王慶 陜西廣播電視大學

無線網(wǎng)絡技術用于油田安防監(jiān)控系統(tǒng)*

王慶 陜西廣播電視大學

與傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡技術相比，無線網(wǎng)絡技術具有其自身獨特的優(yōu)勢，尤其在油田安防監(jiān)控系統(tǒng)中的應用更能證實這一點。該技術不但可以實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速傳遞，體現(xiàn)出方便、快捷的特性，并且能夠在特定的空間區(qū)域內(nèi)將信息和通信關聯(lián)起來。油田安防監(jiān)控系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、監(jiān)控中心和客戶端組成。在該系統(tǒng)中，油井、計量間、聯(lián)合站等多個站點的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)需要集中起來，通過多種渠道與采油廠的計算機網(wǎng)絡進行連接，這樣才能實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的及時監(jiān)控和對生產(chǎn)設備的遠距離操作。

無線網(wǎng)絡傳輸技術；微波技術；衛(wèi)星通信；傳輸信道；油田

與傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡技術相比，無線網(wǎng)絡技術具有其自身獨特的優(yōu)勢，尤其在油田安防監(jiān)控系統(tǒng)中的應用更能證實這一點。該技術不但可以實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速傳遞，體現(xiàn)出方便、快捷的特性，并且能夠在特定的空間區(qū)域內(nèi)將信息和通信關聯(lián)起來。

1 安防監(jiān)控系統(tǒng)組成

（1）信息采集系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)是由視頻服務器、攝像機等前端設備組成。攝像機一般儲存的是模擬視頻信號，其中設備自帶的視頻編解碼器可以將模擬視頻信號轉變成為數(shù)字信號。由于模擬信號的波形為連續(xù)、有限的傳輸波形，在傳輸線路中很容易遭受外界條件的干擾，使信號失真；而轉變?yōu)閿?shù)字信號之后，成為間斷、無限的傳輸波形，這種信號在傳輸信道傳輸時不會出現(xiàn)失真的現(xiàn)象，增強了抗干擾能力。在模擬信號向數(shù)字信號轉化過程中，需要進行抽樣、量化和編碼[1]。

（2）傳輸系統(tǒng)。攝像機對現(xiàn)場情況進行實時拍攝，傳輸系統(tǒng)可以將攝像機獲得的圖像進行傳輸。無線網(wǎng)絡的傳輸具有損耗小、傳輸畫面質(zhì)量高等特點，圖像還可以在錄像控制中心得到清晰的還原。傳輸系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡形式包括CDMA、GPRS、衛(wèi)星通信和無線網(wǎng)橋等。

（3）監(jiān)控中心。監(jiān)控中心主要是對整個監(jiān)控系統(tǒng)進行管理和指揮，負責全體用戶的設備接入，提供視頻訪問控制以及錄像處理服務。

（4）客戶端?？蛻舳耸且环N軟件，可以采用有線接入方法，也可以采用無線接入。當客戶應用瀏覽器或者這種軟件，在認證之后可以觀看系統(tǒng)中的任何視頻。另外，可以通過無線網(wǎng)絡對攝像頭的角度進行控制，將鏡頭的焦距拉近或者推遠，控制遠端設備。當遇到緊急情況，客戶還可以通過這種軟件來接收警報信息。

2 常用的無線傳輸技術及對比

（1）傳統(tǒng)的有線傳輸技術與無線傳輸系統(tǒng)的對比。由于油田中油井分布不平衡，許多油井建設在遠離基地或者交通不便的地方。在這樣的環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸就要依賴遠程通信設備，實現(xiàn)信息實時回傳。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡難以在這些環(huán)境中有效布線，并且線電纜容易受到外界的損害，時間久了便會導致圖像或者聲音的失真[2]。而利用了無線傳輸技術后，油田管理人員可以隨時觀察和瀏覽油井生產(chǎn)現(xiàn)場的信息，對油田的安全防護系統(tǒng)做及時的控制，為油田基地的工作人員和管理人員提供及時與準確的決策依據(jù)。

（2）微波技術。無線傳輸技術中的微波技術可以分成模擬微波和COFDM兩種模式。通常模擬微波技術和COFDM技術是對外開放的，無法保障安全環(huán)境，因此在油田實際應用過程中，如果不考慮安全因素，小范圍的使用微波技術還是具有一定優(yōu)勢的。

（3）衛(wèi)星通信技術。衛(wèi)星通信技術的服務范圍較廣，使用靈活，并且不會受環(huán)境因素的干擾，尤其是抗磁場干擾能力強。因為油井中用電量大，交叉的電流形成的電磁場會為通信帶來很大不便，利用衛(wèi)星通信技術能夠在抗電磁方面發(fā)揮作用。但是這種全新的通信技術凸顯的缺點就是成本較高，并且在一些有較高建筑物的區(qū)域依舊會出現(xiàn)信號干擾現(xiàn)象，而在通信不便利的山區(qū)、隧道或者海上，信號還可能會出現(xiàn)中斷狀況。

3 安防監(jiān)控系統(tǒng)設計

在油田的安全防護監(jiān)控系統(tǒng)中，油井、計量間、聯(lián)合站等多個站點的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)需要集中起來，通過多種渠道與采油廠的計算機網(wǎng)絡進行連接，這樣才能實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的及時監(jiān)控和對生產(chǎn)設備的遠距離操作[3]。

（1）傳輸技術。無線橋接技術是用一對無線橋接器將兩個分離的網(wǎng)絡連接起來，與無線傳輸技術相比，無線網(wǎng)橋技術更適合傳輸視頻數(shù)據(jù)。在日常傳輸過程中，無線鏈路可以達到11/54 Mbps的高網(wǎng)絡帶寬，確保視頻的快速平穩(wěn)傳送；與此同時，可以將視頻資料存放在計算機的硬盤中，方便人們進行檢測和搜索。

（2）監(jiān)控中心。油田安防控制系統(tǒng)的監(jiān)控中心通常有三級，分別是隊級、礦級和廠級。本地監(jiān)控系統(tǒng)中設置的NDVR負責隨時測控、錄像等任務，還可以將遠程油田系統(tǒng)總部所提供的數(shù)據(jù)進行轉發(fā)，從而保證油田的管理人員在遠距離就對本地的工作情況進行監(jiān)督和管理。在總部的監(jiān)控中心可安排統(tǒng)一的監(jiān)督管理系統(tǒng)，可以對采油現(xiàn)場的工作進行及時的指導和監(jiān)控，做好安全防范工作。

4 應用建議

（1）理清系統(tǒng)構建的總體思路。在油田安全防護監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理工作是分模塊進行的。在這些模塊中，基本信息模塊主要是為基層管理人員進行接收而設置的，而業(yè)務功能模塊是負責對報警系統(tǒng)進行控制，并處理相關報表。只有理清這些思路，才能保證該系統(tǒng)的正常運行。

（2）加強油田安防監(jiān)控系統(tǒng)技術工作人員的培訓。將網(wǎng)絡技術應用到油田安防監(jiān)控系統(tǒng)中，需要大量的技術型人才作為支撐。油田生產(chǎn)企業(yè)要對這些工作人員進行系統(tǒng)的培訓，加強其專業(yè)知識，操作水平和應變能力的培養(yǎng)，真正了解無線網(wǎng)絡技術，會應用、會操作，使安防檢測系統(tǒng)發(fā)揮更好的作用，提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟效益。

（3）善于利用網(wǎng)絡加密技術。無線網(wǎng)絡具有一定的開放性，而油田安防監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是需要保密的。所以要善于應用網(wǎng)絡加密技術，確保安防監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的機密信息不被泄漏，有效地提高油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)的保密性和安全性，避免油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的丟失和被破壞，進而避免給企業(yè)造成經(jīng)濟損失。

[1]周士華，張孝文．開發(fā)“低滲透油田總體規(guī)劃方案優(yōu)化軟件”的構思[J]．石油規(guī)劃設計，1998，12（6）：23-25.

[2]張亞旭，胡欣．測井技術在油氣田勘探開發(fā)中的應用[J]．中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011，12（23）：7-8.

[3]周濤．基于嵌入式平臺的采油現(xiàn)場終端監(jiān)控系統(tǒng)[J]．油氣田地面工程，2012，31（11）：78-79.

（欄目主持關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.042