海洋石油平台应急指挥系统设计与实现

何斌

（南海西部石油油田服务（深圳）有限公司 广东省深圳市 518000）

1 引言

为了达到安全生产管理需求，提高海洋石油生产保障能力、生产管理的精细化、智能化水平，最大限度地发挥海洋平台运营的效益。建设海洋平台应急指挥系统，通过信息集成展示、海上应急指挥和系统管理三个模块，实现对海上油田生产作业全方位跟踪、安全清洁生产、海上应急指挥调度等功能。

目前海洋石油平台应急指挥现状比较严峻：

（1）海洋石油平台视频采集系统覆盖面不足。

（2）海洋石油平台和指挥中心的现有联系方式只有语音电话，无法支持视频会议，视频无法传到指挥中心，指挥中心不了解现场情况，无法迅速做出正确的分析判断。

（3）海洋石油平台通信系统带宽受限，稳定性不足，应急状态下需要传输视频、图片等，同时进行多媒体调度指挥，现有状况无法承担应急指挥的任务。

为解决上述问题，系统以视频、语音、网络等多媒体应用为载体，按照科学性、系统性、实用性、适用性、经济性、节能性原则，并兼顾系统的可扩展性进行系统设计。

2 系统设计

基于海洋石油开采的工作状况，系统设计了陆地指挥中心、高通量卫星系统（KA）、海洋平台会议子系统（含固定会议和移动会议两个子系统）、海洋平台Wi-Fi 子系统和视频监控子系统五个部分。

陆地指挥系统设置在海洋石油陆地管理单位，是整个应急指挥系统的中心，承担着应急指挥的指挥核心职责。

高通量卫星子系统主要设备有卫星天线、网络设备等，主要功能是建立海上及陆地的高速网络链路，进行音视频、文件等的传输。

海洋平台会议子系统包含分会场会议中心子系统和平台中控室移动视频会议子系统两部分，会议中心子系统承担着对平台应急指挥的集中布置功能和中小型会议功能，平台中控室移动视频会议子系统是在平台重要部位单独设立的可移动的视频会议系统，承担着应急条件下的联动指挥职责。

为满足海洋平台数字化、智能化建设目标，越来越多智能化设备需要网络数据采集传输，结合应急系统建设设立海洋平台生产区工业Wi-Fi 系统，搭建生产区的网络环境，Wi-Fi 网络环境可以实现生产区到海上生活区及陆地的网络链路。现场人员可以利用防爆终端通过视频通话等方式将图片、视频、语音等实时接入指挥系统，便于讨论及决策。融入的话主要是并入同一个网络就行，简单来说就是都挂到网上。

平台视频监控系统主要是对海上关键区域进行图像监视和显示，视频信号通过高通量卫星系统（KA）回传至陆地指挥中心，陆地管理人员可以直观、实时的了解现场的实际情况，特别是应急状态下现场状况的实时掌握，便于讨论分析、制定方案等。

3 系统实现

3.1 应急指挥中心

图1：高清显示设备连接示意图

陆地应急指挥中心承担的主要功能包括三个方面：接收来自海洋平台的音、视频信号在高清显示系统中显示；与海上及其他会议方组织会议；应急状态下与现场召开会议沟通处置方案。

应急指挥中心由高清显示系统、数字会议系统、扩音系统、中央控制、信息发布等模块组成。

3.1.1 高清显示系统

高清显示系统设计了一套3*3 的液晶拼接显示墙，采用49 英寸极窄边拼接型液晶大屏幕显示系统，系统连接示意如图1 所示，主要部件包括：

（1）3×3 49 英寸LCD 显示单元；

（2）控制系统；

（3）支架及其他附件。

RGB 信号统时在超高分辨率投影墙上显示，并经多屏拼接控制器处理的HDMI/RGB 窗口可以在投影墙上任意放大、移动。而该HDMI/RGB 信号可以同网络信号或视频信号任意叠加。

网络视频信号：网络视频信号能够显PAL/NTSC/SECAM/ 1080p/1080i/720p 等格式信号，远程IP 摄像头采集到的监控信号通过IP 网络（视频专网）传输到集中显示处理中心后，可通过专用的IP 流媒体解码对信号解码并转换成复合视频信号，或是直接接入多屏处理系统中，系统中会对该信号进行相应的解码处理再输出到显示系统的大屏显示。各IP 视频窗口可以在拼接墙上任意放大、缩小、跨屏漫游或全屏显示。

高清显示系统功能：

（1）RGB 信号通过外置多屏图像控制器显示，可扩展。

（2）通过RGB 开窗方式，大屏上显示的内容同工作站上的内容完全一致。在大屏上能进行用户应用程序的操作，保证在大屏幕上对应窗口、图形操作等同于在工作站显示器的全部操作。

（3）兼容任何分辨率的计算图形，图像光滑、无像素感，可兼容视频信号、数字信号和RGB 模拟信号。

（4）支持各种信号源输入的汉字在大屏幕上的正确显示，屏间拼缝不会产生图形和文字错位现象。

3.1.2 数字会议系统

数字红外无线会议系统的讨论发言是为提高召开会议时发言话筒的管理和控制，方便参会人员随时发言、与会人员之间的讨论发言、主席单元可对所有代表单元进行控制。具有多功能、高保真音质、数据保密、传输可靠等特点，还可以对整个会议过程进行全面的控制。

3.1.3 扩声系统

音响扩声系统作为会议室系统重要的组成部分,基本要求为可满足会议人声扩音、外来音频信号的扩音（电视会议、电视转播等）及音源的扩音（计算机音频、DVD、有线电视）等，音效方面首先要保证媒体和语言扩声的清晰度，其次应方便使用人员进行控制，简化工作人员的操作流程，提高工作效率。

3.1.4 中央控制系统

现代的会议室集成化，控制设备多，操作繁复，为简化操作和控制，提高效率与操作准确性，设计了一套实用、功能强大、工作稳定、使用方便并美观大方的中央控制系统，实现对各设备统一控制。

全自动智能化设备中央控制系统可通过触摸式有线/无线液晶显示控制屏对几乎所有的电气设备进行控制，包括投影机、屏幕升降、影音设备、信号切换，以及会场内的灯光照明、系统调光、音量调节等。

系统依托音/视频矩阵切换器对输入的各视频信号进行统一的调配和编组处理，显示系统将各种视频信号、VGA、RGBHV 分量视频信号、广播级SDI 信号显示。能够播放DVD、VCD 资料碟并通过音响扩声系统对信号源内的音频信号进行扩声重放或实时讲解，中央控制系统使得各个信号之间的切换简单，便利化。

在使用电脑进行演讲和演示时，通过投影系统和中央控制系统配合将不同电脑信号切换至投影机显示，可以同时显示多台电脑信号，同时进行多内容演示。使用15"的彩色液晶显示器作为操作人员监视设备，在控制室内操作人员可对会场内情况进行监视和控制，同时对输入的信号源进行审查监测，随时控制。

3.2 海洋平台会议子系统

海洋平台会议系统由高清显示系统、数字会议系统、扩音系统、视频会议系统组成。

3.2.1 高清显示系统

根据海洋平台会议室现有建筑环境及功能需求，设计了一套120 英寸投影显示系统，另配一台70 寸电视为辅助显示。

高清显示系统由1 台6500 流明投影机和1 幅120 英寸电动投影幕（16:9）组成。用于显示电脑信号、DVD 信号、高清摄像机信号、会议系统的相关视频信号等。

3.2.2 数字会议系统

根据要求及实际环境，配备1 台主席单元、5 台会议代表单元的讨论发言会议话筒，参会人员可通过面前的会议话筒发言，主席机可控制所有代表机的发言状态，采用无线会议讨论系统。

3.2.3 扩声系统

新增音频处理部分采用了数字音频媒体矩阵，数字音频媒体矩阵可以对所有接入的音频信号源进行音量控制、混音、均衡调节、延迟调节、压限、啸叫反馈抑制等处理，保证现场扩声的效果。

3.2.4 视频会议系统

新增一套视频会议室系统、增加一套移动端视频会议软件、在中控室增加一套移动式视频会议终端。

3.3 海洋平台视频监控子系统

视频监控系统布置在海洋平台，设备有防爆摄像机、刻录机、网络设备等，是对重点区域进行监控，实现在日常情况的可视化监控、事件回溯、应急状态下海上状况的实时掌握，以便讨论及制定方案。高清网络监控系统由视频前端、传输网络、后台控制及显示单元组成。

视频前端：采用高清防爆球机和防爆云台摄像机；

传输网络：通过网线及光纤传输，通过以太网络进行互联；

后台控制：采用混合式网络硬盘录像机（简称NVR）进行视频存储及控制，原有21 路模拟视频信号也接入NVR，通过鼠标进行实时控制及画面切换；

显示单元： 通过视频线直接连接原显示系统。

3.4 海洋平台生产区Wi-Fi子系统

海洋平台生产区Wi-Fi 系统采用防爆无线AP、管理服务器、交换机、功分器、全向/定向天线等网络设备及单元组成，根据海洋平台结构情况进行部署，实现对上甲板、主甲板、单点舱室等区域的Wi-Fi 覆盖。

海洋平台各层Wi-Fi 布置都需要进行单独设计，包括上甲板、主甲板、单点舱、泵舱、机舱的部署。

4 结论

为提高海洋石油生产安全，提高海洋石油生产保障能力、生产管理的精细化、智能化水平，最大限度地发挥海洋平台运营的效益。基于视频和卫星通讯技术建立应急指挥系统，建立海洋平台应急指挥系统，通过信息集成展示、海上应急指挥和系统管理三个模块，实现对海上油田生产作业全方位跟踪、安全清洁生产、海上应急指挥调度等功能。

结合海洋平台结构，应急指挥系统设置了应急指挥中心、全平台Wi-Fi 子系统、视频监控系统、固定和移动会议子系统和卫星通讯子系统，在整个指挥系统中设置了高清显示系统、会议讨论系统、扩声系统、中央控制系统和视频会议系统等。系统实现视频监控、语音传输、应急调度指挥、移动办公、图像传输、设备联网等功能。

应急指挥系统很好的解决了海洋石油平台视频采集系统采集问题；系统具备语音通讯并支持视频会议，实现及时和全面掌握现场情况，指挥中心实现远程应急指挥；系统进一步解决了海洋平台通信系统带宽问题，能实现较大容量的视频、图片、语音传输等，能进行多媒体调度指挥。