摘 要：本文首先分析了智能視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)和關(guān)鍵問(wèn)題，并總結(jié)技術(shù)的原理，分析當(dāng)前我國(guó)油田在數(shù)字化建設(shè)當(dāng)中存在的問(wèn)題，最后列舉智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用方法，幫助石油企業(yè)更好地使用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：智能視頻監(jiān)控；數(shù)字油田；應(yīng)用探討

中圖分類號(hào)：TE938 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0331-01

引 言

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在油田當(dāng)中，具有快速、準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)需要在數(shù)字油田中發(fā)揮作用，依靠數(shù)字油田對(duì)油田的虛擬表示，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油田中的信息處理[1]。當(dāng)前，隨著信息化建設(shè)的推動(dòng)，智能視頻監(jiān)控正在受到尤其行業(yè)的關(guān)注。

1 智能視頻監(jiān)控技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題和優(yōu)勢(shì)

1.1 智能視頻監(jiān)控技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題

數(shù)字油田的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的是通過(guò)視頻監(jiān)控對(duì)油田內(nèi)部的情況進(jìn)行識(shí)別、分析油氣儲(chǔ)備情況、管理現(xiàn)場(chǎng)的人員進(jìn)出、控制油田機(jī)械，從而實(shí)現(xiàn)使用機(jī)器代替人力對(duì)油田進(jìn)行智能化、自動(dòng)化的控制。通過(guò)對(duì)即時(shí)數(shù)據(jù)的分析和傳輸，該系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)油田存在的異常，并及時(shí)通知維修人員。智能視頻系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論對(duì)油田進(jìn)行監(jiān)控，技術(shù)的關(guān)鍵在于：對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行快速檢測(cè)和跟蹤；使用移動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行視頻監(jiān)控；檢查油田中的異常。

1.2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)在油田中使用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以讓監(jiān)控變得更加可靠，相比于傳統(tǒng)石油開(kāi)采的視頻監(jiān)控需要人工對(duì)視頻進(jìn)行分析，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間對(duì)油田的異常情況進(jìn)行監(jiān)控，減少過(guò)去因?yàn)槿藛T疲勞導(dǎo)致的監(jiān)控不可靠問(wèn)題。同時(shí)，由于監(jiān)控系統(tǒng)采用了很多高級(jí)算法，不會(huì)像人工監(jiān)控一樣存在失誤，使得監(jiān)控具有較高的精度[2]。當(dāng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，如不明人員進(jìn)入等，就會(huì)迅速警報(bào)，有很快的反應(yīng)速度。

2 智能檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)方法

2.1 相鄰幀差法

相鄰幀差法的原理是對(duì)相鄰的兩幀圖像進(jìn)行對(duì)比，首先分析圖像的亮度變化，在亮度變化不大的情況下分析像素的變化，根據(jù)結(jié)果分析目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況。這種方法非常簡(jiǎn)單，而且十分常用。這種方法將誤差分圖像極為Dt（i，j），前后兩幀圖像在（i，j）位置上分別為ft+1（i，j）和ft（i，j），結(jié)果為Wi（i，j）。相鄰幀分析法需要在背景噪聲較小的情況下才能有效地進(jìn)行視頻分析，另外，監(jiān)控的目標(biāo)速度不能為零，一般還需要用快速匹配法等技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充。

2.2 光流法

物體在空間中運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)面上會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)的速度場(chǎng)，這個(gè)速度場(chǎng)就是光流。視頻監(jiān)測(cè)面上光流除了物體會(huì)因?yàn)橛形矬w運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，也會(huì)由于相機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。根據(jù)光流能夠分析物體的基本屬性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而獲取大量的信息。當(dāng)前的光流法一般會(huì)根據(jù)原理分為三類，分別是基于頻域、基于梯度、基于匹配的方法，實(shí)際工作中，可以根據(jù)不同的工作要求選擇合適的方法。

基于頻域的檢測(cè)方式借助速度可調(diào)濾波組來(lái)對(duì)相位和品路信息進(jìn)行輸出，在計(jì)算初始光流時(shí)精度很高，但是它的計(jì)算方式十分復(fù)雜，所以可靠性很差?；谄ヅ涞姆椒梢苑譃榛趨^(qū)域的方法和基于特征的方法：基于區(qū)域的方法會(huì)先確定類似的區(qū)域，然后對(duì)光流相似區(qū)域的位移進(jìn)行計(jì)算；基于特征的方法會(huì)根據(jù)主要特征對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，具有魯棒性的特點(diǎn)，但是光流很稀疏的情況下進(jìn)行特征提取比較難[3]?；谔荻鹊姆椒▽?duì)圖像序列的進(jìn)行時(shí)空微分，從而進(jìn)行2D速度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。

3 油田數(shù)字化建設(shè)的現(xiàn)狀

智能視頻監(jiān)控是要以數(shù)字化油田為基礎(chǔ)的，但是當(dāng)前我國(guó)的油田數(shù)字化建設(shè)還存在著很多不足，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。需要提高數(shù)字化的建設(shè)水平，從而更新油田的工作方式，讓監(jiān)控變得更加可靠。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)薄弱

油田的位置通常會(huì)和城市非常遠(yuǎn)，一般都是在偏遠(yuǎn)的山區(qū)和戈壁當(dāng)中，通訊資源十分匱乏。另一方面，油田自主進(jìn)行通訊建設(shè)需要較高的花費(fèi)，所以油田很難自建通訊設(shè)施。這種情況在一些老油田當(dāng)中非常嚴(yán)重，阻礙了油田的數(shù)字化建設(shè)。

3.2 數(shù)字化覆蓋不平衡，信息化和自動(dòng)化融合不夠

老油田的數(shù)字化建設(shè)十分薄弱，新油田的數(shù)字化建設(shè)程度很高，因此當(dāng)前數(shù)字油田的建設(shè)具有很高的不平衡。同時(shí)，油田并沒(méi)有有效的利用數(shù)據(jù)和信息的服務(wù)，尤其是在算法上仍有欠缺，缺乏足夠的油田生產(chǎn)意識(shí)，阻礙了油田的信息化、數(shù)字化進(jìn)程。

4 智能視頻監(jiān)控在數(shù)字油田中的應(yīng)用方法

4.1 遠(yuǎn)程操控是有開(kāi)采

油氣田的位置躲在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，當(dāng)?shù)氐墓ぷ鳝h(huán)境十分艱苦，一些油氣田的開(kāi)采任務(wù)量很重，并且隨時(shí)都面臨著危險(xiǎn)，很難保證人員的安全。智能監(jiān)控設(shè)備可以在遠(yuǎn)程就對(duì)油氣田進(jìn)行監(jiān)控，是一種智能化的集中控制。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷可能發(fā)生的異常情況，同時(shí)確定存在異常的位置和具體原因，并將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控人員，派出專業(yè)人員檢修[4]。對(duì)一些危險(xiǎn)性較高的項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可以使用固定焦距和固定位置的攝像設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控并采集數(shù)據(jù)，降低勞動(dòng)力使用的同時(shí)，還有效提升了油田的監(jiān)控水平，進(jìn)一步推動(dòng)了油田的智能化的無(wú)人化。

4.2 數(shù)字化集氣站取代傳統(tǒng)人工集氣站

將全景攝影機(jī)安裝在材料存放區(qū)、發(fā)電機(jī)房或中心控制室，可以監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)的人員流動(dòng)，并在有不明人員進(jìn)入時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在集氣站的圍墻上安裝入侵探測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)θ藛T的出入進(jìn)行全面的監(jiān)控，為警衛(wèi)部門(mén)提供支持。

4.3 遠(yuǎn)程門(mén)禁控制

智能門(mén)禁系統(tǒng)在我國(guó)的石油公司中已經(jīng)得到了廣泛的使用，這種門(mén)禁系統(tǒng)能夠?qū)θ藛T的指紋和臉進(jìn)行識(shí)別，阻止外來(lái)人員的進(jìn)入，并且可以遠(yuǎn)程控制大門(mén)開(kāi)關(guān)。如果有不明人員不按照要求刷卡或刷臉，磁力鎖控制的大門(mén)能夠避免人員的闖入，并記錄不明人員的信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能視頻監(jiān)控技術(shù)是油田的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)油田的遠(yuǎn)程操控，解決了人員安全的問(wèn)題，并且在油田出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠迅速做出反應(yīng)，讓油田的開(kāi)采更加安全和高效。油田需要做好數(shù)字化建設(shè)，并和其他領(lǐng)域合作，促進(jìn)智能視頻監(jiān)控的應(yīng)用水平，推動(dòng)油田的信息化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳 麗，孫 娜，陳 哲.智能視頻監(jiān)控在數(shù)字油田的應(yīng)用探討[J].中國(guó)管理信息化，2016，19（06）：75.

[3]劉 偉.智能視頻監(jiān)控在數(shù)字油田的應(yīng)用探討[J].電子世界，2013（06）：91～92.

[4]蔣 豐.采油井智能監(jiān)控分析技術(shù)在油田視頻監(jiān)控中的應(yīng)用[J].中國(guó)安防，2014（10）：94～97.

收稿日期：2018-9-15

作者簡(jiǎn)介：王巖巖（1981-），女，副高級(jí)工程師，大學(xué)本科，主要從事無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和油田數(shù)據(jù)采集研究工作。