石油、石化企業在國家經濟和其所在的地方經濟中承擔著重要角色，保障石油開采、油氣運輸、生產煉化、石油化工等各個環節相關設備的正常運轉成為石化企業的重要工作之一。中國石化已實現對所屬煉化企業的工業監控系統的平臺化改造，建成了目前國內規模最大、區域最廣的聯網監控系統之一，成功實現煉化、銷售、管道、油田各個板塊視頻監控系統的整合。

應用背景

石油石化視頻監控應用分為兩個部分，一是工業電視系統，主要應用在生產環節;二是綜合安防系統，主要用于園區安保監控。過去不僅工業電視系統和安防監控系統相互獨立，就連用于各廠區的生產監控系統也互不相連，可以說“封閉”和“獨占”是這些系統的特點。而隨著企業對生產、生活等各方面綜合管理程度的不斷提高，尤其是生產調度和應急系統建設需求的出現，使得將原有工業電視和安防監控系統進行技改整合和聯網共享變得越來越迫切。

中國石化所屬27 家煉油企業、27家化工企業，此外還有多家油田、銷售等板塊企業共有400 多套工業電視系統，主要分為矩陣（包括部分含有網絡硬盤錄像機的矩陣系統）、硬盤錄像機（包括部分網絡硬盤錄像機）、磁帶錄像機、視頻服務器、簡單的模擬系統（含畫面分割器等傳統系統）等不同類型。各下屬企業雖已架設完善的局域網，但目前企業工業電視以傳統模擬系統為主，并具有以下特征：

· 各企業監控信息點多、系統復雜、設備種類多、結構不統一;

· 工業電視在石化企業的應用時間長，各企業的系統基本為傳統系統與先進的數字系統共存;

· 部分企業使用的設備供應商已經改制或其產品轉型，目前已無法提供相關完善的服務;

· 部分企業已新增數字化網絡視頻監控系統，但由于種類繁多，缺乏行業標準，互連情況較差，且產品質量良莠不齊;

· 各企業與總部網絡平臺的出口帶寬僅2Mbps，并且在此平臺上運行有大量的信息系統及應用系統，無法滿足大量的視頻信息傳送。

系統架構改造解決方案

系統架構的改建主要集中在接入改造上，綜合煉化企業工業電視系統現狀，既有主流的DVR系統，也有較陳舊的PC-DVR系統，同時還有部分模擬矩陣系統。綜合分析提供兩種接入改造方案：一種是純硬件的接入改造，二是純軟件的接入改造。兩種技術方式各有特點，結合各企業煉油調度指揮系統工業電視子系統特色，最終選擇綜合方案，結合27家企業的現狀選擇針對性的接入方式，確保數據安全、擴建可行、系統先進。

硬件接入改造是一種技術難度最低的改造方式，它是在所有原系統保留的基礎上，對前端所有視頻資源按照1:1無收斂的方式完全編碼傳輸。由于這種方式并不對原有系統做任何改動和對接，而且編碼、傳輸、管理完全是同一系統來完成，所以技術風險低，圖像效果有保障，實施周期短。

軟件接入改造則是一種技術難度較高的改造方式，它是在所有原有系統保留的基礎上，采用SDK開發的方式用新的管理平臺對接原系統中的數字化設備，如DVR數字硬盤錄像機設備。此種接入方式充分利用煉化企業已經建設的資源，對于主流嵌入式DVR系統的聯網監控可以快速部署。

對比兩種接入方案優劣，最終確定接入改造解決方案。

1.以軟件平臺數字對接前端DVR設備為主;

2.對于尚不兼容的DVR設備或者大量采用數字化監控系統的企業，通過平臺做SDK接口開發或更新DVR系統軟件后實現數字對接;

3.針對沒有數字化設備的煉化企業，采用硬件對接作為補充。

根據筆者所在公司在IP領域的積累，在多品牌、多結構、復雜部署的系統面前，實現看、查、控、報警、對講等具體功能的高度統一，達到良好的兼容效果，系統具體改造方案如（圖1）架構所示，各煉化企業涉及不同的工業電視系統，通過詳細調研分類統計出四種改造和接入方式，涵蓋了此次煉油調度指揮系統工業電視子系統的改造方式。

方式一：對于前端是主流嵌入式DVR（部分特殊的PC-DVR和大量第三方數字監控系統）的煉化企業，系統將部署DVR接入服務器，實現對本企業全部DVR設備的信令和媒體處理和轉發。

方式二：對于前端是PC-DVR，且無法提供SDK和DVR廠商的SDK技術支持，則采用更換該PC-DVR的方式，采用硬盤錄像機，通過企業的接口服務器接入平臺。

方式三：對于前端是非主流嵌入式DVR的煉化企業，由于無法提供SDK和DVR廠商的SDK技術支持，則采用更換該非主流DVR的方式，采用硬盤錄像機，通過企業的接口服務器0接入平臺。

方式四：對于前端為純模擬矩陣的工業電視系統，只能通過視頻編碼器對模擬系統（包括無法開發的V-S系統和純模擬矩陣系統）進行二次編碼改造，如果模擬前端的數量較少，則采用1：1全編碼方式實現;如果模擬矩陣前端的數量較多，則采用4路編碼器的控制接口并接矩陣的控制線，利用平臺的切換功能控制矩陣的輸出通道和前端攝像機的云臺，減少編碼器的數量和投資。

項目特色

總部、分公司分級分域組網

中石化各分公司或煉化企業園區自身建設有大規模監控系統，故監控聯網的設計必將采用分級分域的策略，即各分公司或煉化企業作為二級平臺（基層域），實現本公司或煉化企業內部監控系統的接入，同時實現對所有設備和資源的管理;石化總部作為一級平臺（上級域）實現與各分公司或煉化企業監控平臺的對接，進而實現對全網視頻資源的調用。

因地制宜、保護投資

該項目的建設原則是“最大限度的保護企業原有系統投資”、“盡量不改變企業工業電視現狀”，所以采用了“以軟件集成為主、硬件集成為輔”的設計策略。由于其數據網帶寬較低無法滿足所有圖像向石化總部集中存儲的需要，故部署了帶存儲編碼器，實現監控圖像本地存儲;還有部分企業由于建設時間較短、設備較新，需要對原有監控系統進行利舊保護，根據企業設備的具體品牌、型號進行了深化設計，提供了不同的接入方案。對于主流式DVR設備，通過在分公司（煉化企業）部署代理服務器實現軟對接;對于非主流嵌入式DVR品牌和PC-DVR品牌，通過在部署視頻分配器和帶存儲編碼器的方式，由VM視頻管理服務器統一管理。

統一開放的一體化解決方案

提供了含括監控系統中編解碼器、網絡存儲設備、網絡系統和管理平臺四大基礎組件，可供中石化用戶在未來提供更全面的系統服務。

通過四大組件特性的相互融合，優化了系統架構，提高系統整體效能、可靠性和性價比，同時可以有效滿足用戶的定制需求。

高清晰低時延的視頻瀏覽

對于原有的主流系統，可實現開發接入，軟件集成，此時圖像現實的清晰度主要取決于前端設備的圖像質量。

對于原有的非主流系統，可提供高清前端設備，以實現更加清晰的視覺體驗。

高清實時圖像質量：完全符合MPEG2//H.264等國際標準，FULL D1編碼帶寬最高可達4-8M（/H.264）～8-16M（MPEG2），業界最高的碼流支持提供更多的圖像細節和高清圖像質量。

高清回放圖像質量：基于TCP、iSCSI的獨立存儲碼流，保證可靠性同時保證了高回放圖像質量。

高實時性：通過交換機，具備低于300毫秒的實時性能，滿足專業客戶的苛刻需求。

系統安全可靠

中石化應急指揮監控聯網系統是一個為中石化用戶提供視頻服務的平臺，它最大的安全風險在管理軟件平臺。軟件平臺主要包含各個業務管理子系統，其中涉及到非常重要客戶信息和平臺管理信息，平臺管理子系統還涉及到設備配置信息、路由信息、網絡管理信息。因此，必須采取措施保證其安全性。

此軟件平臺可以實現基本的防攻擊、防非法侵入、防病毒等要求，還可以保證只有合法用戶可以訪問和使用網絡視頻監控系統提供的服務，保證用戶只能點看接受許可的前端設備，查看有權限使用的監控點的視頻監控圖像;保證用戶保存在系統中的視頻文件的安全，不會被其它用戶甚至是系統管理員私自查看。

該軟件平臺主要工作是完成與實時點看、歷史圖像回放的業務的信令處理，因此系統資源占用較小，負荷小，故障率大大降低，可靠性大大提升。即便服務器宕機，在3-5分鐘內視頻圖像仍然可以恢復。

全國實施和售后保障

除技術難點以外，中石化分公司遍布全國各地：西至新疆、南至海南、東至鎮海，北則覆蓋華北大部，如何保障多個實施團隊同時進行現場勘查、安裝調試是對供應商的最大挑戰，以往此類項目經常遇到原廠難以保證足夠的資源投入導致項目實施周期嚴重超期或者全網聯調效率低下等問題。

在此項目中全國同步投入資源保障，滿足了多個實施團隊的同步進行，在項目規劃的周期內圓滿完成了實施和聯調，確保中石化生產運營系統工業電視子系統如期投入使用。

實施效果

中國石化煉油生產調度指揮系統工業電視子系統采用數字視頻監控技術，充分利用中國石化及各下屬企業現有工業電視系統資源及網絡資源，實現對所屬27 家煉油企業、27家化工企業和多家油田、銷售企業的工業監控系統進行平臺化改造，通過軟件開發和硬件集成的混合方式，以中國石化專用網絡平臺為依托，實現石化總部級工業電視平臺與各企業原有工業電視系統新平臺的集成整合，成功建設了這一目前國內規模最大、區域最廣的聯網監控系統。

位于中國石化集團總部21層的生產指揮調度大廳經常迎接黨和國家領導人、各省、市地方代表、各中央直屬企業代表的參觀和考察。在中國石化生產指揮調度中心，可以隨時調閱中石化原油開采、運輸、生產、銷售等各個環節的信息和數據，也能夠調用下屬各地二級單位煉油裝置的工業電視圖像，未來還將在現有的煉油板塊之外，陸續擴容化工、銷售、油田等其它板塊的工業電視資源，實現石化生產工業電視的統一聯網整合。調度中心已成為集數據采集分析、GIS地理地圖、GPS全球定位、工業視頻聯網等多業務于一體的交互式應用平臺。

此外，中國石化總部還能通過該系統對重大事故的現場進行遠程指揮，并對重大事件的歷史圖像進行遠程調閱和備份。2010年某日下午，某煉化分公司出現生產事故。操作工發現后立即報警，分公司即刻啟動A級應急預案。集團總部通過調度系統工業電視子系統遠程調閱最近的攝像頭以查看現場圖像進行遠程指揮，全程參與事故處置。 30分鐘后，事故得到控制，未造成人員傷亡，同時其他生產裝置未受影響，生產正常。

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