像。根据需要可增加网络视频矩阵与电视墙、大屏幕系统配合使用。

1.4    系统功能特点

从总体上讲,在安全生产企业对提高生产效率和加强安全生产意识不断加强的今天,视频指挥调度安全生产指挥调度系统提供了更为成熟的解决方案,其特点如下:

1.4.1       生产调度指挥功能

 借助于企业综合视频监控调度系统独具的多种级别和权限模式设置,上级指挥员或管理者通过指挥调度终端可以向下级发布指挥和调度命令,上下级各个部门、各级领导与下属之间可以实时地进行音、视频信息的双向交流。

 总厂生产调度中心的调度人员在日常生产过程中可以利用视频监控调度功能与各分厂生产调度中心的值班人员、各车间现场的工作人员进行业务协调。

当车间现场发生意外事故或设备发生故障,现场人员不能解决,各级领导和相关专家又不能及时赶到现场,此时可以利用系统的指挥调度功能召集相关业务主管和专家实时的监视现场情况,并与现场人员进行语音实时交流,共同指导现场进行意外事故的处理以及对设备抢修的技术指导,为现场解决问题提供有力的技术支持,大大节省时间,提高工作效率。

1.4.2       多种业务整合与集成

系统集视频指挥调度、视频会议、视频监控、数据会议、数据采集、报警视频联动等功能于一体,实现各种视频、数据业务的有机结合。在实际应用中,集团通过一个控制管理中心将系统进行有机融合,通过双向视频指挥指挥调度和远程监控功能远程指挥协调各下属电厂、炼油厂等,实现了集中管理、统一调度、统一指挥,具体内容包括:1)集团总公司和下属分厂之间能够通过双向视频交互的方式汇报工作,达到各级管理部门之间有效沟通;2)集团总公司和下属分厂调度中心能够及时了解各前端监控点的工作情况和并及时进行工作协调与调度;3)集团总公司和各分厂应对各种突发事件的应急处置能力增强,信息化管理水平和应急指挥效率提高。

1.4.3       强大的指挥调度功能

支持传统的单呼、组呼、插入、强拆、越级指挥、分组协同指挥等指挥调度模式和独特的"一键通"功能模式,方便指挥者快速监控、快速指挥调度,快速协同实时应急处置。事实证明,综合视频指挥调度系统的建设,产生了五大效果:一是确保了石化企业的安全生产;而是提高了人员沟通的及时性;三是促进了管理调度效率的提高;四是优化了对信息资源的有效利用;五是提高了企业的核心竞争力。

1.4.4       智能视频监控

   对特殊地点、敏感区域通过智能视频监控安全策略,进行智能监控识别。比如:重要设备不能被人盗窃、移动等,有些区域是危险区域、不能让人接近或有逗留等,某些区域只允许单方向通过等,以上这些区域出现了违反规定的情况,智能检测设备能够自动识别,并在无人值守的情况下实现对多种安全威胁的自动报警,记录整个违规的过程,同时联动到调度中心进行报警通知。

1.4.5       事故预防

企业综合视频指挥调度系统在安全生产事故预防中发挥以下作用。

通过视频图像各级管理者能够实时了解一线工人的工作情况,发现问题及时提醒纠正,从而督促各级各部门严格执行安全生产的规定。

 通过智能视频监控功能,各类安全生产管理人员,根据生产环境现场具体情况,设定各种安全警戒区域和各项安全侦测规则,通过智能视频行为分析判别技术,检测到安全威胁时,能够在无人干预的情况下实现对多种违犯安全规则的行为实现自动报警。系统能够做到预测危险,提示生产调度人员控制和消除事故,将事故发生的机率控制在最低程度。

系统通过环境监测报警联动功能,实时采集各类环境数据,使管理者能够及时掌握生产环境的实际情况变化,还能够根据现场需要,设定各种环境参量的上下限以及各种报警开关量,当监测数据达到设定触发条件时,即可产生报警信号并联动视频监控、启动录像功能,报警点图像将及时传给调度中心值班人员,使异常情况得到及时处理。

1.4.6       应急处置决策

安全事故的发生具有突发性,事件发后的最初几分钟往往是最为关键的时刻。其间能否采取迅速而有效的应变行动将决定整个状况能否被控制损害是否减轻。因此应急处置决策就是在最短时间内处理大量与事故相关的信息合理调配各种资源,组织应急抢险以减少事故造成的损失。

    正确进行应急处置决策的前提包括:完善的应急响应预案、充分有效的协调组织、充分准确的信息。当前应急处置决策面临的主要问题是对事故现场的情况缺乏客观及时了解,相关部门分布在各处无法进行直接有效的协调组织。

    企业综合视频指挥调度系统视频监控和视频调度功能,一方面通过视频图像能够提供丰富、形象、直观的现场信息,特别是移动监控子系统可以及时地部署到事故发生现场,了解监控前端子系统控盲区发生的情况;另一方面处于不同地理位置的有关人员通过该系统,共享实时的监控图像,相互面对面地讨论分析形势,汇总各方面专家的意见,协调组织各种力量,做出正确的判断和决策。在需要时。

1.4.7       事故调查

 事故调查是安全生产管理的重要环节,通过调查分析事故原因,开展事故损失评估与索赔,总结经验教训,对存在的问题及时地、科学地提出相应的预防方案和整改措施。用户可以选择任意多路现场的画面手动录像、也可根据要求设定定时录像和设定联动报警触发录像。用户经授权可根据终端名称、录像时间、录像地点、录像事件特征,随时查询检索视频文件,远程播放所需视频图像。系统记录的视频图像和环境监测数据就是用于调查分析事故原因最重要的原始材料。

1.5    结语

视频指挥调度系统概念的提出,既满足综合化"数字视频"的要求,体现"数字石油"的发展特点,也能够有效保证企业安全生产。系统中的远程视频监控功能,可以实时监控易发事故的现场、设备以及工人的操作,并进行图像智能分析,出现任何异常第一时间告警;系统中的视频会议功能,方便了集团公司各部门开会的需求,会议形式多样,有下级向上级领导的工作汇报,相关部门的工作协调,高工、总工向前线人员的技术讲解等等,同时,在视频会议过程当中可以把监控图像调入视频会议,方便会议讨论,石油行业地域分布非常广,视频会议使集团内部人与人的沟通更加方便快捷,从而减少了因沟通信息不畅导致的安全问题;系统的视频指挥调度功能,有别于传统语音指挥调度,它具备语音视频同时传递的指挥调度,也具备把监控现场图像、声音接到调度中心,使得调度中心领导如身临现场指挥一般,大大提高对突发应急事件的响应速度,将安全事故的生命财产损失降到最低限度。

石油化工 各企业均是安全防范的重点对象。一旦发生事故,都会造成重大的人员伤亡和国家财产的重大损失,因而,各企业如何落实安全第一,预防为主的方针,采取哪些先进技术实现安全有效的防范措施,满足企业的安全生产管理,是摆在各个企业面前的重大课题。可视化指挥调度系统专门针对用户需求设计开发,能够充分满足安全生产监控调度要求。该系统的使用降低了调度人员的劳动强度,使各级生产调度人员可以通过监视远端传送上来的现场图像、语音和环境数据直观、准确和及时的了解各厂区的实际情况,降低事故报警处理时间,提高事故处理决策的及时性和准确性。

 

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