油田卫星应急监测关键技术研究

发布时间：2017-05-23 15:10

  本文关键词：油田卫星应急监测关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石油是工业的血液,经济发展的源动力。但是石油勘探开发生产是高风险行业,安全保障问题突出。火灾、井喷、行人闯入等突发事件都会给油田安全生产带来不安全因素,同时油田勘探开发生产几乎都在偏远地区,通讯基础差。因此,如何在这种条件下加强对油田应急监测的研究对提高油气勘探开发生产安全保障能力具有重要意义。油田应急监测研究的一个首要问题就是应急通信。中国石油、中国石化集团通过在各油田部署中心站和移动小站,已经逐步建设了一定规模的卫星通信系统,在偏远、荒漠地区弥补了公共电信网络、石油专网等覆盖空白。但是,随着行业发展,更远距离的作业半径已逐步渗入油田作业中。传统的基于通信卫星进行应急通信的方式不能满足现有油田应急通信需要。因此,本文在通信卫星通信的基础上,引入全天候、无覆盖盲区的北斗短报文通信以及3G网络通信,集成通信卫星、北斗卫星和3G网络作为油田应急通信的手段。从网络架构、通信协议以及多址接入等方面对其进行了分析。并以中石化江苏油田为例,设计了基于星状卫星网络、RTP/RTCP/UDP协议、MF-TDMA混合多址接入方式的油田应急卫星通信解决方案,基于CDMA接入方式的油田应急北斗短报文通信解决方案以及基于WCDMA接入方式的油田应急3G通信解决方案。有了应急通信的能力,这就使得用户能够开展应急数据采集在内的数据交互活动。应急监测数据采集负责为整个应急监测提供数据的现场采集。为了实现野外现场数据的采集功能,本文从音频采集、视频采集、图片采集以及文本进行分析和比较,确定采用H.264、G.726和JPEG-2000分别作为视频、音频、图片的编码标准。为了能够将实时传回的数据进行显示和相关分析,本文对视频、音频、图片的解码和播放进行了研究,设计了针对H.264、G.726和JPEG-2000的解码和播放方案。同时,研究了基于实时视频的运动目标检测和跟踪技术,运用三帧差分法和基于归一化相关的区域匹配跟踪算法进行运动目标的识别,旨在通过实时视频分析对油田现场进行智能后台监控,防止不明目标闯入对油田生产带来安全威胁。最后,本文综合运用针对中石化江苏油田的应急通信技术解决方案、应急监测前端数据采集方案、应急后台监控解决方案,从系统总体结构、系统功能、界面等方面设计了一套油田应急监测系统,并采用OSG三维开发平台,运用QT开发工具进行了系统的开发工作。该系统以C/S模式为架构,集成了三维显示模块、卫星音频视频通信模块、北斗短报文通信模块以及实时视频智能监控模块。并从功能上对该系统进行测试,测试结果显示各模块功能正常,能够为油田应急监测提供有效的支持。
【关键词】：卫星通信 油田 数据采集 后台监控 应急监测系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE38;P618.13
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 选题背景和意义10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 油田应急通信11-12
• 1.2.2 油田多媒体数据采集12
• 1.2.3 油田多功能后台监控12-14
• 1.3 研究内容与论文结构14-17
• 1.3.1 研究内容和技术路线14-15
• 1.3.2 论文结构15-17
• 第2章 前端应急数据采集技术17-26
• 2.1 视频数据采集17-20
• 2.2 音频数据采集20-22
• 2.3 静止图像采集22-24
• 2.4 文本数据采集24-26
• 第3章 应急监测通信技术26-43
• 3.1 通信卫星网络通信26-37
• 3.1.1 通信卫星网络结构及组成26-28
• 3.1.2 网络传输协议28-34
• 3.1.3 多址接入通信34-37
• 3.2 北斗短报文通信37-41
• 3.3 第三代移动通信41-43
• 第4章 后台应急监控技术43-49
• 4.1 多媒体可视化43-44
• 4.1.1 图片与音视频播放43-44
• 4.1.2 Socket通信44
• 4.2 智能视频检测44-48
• 4.4.1 运动目标检测45-46
• 4.4.2 运动目标跟踪46-48
• 4.3 智能视频报警48-49
• 第5章 油田应急监测系统设计与实现49-77
• 5.1 系统需求分析49-50
• 5.2 系统设计50-60
• 5.2.1 结构设计50-52
• 5.2.2 功能设计52-56
• 5.2.3 界面设计56-58
• 5.2.4 数据库设计58-60
• 5.3 系统功能实现60-70
• 5.3.1 系统平台开发环境搭建60-64
• 5.3.2 功能实现64-70
• 5.4 系统测试70-77
• 第6章 结论与展望77-78
• 6.1 主要工作与结论77
• 6.2 存在问题与建议77-78
• 参考文献78-81
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果81-82
• 致谢82

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