油库生产的可视化调度系统综述

油库生产的可视化指挥调度系统
总述
摘要
在石油石化相关企业对提高生产效率和安全生产意识不断加强的今天，视频指挥调度系统提供了更为成熟的解决方桉。

油库可以采用可视化指挥调度系统平台，实现远程实时音视频双向交互技术，达到总公司、分公司到油库之间的远程监控互联、视频会议交互、统一管理调度和报警联动等多种业务的综合应用需求。

实现双向调度、应急指挥的及时性、可视化，使企业实现日常巡视管理、生产任务调度、生产计划下达、综合应急联动、事故快速处理的高效性，同时实现视频信息共享网络化。

从而最大限度地提高生产效率；在安全生产方面，平台可以与其现有生产指挥系统相结合，成为高效的安全保障系统，从而提高事故预防和应急处置能力，做到从容应对、快速处理；此外系统还可以在复杂的生产过程中进行资源配置、现场生产调度、生产进度控制和质量监督。

企业决策者能够及时掌握企业运作情况，查看各单位的生产实况，及时召集有关人员部署生产计划和生产流程的现场会议和调度会议等。

关键词：油库、可视化指挥调度、实时音视频双向交换
一、油库的介绍
油库是用来接收、储存和发放原油或原油产品的企业或单位。

同时，油库也指用以贮存油料的专用设备，因油料具有的特异性用以相对应的油库进行贮藏。

油库是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。

1、油库的作用、分类、分级及发展
（一）作用：
1.生产基地用于集积或中转油料；
2.供销部门用于平衡消费流通领域；
3.企业部门用于保证生产；
4.国家战略储备。

（二）分类
（1）、按油库的管理体制和经营性质可分为独立油库和企业附属油库两大类。

独立油库是指专门从事接收、储存和发放油料的独立经营的企业和单位。

企业附属油库是工业、交通或其它企业为满足本部门的需要而设置的油库。

（2）、按主要储油方式可分为地面（或称地上）油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石洞库和海上油库等。

地面油库与其他类型油库相比，建设投资省、周期短，是中转、分配、企业附属油库的主要建库形式，也是目前数量最多的油库。

（3）、油库还可按照其运输方式分为水运油库、陆运油库和水陆联运油库；按照经营油品分为原油库、润滑油库、成品油库等。

4、油库按照油罐的总容积划分为小型油库，其容积为一万立方米以下，中型油库其容积为一万至五万立方米，大型油库其容积为五万立方米以上。

（三）分级
油库主要储存可燃的原油和石油产品。

大多数储存汽油、柴油等轻油料，有些库还储存润滑油、燃料油等重质油料。

油库的储油容量越大、轻质油料越多、业务范围越广，其危险性就越大；一旦发生火灾或爆炸等事故，影响范围大，对企业和人民的生命财产造成的损失也大。

因此从安全防火观点出发，根据油库总储油容量大小，分成若干等级并制订出与之相应的安全防火标准，以保证油库的建设者更加合理和长期安全运营。

国家标准《石油库设计规范》（GBJ24）根据油库储存油料总容量多少将油库分为四个等级。

不同等级的油库安全防火要求有所不同。

容量愈大，等级愈高，防火安全要求愈严格；油品的轻组分愈多，挥发性愈强，防火安全要求也愈严格。

总油库库容5万立方米以上的油库为大型建设项目。

等级划分：
总容量/m&sup3
一级50000至50000以上
二级10000至50000以下
三级2500至10000以下
四级500至2500以下
其中，总容量系指石油库的公称容量和桶装油品设计存放量之总和，不包括不但任长期任务的辅助罐以及石油库自用油品储罐的容量。

如石油库有加油站时，其油罐也不包括在总容量内。

（四）发展
随着我国石油工业的飞速发展，油库发展也很快，除了石油系统、供销系统和军事系统建有一系列专用油库外，其他企业，如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库，以保证运输和生产的正常运行。

二、油库生产的可视化指挥调度系统
石油石化工业在我国国民经济和社会发展中居于举足轻重的战略地位，同时也是一种高危险性的行业，具有易燃易爆、有毒、强腐蚀性、生产连续等特点。

石油石化工业的生产安全问题是国家和政府一直关注的问题，生产安全的信息化从而成为能源生产领域信息化的重中之重。

1、可视化指挥调度系统的优势
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、危险性大等特点。

而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需求非常多。

油库可以采用可视化指挥调度系统平台，实现远程实时音视频双向交互技术，达到总公司、分公司到油库之间的远程监控互联、视频会议交互、统一管理调度和报警联动等多种业务的综合应用需求。

实现双向调度、应急指挥的及时性、可视化，使企业实现日常巡视管理、生产任务调度、生产计划下达、综合应急联动、事故快速处理的高效性，同时实现视频信息共享网络化。

当油库现场发生突发性意外事故时(油料泄漏、设备严重故障、可疑人员在油罐附近游荡、火情预警等情况)，现场人员不能解决，各级领导、相关专家或协同部门负责人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，将事故损失降到最低水平。

2、可视化指挥调度系统的设计
（一）、系统总述
建设油库生产视频调度指挥平台，将油库各个监控系统、各种信息管理系统整合到一个统一的平台上来，并结合安防监控平台的多级角色权限管理来实现总公司对下属机构的“可视化”管理，以及总公司对下级进行的集中指挥调度。

可视化指挥调度系统平台可以采用先进的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。

油库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、控制中心子系统
控制中心子系统部署在总部机房，由核心综合视频交换机、流媒体转发服务、视频录像服务器组成。

该子系统的主要作用是：完成信令和控制信息交换、调度以及系统管理。

控制中心子系统是该平台的核心设备，根据应用的规模情况，可做到控制中心核心设备的级联，满足大规模应用。

2、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，工作人员可以对石油石化设施情况进行全程的监控和录像。

用户还可以按实际网络环境要求来实现视频录、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。

3、监控前端子系统
监控前端子系统由环境监测装置、网络摄像机及DVS或DVR组成，部署在重要的监控点现场。

主要作用是：通过安装在现场的网络摄像机，采集现场音视频并把采集的数据上传。

（二）、本系统的技术亮点
在技术上，可视化指挥调度系统平台可接入目前国际、国内多厂家的视频监控系统并实现集中监控、统一管理；可接入视频会议系统并实现与视频会议的互联互通；可接入电话语音系统并实现与固话和手机的双向语音通信；可接入各种应用系统的显示数据并实现集中显示和集中监管，从而最终达到各种视频及语音系统的全能接入、全能调度、全能融合和全能呈现。

技术上具有以下四项“全能”特色：
（1）、全能接入：接入视频监控、视频会议、VOIP电话、无线音视频、专业影像等。

（2）、全能调度：实现语音、视频和数据的实时调度、应急处置。

（3）、全能融合：实现平台的统一控制、统一管理、互联互通。

（4）、全能呈现：多业务透明采集、远程传送、集中显示。

在项目应用中，可视化指挥调度系统平台在指挥调度中通过实现主动选择、合成显示、多用户复用、物理安全隔离等特效功能。

使得各级指挥者在实时监控现场的同时，能够完成与相关部门和现场人员语音、视频、数据的双向可视化交互，实现高效远程决策、实时调度和应急处置。

（三）、平台应用效果
1、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，实现公司集中管理、统一调度、统一指挥。

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各油库等，具体内容包括：
总公司和下属油库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；
总公司和下属油库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；
总公司和各下属油库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。

2、强大的指挥调度功能
系统支持传统的单呼、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。

应用证明，综合视频指挥调度系统的建设产生了五大效果：一是确保企业的安全生产、运输；二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；五是提高了企业核心竞争力。

3、视频资源的统一整合
平台兼容多厂家视频编码器，多种系统互联互通，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。

提供多种品牌的智能分析功能，支持与标准H.323视频会议系统、语音通信平台的互联互通。

4、实现实时应急处置
方便的电话接入功能，平台通过电话语音网关实现传统电话接入生产指挥调度系统，实现了内部IP电话之间、内部IP电话和普通电话之间相互通话，召开电话会议，连接PSTN电话网实现与固定网/移动网的出局/入局呼叫，实现传统语音调度系统与综合视频调度系统互通。

使公司领导随时随地加入视频指挥调度会议，及时做出重要指示，当出现紧急事件时及时应急处置。

5、实现远程培训
双流传送功能，在视频会议状态下，双流指挥调度终端支持同时采集两路图像(视频流+PC画面)同步发送到各参会用户终端，并保持音视频同步，PC画面传送分辨率高达1600×1200。

接收端支持单屏切换显示、双屏双显。

可方便用于远程培训、远程互动技术交流等，既可提高工作效率还可以节约成本。

6、现场扩音呼叫对讲功能
当总调发现加油站、油库有安全隐患或者有异常情况时，可以利用语音对讲功能直接对现场工作人员喊话，提醒现场人员对安全隐患或者有异常情况及时处理，提高人员安全意识。

当生产现场人员有情况汇报时，可以利用本系统主动发起呼叫，并进行工作汇报，实现语音双向交流，提高工作效率。

（四）、系统主要硬件介绍
1、视频服务器
视频服务器是一种对视音频数据进行压缩、存储及处理的专用嵌入式设备，它在远程监控及视频等方面都有广泛的应用。

视频服务器采用MPEG4或MPEG2等压缩格式，在符合技术指标的情况下对视频数据进行压缩编码，以满足存储和传输的要求。

视频服务器的构成：
网络视频服务器是一种压缩、处理视音频数据的嵌入式设备，它由视音频压缩编码器、输入/输出通道、网络接口、视音频接口、RS485/RS232串行接口、协议接口、软件接口等构成。

随着音视频编码技术的不断发展和宽带网络技术的发展，视频传输的实现变得更容易和成本更低，使得视频传输的需求日益增长。

目前，在视频图像监控领域，数字化、网络化、智能化已成为一种发展趋势，数字视频图像监控系统也逐步进入大规模商业应用阶段。

和传统的第一代模拟视频监控系统相比，数字视频图像监控系统至今已经历了两个发展阶段：九十年代末期，利用计算机多媒体技术来实现视频图像的数字化监控，称为第二代准数字化本地视频监控系统，典型的产品就是数字硬盘录像机（DVR）；二十一世纪初期，以网络为依托，以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型数字监控系统横空出世，它不仅具有第一代本地数字监控系统所具有的计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点，而且依托网络，真正发挥了宽带网络的优势，通过IP网络，把监控中心和网络可以到达的任何地方的监控目标组合成一个系统，真正适应了目前对视频监控系统远程、实时、集中的需求，这就是第三代全数字化远程视频监控系统，典型的产品就是网络视频服务器。

2、网络摄像机及DVS、DVR
网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将影像通过网络传至地球另一端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器（如“Microsoft IE或Netscape）即可监视其影像。

网络摄像机内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。

网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品。

摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络总线传送到Web服务器。

网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。

工作原理：
网络摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户。

网络摄像机可以直接接入到TCP/IP 的数字化网络中，因此这种系统主要的功能就是在联网上面，通过互联网或者内
部局域网进行视频和音频的传输。

组成原理：
网络摄像机一般由镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。

DVS(digital video server)网络视频服务器、又叫数字视频编码器，是一种压缩、处理音视频数据的专业网络传输设备，由音视频压缩编解码器芯片、输入输出通道、网络接口、音视频接口、RS485串行接口控制、协议接口控制、系统软件管理等构成，主要是提供视频压缩或解压功能，完成图象数据的采集或复原等,目前比较流行的基于MPEG-4或H.264的图像数据压缩通过Internet网络传输数据以及音频数据的处理。

网络视频服务器是一种实现音视频数据编码、网络传输处理的专用设备，它由音视频编码器、网络接口、音视频接口RS422/RS485串行接口、RS232串行接口等构成。

DVR（DigitalVideoRecorder）硬盘录像机，即数字视频录像机，相对于传统的模拟视频录像机，采用硬盘录像，故常常被称为硬盘录像机，也被称为DVR。

它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能。

它是一套进行图像存储处理的计算机系统，具有对图像/语音进行长时间录像、录音、远程监视和控制的功能，DVR集合了录像机、画面分割器、云台镜头控制、报警控制、网络传输等五种功能于一身，用一台设备就能取代模拟监控系统一大堆设备的功能，而且在价格上也逐渐占有优势。

原理：
DVR采用的是数字记录技术，在图像处理、图像储存、检索、备份、以及网络传递、远程控制等方面也远远优于模拟监控设备，DVR代表了电视监控系统的发展方向，是目前市面上电视监控系统的首选产品。

一般分为：硬盘录像机，PC式硬盘录像机，嵌入式硬盘录像机等。

3、环境监测装置
环境监测装置是用于监测室内外环境各项参数的仪器总称，通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。

环境检测的过程一般为接受任务，现场调查和收集资料，监测计划设计，优化布点，样品采集，样品运输和保存，样品的预处理，分析测试，数据处理，综合评价等。

环境监测的对象：自然因素，人为因素，污染组分。

环境监测包括：化学监测，物理监测，生物监测，生态监测。

主要仪器
a、空气和废气监测仪器：
(1) 污染源烟尘（粉尘）在线监测仪用于在线监测污染源烟尘、工艺粉尘排放量（浓度或总量），包括测量相关参数：流量、O2、含湿量、温度等，是实现污染源排放总量监测的必备监测仪器。

(2) 烟气SO2、NOx在线监测仪用于在线监测烟气中SO2、NOx含量，通过流量测量，实现总量监测。

(3) 环境空气地面自动监测系统该系统用于空气质量周报、日报监测，
主要监测项目有：SO2、NOx、CO、O3、PM10等。

(4) PM10采样器用于采集环境空气中空气动力学当量直径10μm以下的颗粒物。

b、污染源和环境水质监测仪器：
(1) 污染源在线监测仪器污染物排放的总量监测要求浓度与流量同步连续监测，在线测流和比例采样是总量监测的基本技术手段，对于重点污染源还需要配备在线监测仪器。

(2) 流量计用于规范化的明渠污水排放口流量的在线连续监测仪器。

(3) 自动采样器用于污染源排放口具有流量比例和时间比例两种方式
的在线自动采样装置。

(4) 在线监测仪器用于工业污染源或污水排放口的在线测分析仪器。

监测主要项目有：COD、TOC、UV、NH4、NO3-N、氰化物、挥发酚、矿物油、pH等，应具有自动校正和自动冲洗管路功能。

(5) 环境水质自动监测仪器用于地表水环境质量指标的在线自动监测仪器。

水质自动监测项目分为水质常规五参数和其它项目，水质常规五参数包括温度、pH、溶解氧（DO）、电导率和浊度，其它项目包括高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）及氨氮（NH3-N）。

(6) 总有机碳（TOC）测定仪总有机碳（TOC）是反应水体有机物含量的指标，可用于污染源或地表水的监测。

4、音视频输入输出设备
音频设备包括音频输入输出设备，其包括：功放机、音箱、多媒体控制台、数字调音台、音频采样卡、合成器、中高频音箱、话筒，PC中的声卡、耳机等，其他周边音频设备：专业话筒系列、耳机、收扩音系统等。

此外，还有VOIP网络电话，它将模拟的声音讯号引经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP 网络进行语音讯号的传输，通俗来说也就是互联网电话或IP电话。

VOIP网络电话，中文就是“通过IP数据包发送实现的语音业务”，它使你可以通过互联网免费或是资费很低地传送语音、传真、视频和数据等业务。

视频设备包括其输入输出设备：输入设备上面已经介绍，包括网络摄像机、DVS和DVR。

输出设备液晶显示器LCD、LED。