長慶油田油氣安保指揮系統平臺的設計與實現

摘要：當前，隨著油氣田企業持續深入發展，“數字油田”“智能油田”建設進程的不斷加快，各業務領域在加強信息化應用，提升管理效率等方面的需求不斷提升。該文通過對油氣治安反恐防范目標主體各方面有效資源與業務優化整合，研究設計油氣智能安保指揮系統平臺，將油氣區生產、輸油管線、車輛運行、人員值守、關鍵路卡、重點部位等實現全面實時監控、智能預警報警和遠程協同指揮，對油氣區應急突發事件能夠快速響應、及時處置和有效取證，實現油田治安反恐防范管理從傳統管理模式向數字化、智能化模式的轉變。

關鍵詞：治安反恐防范;系統平臺;智能預警報警;輔助決策

中圖分類號：TP309文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）22-0086-04

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

長慶油田工作區域橫跨陜甘寧蒙晉5?。▍^）15市61縣（區、旗），所處地區作為“三股勢力”人員北上南下、東進西出的“通道”，歷來是暴恐分子逃匿中轉、潛藏蟄伏、實施滲透的重點地區，面臨的暴力恐怖活動的現實威脅明顯上升，這種特殊的地理位置和油氣行業特殊性，加大了治安反恐防范工作的復雜性、艱巨性。伴隨油田二次加快發展進程不斷深入，各業務領域在提升管理效率、應用管理范圍等方面的需求不斷提升。目前油氣田安保防恐的指揮調度和應急處突等手段主要依靠人工進行簡單的語音對講，還不具備各部門、上下級之間跨區聯動、統一指揮和快速高效協同能力。近年來，隨著社會經濟的飛速發展，在油區也治安管理上呈現出技術手段先進化、多樣化，并具有隱蔽性，治理難度逐漸增大，歷史案件查詢、報表數據分析、重要臺賬記錄等基礎信息資源得不到充分共享，數據價值難以體現，信息孤島的屏障還未徹底打破。隨著物聯網、人工智能等新技術的不斷成熟和應用，依托現場安防設施，網絡傳輸資源，利用成熟的信息系統集成技術，優化整合油氣田區域治安保衛等各方面業務的有效資源，打通保衛各業務、各專業之間的工作壁壘，優化布局，形成油氣田保衛防范工作整體合力，將傳統的治安反恐防范管理模式逐步向數字化、智能化的方式轉變，搭建統一的指揮調度和信息管控平臺，是實現油氣安保防恐信息化管理和現場實戰能力必然趨勢。

2 現狀及需求分析

2.1 信息化現狀

近年來，油田快速發展的數字化建設浪潮已深入到了油田生產、安全的方方面面，極大地提升了企業工作效率。但主要服務應用集中在生產環節，在油氣區治安反恐防范管理上還處于初期階段。目前長慶油田現有安保防范技術措施仍依托各油氣生產單位已建的生產指揮平臺。且尚無其他管理、運維、分析等基礎資源設施，運行過程中還存在以下幾個問題：

1）治安反恐防范體系尚未形成自下而上的安保體系網，缺乏中心預警、應急指揮的安保機制，應急管理體系相對單一;

2）視頻智能化應用只局限在簡單的視頻報警（例如：越界偵測、入侵報警等），且極少部分視頻點位實現上述功能。大部分視頻監控只具備實時顯示的功能;

3）各油氣生產單位的視頻監控仍采用模擬攝像機，不符合治安反恐防范要求的高清視頻監控標準，功能上不能滿足段安保防恐需求。如周界入侵報警、出人口智能控制管理、語音預警告警、遠程語音指揮調度等尚未全部建設和納入系統統一管理，更缺乏系統的數據共享、預警聯動。

2.2 差距分析

目前油田已建設的視頻監控系統、遠程智能門禁系統、拉運罐車GPS管理系統、電子值勤系統、周界入侵報警系統及出人口智能控制系統等，這些系統大部分在功能上各自分工，系統資源屬性單一，在資源共享、業務整合上還沒有融合，主要差距有以下幾個方面：

1）現有視頻監控系統體量較大，部分監控仍為模擬攝像機，不具備高清和入侵報警功能，重點區域（如：簡易加熱爐、邊緣場站）還存在監控盲區，同時視頻監控在各個廠區甚至各個裝置區內都是獨自建設，沒有經過統一規劃，導致分布點不均衡、建設無序及重復，遇事無法做出及時應對;

2）視頻監控、遠程智能門禁、拉運罐車GPS管理、電子值勤、周界入侵報警及出人口智能控制等系統只實現了常規部署和功能，沒有將相關系統進行聯動處理;

3）視頻監控系統與生產數據采集系統沒有實現信息交互或信息聯動，沒有在統一平臺下的業務優化，無法配置全局預案，運行管理效率不高。

2.3 功能需求

2.3.1 指揮調度功能

1）實時監控。實時獲得場站前端監控區域內清晰的監控圖像，實現24小時不間斷監控。同時可以對帶云臺設備進行云臺操作，對視角、方位、焦距的調整，實現全方位、多視角、無盲區、全天候式監控。

2）實時分析。通過前端攝像機和后端智能分析服務器，對于重要區域采用智能分析技術，通過行為分析和智能跟蹤的方式，實現安全防范監控，主要對穿越警戒面、區域入侵、進入區域、離開區域等多種行為進行識別和觸發報警。

3）人車識別。通過場站出人口部署控制柵欄和攝像機，對進入的人員和車輛進行抓拍，識別車牌信息及車型，內外部人員數據信息庫對比，并與數據庫特征信息進行比對，確認人員及車輛的進出權限。

4）錄像存儲。前端的視音頻信號接人視頻處理單元存儲數據，達到前端存儲的需要;采用磁盤陣列或硬盤錄像機進行存儲，以供事后調查取證。

5）智能檢索。通過智能檢索后端服務器，支持基于智能偵測事件的快速檢索，基于區域入侵、越界偵測的錄像后檢索，可在回放中自定義智能規則快速檢索和錄像搜索。

6）語音功能。通過語音對講，指揮系統平臺能夠和前端設備設施聯動進行語音告警驅離和喊話部署任務。

2.3.2 綜合管控功能

1）視頻集成。利用集成技術，實現多路視頻的集中管理及關鍵視頻的統一存儲，搭建統一的管理平臺，接人不同廠家品牌視頻，并完成視頻接人;采用油田網絡將視頻接人平臺，不具備油田網絡條件的作業現場采用公司APN 4G通道接人平臺。

2）遠程指揮。將現場指揮與視頻采集設備高度整合，實現移動設備實時監控的功能，從而構建事發后的應急報警系統、現場督查取證系統以及指揮調度系統，滿足無線督查現場的需求，實現安保防范各系統與業務處理相融合。

3）處置預案。通過視頻監控系統和其他輔助系統關聯，提供視頻預案：客戶端聯動、電視墻聯動、報警錄像等。使業務部門第一時間了解和掌握現場動態，迅速反應，提高應急處突的時間效率。

4）智能分析。利用人工智能、機器學習和模型訓練等，對非法人員/車輛闖入、人臉識別、異常行為等進行智能報警、實時提醒和一鍵聯動。

5）行為預測。通過地圖、道路等數據分析，結合現場異常監控，準確分析可疑人員和車輛可能出入的位置，協調其他區域指揮中心實現聯合處置，實現精準預測、提前布控。

2.3.3 系統管理功能

1）系統管理。通過平臺軟件部署進行全方位管理，提供中心管理、Web服務、認證授權、日志管理、資產管理、地圖管理、流媒體服務、存儲管理、文件備份、移動服務、報警管理、等綜合信息管理服務，提高整套系統的工作效率。

2）指揮中心?；诮y一平臺和大數據，通過標準化模式建設、標準化運作體系，實現資源優化、預案統籌、協同作戰，為新形勢下油氣田安保防恐工作開創新的管理模式。

2.3.4 終端裝備功能

1）單兵裝備。移動對講、一鍵呼叫、GIS定位、視頻拍攝和數據通信的單兵終端，可以和移動指揮中心通信，單兵之間的直接通信。

2）班組裝備。以移動指揮車為中心，連接多個單兵終端，實現臨時組網、遠程通信、移動指揮等功能。

2.4 非功能需求

2.4.1 標準化需求

長慶油田油氣安保指揮系統平臺需建立各類技術標準和規范，對已有的技術標準和規范做進一步補充和完善，逐步建立起完整的技術規范，建設的內容分為兩部分：一是明確可以遵循執行的國家和行業標準規范;二是制定或完善系統平臺建設中應用的標準規范，包括：前端設備標準、基礎網絡標準、信息資源標準、應用支撐標準、應用標準、安全標準、管理標準等。

2.4.2 數據管理需求

基本信息需求主要包括：各監控點產生視頻流、視頻平臺存儲、智能識別分析后的數據信息、平臺聯推送的視頻、預警告警信息、數據分析平臺進行數據清洗、數據分析;平臺視頻解碼、數據呈現顯示控制。

3 設計與實現

3.1 設計思路

以油氣田治安管理、安保防恐、生產保衛等綜合治理工作內容為核心，搭建油氣安保指揮系統平臺，包含指揮調度和信息管理兩個子系統，充分利用已建數字化系統涉及安保防范的前端設施，集成融合關鍵區域安防視頻監控、周界入侵報警、出人口智能控制、語音預警告警、遠程指揮調度等系統應用，發揮各系統間整體聯動優勢，實現集中監控、多級應用、聯動報警、快速響應、統一指揮和聯合行動。

1）終端采集層：包括數據采集智能設備設施，如高清視頻攝像機、基于振動光纖的電子圍欄、人臉識別設備、語音對講及擴呼設備、車牌識別設備、視頻會議設備、無人機、移動指揮車、單兵智能終端等;

2）統一云平臺：系統部署在長慶油田駐地云平臺，使用配套的云資源，包括服務器、CPU、存儲、網絡、操作系統、數據庫，以及用于云服務、支持微服務架構的云管平臺等;

3）數據層：基于長慶油田的區域數據湖，構建油氣智能安保指揮系統數據池。包括實時數據庫、業務主數據庫、應用數據庫、大數據倉庫等內容，建設重點涵蓋數據采集、數據管理、數據人湖、數據治理、安保防恐大數據倉庫建設等;

4）服務層：與安保防恐業務相關的基礎服務包括：人臉識別服務、車牌識別服務、音視頻服務、大數據分析服務、認知計算模型服務、統一身份認證服務、報表服務、GIS地理服務等。與安保防恐指揮系統的專項服務能力和服務中臺包括：智能調度、警情聯動、智能預警、智能報警、智能預測分析、跨區協同、地理分布、黑白名單、智能預案和智能布控等。這些服務中臺能力是安保業務的核心驅動引擎;

5）應用層：基于微服務架構，在數據湖和服務中臺上構建業務自治、體量恰當、按需配置、快速迭代的微服務集合，并組成松耦合的業務集。業務集包括用于實時調度指揮的智能運行指揮平臺、智能決策管控平臺和安保指揮中心。

3.2 指揮調度子系統方案設計

指揮調度子系統包括安保視頻智能監控、周界入侵聯動報警、出人口智能監控、語音預警，/語音報警、車牌人臉識別、遠程指揮調度等功能模塊，實現指揮調度遠程可視化與現場聯動的效果。

3.2.1 安保智能視頻監控模塊

以地理信息系統（ GIS）為基礎，以區域視頻監控為核心，融合現有視頻監控系統、一鍵報警系統等安保防恐技防設施，結合安保防恐視頻監控工作需求，開發視頻智能分析篩選程序，能夠信息查詢、車輛軌跡追蹤、報警聯動處置、數據信息展示。實現異常視頻彈出及時發現并動態追蹤監控目標或區域，避免人工長期觀察造成的監控疲勞和預警滯后，提升監控防范環節的簡潔化、規范化管理和精準化。

3.2.2 周界入侵報警聯動模塊

實時監控布設在圍界的傳感器，在系統平臺實現指令控制?？刂凭娴拈_啟、關閉以及現場復位。當收到傳感器的報警數據后，系統自動進行綜合判斷，判斷入侵情況并提示巡邏值守人員進行處理，同時提供現場視頻圖像進行復核。前端探測設備與視頻監控等聯動，準確、及時報告入侵異常事件，及時定位目標并向系統平臺發出報警，自動記錄報警時間、位置、視頻、圖像等信息，滿足重點部位對報警單獨或協同處置的要求。

3.2.3 出入口智能控制模塊

通過網絡將已安裝的出人口門禁管理系統集成到指揮調度系統平臺，與系統中人員信息庫進行關聯，建立自動對比判斷機制，并實現設備遠程控制功能。當出入口控制系統發生任何報警事件時，安保管理人員能即刻對手動調用或者按既定策略自動彈出的相對應實時視頻進行復核，根據內外部人員身份識別等不同的事件要素對現場進行控制。

3.2.4 語音預警報警模塊

關聯現場已安裝的播放設備，利用網絡進行遠程語音傳輸，并實現語音觸發播放功能，通過觸發條件自動播放警告信息。結合自動感應設備，對進入安防區域的人員、車輛進行自動語音預警，提醒出入人員注意安全事項，對安防現場進行遠程語音廣播喊話，并向安保管理人員推送報警信息，以語音預警告警的方式取代傳統的人工喊話值守，提高常駐安保人員的工作效率。

3.2.5 車牌人臉識別模塊

利用機器視覺和算法模型，實現對重點部位的人臉、車牌準確識別，自動發現和識別異常人員和車輛。利用長慶油田人臉庫、車牌庫，可以精確識別出非油區工作人員和非油區車輛，實現非法闖人預警報警。

3.2.6 遠程指揮調度模塊

利用網絡呈現遠端現場，跨地域的指揮調度現場公安保衛力量，通過視頻、語音、文字、數據等信息綜合的指揮手段與現場人員進行通訊，開展視頻調度及語音調度，指揮調度各種復雜環境下的現場業務，遠程進行單點與多點互聯互動，多組與多級指揮，將不同地域的安防指揮與處置變成有機整體，實現“一點突發、多點聯動”應急處突格局。同時配套和集成車載移動指揮、移動智能單兵、無人機等終端需求設備，將現場圖像信息、視頻畫面、語音通話、軌跡定位等快速回傳和應用到指揮現場，實時遠程可視化指揮，提高對突發事件的反應速度和處理效率。

3.3 信息管理系統方案設計

基于長慶油田數據湖和主數據建設，配套建設完善的安保數據、檔案資料數據庫，對各類安保人員信息、物防設施、技防設施、應急裝備配置等信息全面記錄;對各類業務資料報表、案（事）件統計進行填報，系統自動分析、生成趨勢曲線，進行資料云存儲、數據云分析，減輕資料上報工作強度;建立重點工作督辦機制，實現各類業務全面跟蹤與管理，利用大數據技術對各類不法活動、危害活動進行統計分析.識別地理分布特征、時間分布特征、活動規律等，分析安保漏洞，提前進行預防，實現治安反恐防范管理過程信息化。

3.3.1 安保主數據管理模塊

基于長慶油田統一數據庫的主數據技術，對安保相關的各類主數據進行統一管理。包括場站主數據、井站道路主數據、人員主數據、地理數據、車輛主數據、物資裝備主數據等。形成數據引用、參照的標準，為后續的數據采集、數據治理夯實基礎。

3.3.2 數據臺賬管理模塊

建立安保防恐檔案資料信息數據庫，結合現場自動采集數據與人工錄入數據，實現資料檔案的數據電子存儲，隨時隨地查詢分析和共享使用，日常工作在線部署、丁作任務反饋、重點工作督辦督查，能夠實現PC電腦端和手機移動終端同步登錄。

3.3.3 業務流程管理模塊

實現業務全流程、全鏈條管理，通過流程設計、自動化運作、業務數據表單化、表單采集移動化等手段，實現理順業務運作、工作協同、數據沉淀、過程監控、考核評價等。

3.3.4 重點工作督辦模塊

以油區治安反恐防范年度工作目標、績效考核任務、重點工作任務為主進行跟蹤、監督，實現對各任務目標的進展進行督辦、催辦和審核。尤其是針對任務周期長、階段較多的任務，建立常態化的督辦機制。

3.3.5 預案和布控管理模塊

預案和布控管理主要是預案管理、預案演練、處突指揮和智能布控。對油氣區不法活動和潛在風險制定預案，通過全局預案的制定和演練，結合視頻、周界、聯動報警等，做到第一時間了解和掌握現場動態，迅速做出反應，提高應急處突效率。

3.3.6 視頻集成管理模塊

將安保防恐各類視頻數據進行集成，包括重點部位監控點產生視頻流、智能識別分析后的數據信息、平臺聯推送的視頻/預警告警信息等。通過視頻集成技術實現統一平臺存儲、多路切換、視頻畫面共享、視頻智能自動化分析、關鍵幀自動截取和分析推送等。

3.3.7 安保隊伍管理模塊

對內部安保隊伍進行精細化管理，結合長慶油田員工智能服務平臺，實現安保隊伍人事檔案、人臉庫、考勤、薪酬的統一管理。利用人臉識別，可以對安保人員的身份及檔案進行快速認證，消除安全隱患。利用人證識別等技術，可以對現役及新人職的安保人員進行摸底，查詢其前科案底，保障安保隊伍的整體素質。

3.3.8 社會化隊伍管理模塊

外包隊伍管理包括外包人員基本信息、基于人臉庫的認證管理、外包單位及人員評價和準人等。利用信息化手段，對外包隊伍進行嚴格有序的管理。

3.3.9 安保大數據管理模塊

通過安保大數據建設，從各類數據信息中（監控數據、周界數據、門禁道路、報警預警、突發事件和人工上報）發掘數據規律，從而為決策優化提供依據。

3.4 配套終端及組網方案設計

油氣安保指揮系統平臺與終端設備進行集成互聯，形成完整的遠程調度指揮網絡體系?？紤]到部分區域應急指揮現場網絡條件差，不具備移動設備的圖像傳輸條件時，應急指揮車可搭無線專網圖傳系統。無線專網為移動終端到指揮車之間建立可靠的高帶寬網絡，實現現場的應急指揮。在需要與安保指揮中心系統平臺連線時可通過衛星網絡建立連接。用于支持移動終端的部分，利用VPN以支持來自外網的訪問，平臺采用基于勘探開發夢想云的微服務架構。

4 預期效果

4.1 實現油氣田保衛工作的集中一體化管控

建設油氣田安保指揮系統平臺，及時掌握區域治安環境動態、重點目標防范及綜合治理等情況，為油氣田治安管理和安保防恐提供精準科學的決策依據。

4.2 實現油氣田保衛管理模式向現代化轉變

對油氣區生產，輸油管線、車輛運行、人員值守、關鍵路卡、重點部位等安防設施進行全面實時監控、預警報警和遠程指揮，對油田區域應急突發事件能夠快速響應、及時處置和有效取證，實現油田治安防范管理從傳統管理模式向數字化、智能化的新模式轉變。

4.3 實現油氣田保衛業務管理過程信息化

優化整合現有業務資源，對人員管理、資料報表、業務流程、指標考核、工作動態、數據分析等內容進行分級分類，建立統一數據信息庫，進一步理順工作流程、程序及崗位職責，實現保衛業務管理過程的信息化。

參考文獻：

[1]孫瑩.基于GIS的應急指揮系統平臺分析與研究[J].電子測試，2017（21）：40，52.

[2]鄧宇輝.現代應急指揮中心的信息化系統建設[Jl.智能建筑與城市信息，2011（10）：31-38.

[3]王洪忠.油田治安保衛業務管理系統的設計與實現[D].廈門：廈門大學，2013.

[4]張劍.基于內容的智能視頻監控關鍵技術及在公共安防中的應用研究[D].杭州：浙江大學，2007.

【通聯編輯：梁書】

作者簡介：王歡（1984-），男，信息工程工程師，長慶油田公司保衛部安保防恐科，主要從事油氣生產物聯網系統建設與管理，治安反恐防范重點目標技術防范等工作。