Патент на изобретение №2334163

(54) СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ЗА ОПАСНЫМ УЧАСТКОМ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для видеонаблюдения за опасным участком магистрального газопровода, например, при переходе последнего через дорогу. Техническим результатом является увеличение объема визуальной информации о состоянии опасного участка магистрального газопровода. Система видеонаблюдения за опасным участком магистрального газопровода, содержащая видеокамеру с блоком информационной подсветки, датчик акустической эмиссии, установленный на газопроводе, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и радиомодем с радиопередающей антенной, при этом выход датчика акустической эмиссии подключен ко входу мультиплексора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подсоединен ко входу микропроцессора, подключенного выходами к управляющим входам мультиплексора и радиомодема, содержит три дополнительные видеокамеры с блоками инфракрасной подсветки и датчик давления с распределенными параметрами, установленный на границе контролируемого опасного участка магистрального газопровода, электрический выход которого подключен к запускающим входам видеокамер, поля визирования которых пересекаются в контролируемом участке магистрального газопровода. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для видеонаблюдения за опасным участком магистрального газопровода, например, при переходе последнего через железную или автомобильную дороги.

Известна система аналогичного назначения, содержащая видеокамеру с блоком инфракрасной подсветки, датчик акустической эмиссии, установленный на магистральном газопроводе, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и радиомодем с радиопередающей антенной, при этом выход датчика акустической эмиссии подключен ко входу мультиплексора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подсоединен ко входу микропроцессора, подключенного выходами к управляющим входам мультиплексора и радиомодема /Патент РФ №2264578, кл. F17D 5/00, 2005/.

Данная система принята за прототип. Недостатком прототипа является недостаточный объем получаемой визуальной информации о состоянии опасного участка магистрального газопровода. Это, в свою очередь, не позволяет вовремя обнаружить появление внештатных ситуаций в районе контролируемого участка магистрального газопровода и своевременно предпринять шаги по их устранению.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является увеличение объема визуальной информации о состоянии опасного участка магистрального газопровода с целью своевременного устранения внештатных ситуаций на контролируемом участке, связанных в том числе и с террористической деятельностью.

Данный технический результат достигается за счет того, что известная система видеонаблюдения, содержащая видеокамеру с блоком инфракрасной подсветки, датчик акустической эмиссии, установленный на газопроводе, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и радиомодем с радиопередающей антенной, при этом выход датчика акустической эмиссии подключен ко входу мультиплексора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подсоединен ко входу микропроцессора, подключенного выходами к управляющим входам мультиплексора и радиомодема, содержит три дополнительные видеокамеры с блоками инфракрасной подсветки и датчик давления с распределенными параметрами, установленный на границе контролируемого опасного участка магистрального газопровода, электрический выход которого подключен к запускающим входам видеокамер, поля визирования которых пересекаются в контролируемом участке магистрального газопровода.

Видеокамеры расположены друг от друга на базисных расстояниях в вершинах прямоугольника, соответствующие стороны которого попарно параллельны и ортогональны магистральному газопроводу и дороге, а центр расположен в месте пересечения газопровода с дорогой.

Датчик давления с распределенными параметрами выполнен в виде упругой камеры из эластичного материала, заполненной рабочей средой с установленными внутри ее датчиками давления рабочей среды, подключенными выходами к запускающим входам видеокамер.

Упругая камера из эластичного материала, заполненная рабочей средой, скрыта под землей и под покрытием дороги, через которую проходит магистральный газопровод.

Датчик давления с распределенными параметрами может быть выполнен в виде градиентного волоконно-оптического интерферометра, волоконно-оптические катушки которого расположены на границе контролируемого участка на определенном расстоянии друг от друга.

Волоконные оптические катушки градиентного волоконно-оптического интерферометра скрыты под землей и под покрытием дороги, через которую проходит магистральный газопровод.

Электронные и оптические элементы градиентного волоконно-оптического интерферометра расположены в корпусе, скрытом под землей.

Мультиплексор, аналогово-цифровой преобразователь, микропроцессор и радиомодем расположены в корпусе, скрытом под землей.

Система дополнительно содержит датчик статического давления транспортируемого газа, установленный в магистральном газопроводе и подключенный выходом ко входу мультиплексора.

Система дополнительно содержит микрофон, установленный внутри опасного участка контролируемого магистрального газопровода, подключенного выходом ко входу мультиплексора.

Система дополнительно содержит излучатель звука типа сирены, запускающий вход которого подключен к выходу микропроцессора.

Система дополнительно содержит распылитель слезоточивого газа, запускающий вход которого подключен к выходу микропроцессора.

При этом запускающие входы блоков инфракрасной подсветки подключены к выходу микропроцессора, а в качестве радиопередающей антенны радиомодема используется скрытно расположенная щелевая радиоантенна.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена общая схема системы; на фиг.2 – ее электронная схема.

Система видеонаблюдения за опасным участком магистрального газопровода 1, например, за переходом магистрального газопровода 1 через дорогу 2 (фиг.1) содержит четыре видеокамеры 3₁, 3₂, 3₃, 3₄.

Поля 4₁, 4₂, 4₃, 4₄ визирования видеокамер 3 пересекаются в контролируемом участке магистрального газопровода 1.

Видеокамеры 3 расположены на базисных расстояниях друг от друга в вершинах прямоугольника ABCD (на фиг.1 не приведен). Стороны прямоугольника АВ и CD параллельны дороге 2, а ВС и AD параллельны магистральному газопроводу 1. Оптические оси видеокамер 3 пересекаются в точке О в центре прямоугольника ABCD.

Видеокамеры 3₁ и 3₂, 3₂ и 3₃, 3₃ и 3₄, 3₁ и 3₄ с блоками инфракрасной подсветки (на фиг.1 не показаны) образуют четыре стереопары для имитации процессов стереоскопического зрения с целью воспроизведения объемных изображений опасного участка магистрального газопровода 1.

Кроме того, система включает в себя датчик 5 давления с распределенными в пространстве параметрами, установленный на границе контролируемого опасного участка магистрального газопровода 1.

Датчик 4 давления с распределенными параметрами на фиг.1 выполнен в виде упругой камеры из эластичного материала, например резины, заполненной сжатым воздухом или водой. Внутри камеры установлены один или несколько (например, четыре) датчиков 6₁, 6₂, 6₃, 6₄ давления рабочей среды, подключенных своими выходами к запускающим входам телевизионных видеокамер 3.

Датчик 5 давления с распределенными параметрами может быть выполнен также в виде градиентного волоконно-оптического интерферометра, волоконно-оптические катушки которого расположены на границе контролируемого участка на определенном расстоянии друг от друга /Ю.Н.Власов, В.К.Маслов, С.Г.Цыганков. Волоконно-оптические гидроакустические преобразователи. Сб. Проблемы измерения параметров гидроакустических полей и обработки информации. Труды ВНИИФТРИ, вып.49 (141). М., 2005, с.159-179/.

На фиг.1 данный вариант выполнения датчика 5 давления с распределенными параметрами не приведен.

Кроме того, система содержит датчик 7 статического давления транспортируемого газа, установленный в магистральном газопроводе 1, датчик 8 акустической эмиссии, установленный на газопроводе 1, и микрофон 9, установленный внутри опасного участка магистрального газопровода 1 (внутри участка, окруженного датчиком 5 давления с распределенными параметрами).

Система также включает в себя излучатель 10 звука типа сирены (ревун) и распылитель 11 слезоточивого газа (фиг.2), установленные внутри опасного контролируемого участка магистрального газопровода 1.

Электронная схема системы (фиг.2) включает в себя мультиплексор 12, аналого-цифровой преобразователь 13, микропроцессор 14 и радиомодем 15 с радиопередающей антенной 16. Блоки инфракрасной подсветки телевизионных камер 3 показаны под позицией 17.

Электрические связи электронных блоков приведены на фиг.2.

Выходы видеокамер 3, датчика 7 статического давления транспортируемого газа, датчика 8 акустической эмиссии и микрофона 9 подключены ко входам мультиплексора 12, соединенного выходом через аналого-цифровой преобразователь 13 со входом микропроцессора 14, выходы которого подключены к управляющим входам радиомодема 15 и мультиплексора 12.

Выходы микропроцессора 14 подключены также к управляющим входам излучателя 10 звука и распылителя 11 слезоточивого газа.

В качестве резервного средства связи система дополнительно содержит блок передачи информации в цифровой форме по трубопроводу 1, выполненный по аналогии с прототипом. Данный блок на чертежах не приведен.

В системе приняты меры по защите ее блоков от преднамеренных поломок.

Все элементы датчика давления с распределенными параметрами и блоки электронной схемы скрыты под землей.

В качестве радиопередающей антенны 16 используется скрытно расположенная щелевая передающая антенна (щелевая передающая антенна более устойчива к помехам и более легко маскируется под детали конструкции изделия).

Средства защиты дополняют излучатель 10 звука (ревун) и распылитель 11 слезоточивого газа. А скрытая резервная волоконно-оптическая линия связи увеличивает живучесть системы в условиях террористической угрозы.

Система видеонаблюдения за опасным участком магистрального газопровода 1 работает следующим образом.

На дороге 2 у границы контролируемого участка ставят запрещающие знаки 18₁ и 18₂ для остановки транспортных средств 19 (фиг.1). При пересечении объектом 13 границы CD контролируемого участка на выходе датчика давления с распределенными параметрами появляется сигнал, включающий видеокамеры 3 в режим ожидания. При пересечении объектом 19 границы АВ контролируемого участка через промежуток времени, равный времени прохода контролируемого участка дороги 2, режим ожидания видеокамер 3 отключается.

В случае остановки объекта 19 в контролируемой зоне видеокамеры 3 из режима ожидания видеокамера переходит в режим работы. При этом если остановка объекта 19 произошла в темное время суток, микропроцессор 14 включает блоки 17 инфракрасной подсветки.

С этого времени за нарушителем ведется постоянное видеонаблюдение с помощью четырех видеокамер 3 при использовании бинокулярного стереоскопического эффекта.

Видеоинформация передается по радиоканалу на центральный диспетчерский пункт мониторинга (на чертежах не показан).

Звуковая информация, получаемая с помощью микрофона 9, также непрерывно направляется на центральный пункт совместно с видеонаблюдениями участка.

Если нарушитель начал производить какие-либо действия на магистральном газопроводе 1, например осуществлять несанкционированный отбор газа, то датчик 8 акустической эмиссии выдает на микропроцессор 14 сигнал, и микропроцессор 14 запускает излучатель звука 10 (ревун) для предупреждения нарушителя.

Если все же отбор транспортируемого газа из магистрального газопровода 1 состоялся, датчик 7 статического давления через микропроцессор 14 запустит распылитель со слезоточивым газом.

Совместное использование четырех пар видеокамер 3 позволяет получить глубину и объемность изображений контролируемого участка. А это, в свою очередь, позволяет точно определить координаты всех объектов на контролируемом участке.

Так в случае появления утечки транспортируемого газа из магистрального газопровода 1 газовый след (при использовании блоков инфракрасной подсветки 17) будет хорошо виден на получаемых с помощью видеокамер 3 стереоизображениях участка. Стереопары позволят точно определить пространственные координаты места утечки и принять меры по своевременному устранению неисправности.

Формула изобретения

1. Система видеонаблюдения за опасным участком магистрального газопровода, преимущественно за переходом газопровода через дорогу, содержащая видеокамеру с блоком информационной подсветки, датчик акустической эмиссии, установленный на газопроводе, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор и радиомодем с радиопередающей антенной, при этом выход датчика акустической эмиссии подключен ко входу мультиплексора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подсоединен ко входу микропроцессора, подключенного выходами к управляющим входам мультиплексора и радиомодема, отличающаяся тем, что содержит три дополнительные видеокамеры с блоками инфракрасной подсветки и датчик давления с распределенными параметрами, установленный на границе контролируемого опасного участка магистрального газопровода, электрический выход которого подключен к запускающим входам видеокамер, поля визирования которых пересекаются в контролируемом участке магистрального газопровода.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что видеокамеры расположены друг от друга на базисных расстояниях в вершинах прямоугольника, соответствующие стороны которого попарно параллельны и ортогональны магистральному газопроводу и дороге, а центр расположен в месте пересечения газопровода с дорогой.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик давления с распределенными параметрами выполнен в виде упругой камеры из эластичного материала, заполненной рабочей средой с установленными внутри ее датчиками давления рабочей среды, подключенных выходами к замыкающим входам видеокамер.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что упругая камера из эластичного материала, заполненная рабочей средой, скрыта под землей и под покрытием дороги, через которую проходит магистральный газопровод.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик давления с распределенными параметрами выполнен в виде градиентного волоконно-оптического интерферометра, волоконно-оптические катушки которого расположены на границе контролируемого участка на определенном расстоянии друг от друга.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что волоконные оптические катушки градиентного волоконно-оптического интерферометра скрыты под землей и под покрытием дороги, через которую проходит магистральный газопровод.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что электронные и оптические элементы градиентного волоконно-оптического интерферометра расположены в корпусе, скрытом под землей.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что мультиплексор, аналогово-цифровой преобразователь, микропроцессор и радиомодем расположены в корпусе, скрытом под землей.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик статического давления транспортируемого газа, установленный в магистральном газопроводе и подключенный выходом ко входу мультиплексора.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит микрофон, установленный внутри опасного участка, контролируемого магистрального газопровода, подключенного выходом ко входу мультиплексора.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит излучатель звука типа сирены, запускающий вход которого подключен к выходу микропроцессора.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит распылитель слезоточивого газа, запускающий вход которого подключен к выходу микропроцессора.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что запускающие входы блоков инфракрасной подсветки подключены к выходу микропроцессора.

14. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве радиопередающей антенны радиомодема используется скрытно расположенная щелевая радиоантенна.

РИСУНКИ