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    作者:（北京捷諾視訊數碼科技有限公司 北京 100085）徐春玲

    摘要：本文介紹了當前視頻監控技術在石化行業中的集成應用方案，著重介紹視頻監控系統軟件在應用中的架構和功能設計。

    關鍵詞：iSOS；視頻監控系統；視頻會議；周界報警；3G無線監控；物聯網；安防

    一、概述

    1.1 前言

    石化行業的生產安全問題，是國家和政府一直關注的問題，每一起重大的安全生產事故，都引起了黨和國家領導人的密切關注。黨的十六屆五中全會從經濟社會發展的全局出發，把安全擺在與資源、環境同等重要的戰略位置，強調“堅持節約發展、清潔發展、安全發展，實現可持續發展”。安全發展指導原則的確立，迫切要求化學企業轉變安全生產管理觀念，創新發展安全管理方式，充分利用信息技術發展的新成果，通過信息化手段改善安全生產狀況，實現生產與生態環境的協調。 

    1.2 行業現狀

    石化企業的運行特點：

    1. 主要是針對油田、采油廠、煉油廠、化工廠、油庫、加油站、輸油(氣)管線等；

    2. 生產過程包括油氣勘探、油氣田開發、鉆井工程、采油工程、油氣集輸、原油儲運、石油煉制、化工生產、油品銷售等。

    石化行業是一種高危險性的行業，具有易燃易爆、有毒、強腐蝕性、生產連續等特點，一旦發生火災、爆炸事故，往往造成較大的傷亡或財產損失后果。因此石化行業對安全管理要求極為嚴格。

    一直以來，科技的發展，特別是視頻監控技術、計算機通信、數據采集系統的進步都在影響著石化行業安全生產管理的應用水平。行業內部分企業已建成了獨立的環境監控數據采集系統（如煙感、可燃氣體探頭、設備狀態數據等）和基于模擬方式或部分數字方式的視頻監控系統，簡單的雙向視音頻交互功能的視頻會議系統。這些應用系統在企業的安全生產過程中起到了一定的作用。

    但以上實現方式存在著以下不足：

    • 兼容性差：多套系統，多個控制中心，且相互獨立，無法兼容。 

    • 共享性差：多個用戶終端獨立操作，所需視頻信息不能共享。 

    • 操作復雜：控制中心需配置多個不同用戶終端，操作和管理復雜，使用不方便。 

    • 重復建設：設備和系統的重復投入，建設成本和維護成本高。 

    這些不足導致傳統應用解決方案無法真正滿足企業生產安全管理對事故預防、應急響應和安全事故的事后處置等一系列安全生產調度需求。

    1.3 系統概述

    為了響應這些遠程監控、可視化指揮、事故預防和應急處置的迫切需求，國內一大批從事視頻技術研究的優秀企業投入到石化行業可視化安全生產監控的方案研究當中。這其中以北京捷諾視訊數碼科技有限公司的“可視化物聯網綜合監控管理平臺（石化行業）”為代表，深入了解用戶需求，將視頻技術、物聯網技術與生產管理中的各環節密切結合起來，提高石化企業的防、管、監控能力。

    系統將應用分為三個部分：一是工業視頻監控系統，主要應用在遠程監控生產環節；二是綜合安防系統，主要用于園區綜合安保監控、應急處置；三是可視指揮系統，主要用于視頻會議、生產指揮，通過雙向對講、會議和廣播實現遠程指導和監督。

    系統采用高清晰度的數字視頻編碼技術，緊密結企業多種視頻業務的綜合應用需求，應用多項開發技術，實現了視頻監控、指揮調度、視頻會議、環境數據采集、視頻報警聯動等多種關鍵業務功能。滿足了企業生產安全監控和指揮調度的保障需求。系統采用模塊化、開放式結構，網絡接口符合TCP/IP協議，通過模塊化增添，還可以與消防、通信及辦公自動化系統等實現聯動集成，從而實現石化企業管理的智能性、安全性、綜合性、節能性、可靠性。

    二、系統設計

    本套系統是一套集視頻監控、物聯網綜合監控、視頻會議于一體的“三合一”平臺，主要應用于企業安全生廠、事故預防報警、應急處置決策系統、生產業務調度、生廠線操作監控、資產管理等；

    2.1 系統邏輯架構

    應用接口層：提供視頻監控，視頻會議，視頻指揮調度，環境數據采集、視頻報警聯動，門禁報警聯動，一卡通報警聯動等應用；

    業務控制層：主要實現信令，控制信息交換，音視頻流調度和系統管理等業務邏輯控制；包括系統安全認證，用戶端地址解析，用戶級別和權限設置管理，設備接入控制，周界門禁，防火防盜報警，環境數據采集，GIS，DSS（決策支持系統），GPS等其他業務系統交互控制；

    業務承載層：音視頻轉發，設備代理，錄像及回放，智能視頻分析等；

    媒體接入層：實現音視頻信號數字化，網絡化，IP化傳輸，兼容多個廠家硬盤錄像機；

    2.2系統模塊結構
         
                   

    2.3系統主要功能模塊
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    2.4系統功能模塊設計

    2.4.1可視化生產調度指揮

   借助于視頻指揮調度系統的多種級別和權限模式設置，上級指揮員通過指揮調度終端可以向下級發布指揮和調度命令，上下級各個部門、各級領導與下屬之間可以實時地進行音視頻信息的雙向交流。共同指導現場進行意外事故的處理以及對設備搶修的技術指導，為現場解決問題提供有力的技術支持，大大節省時間，提高工作效率。

    2.4.2視頻監控系統

    采用各種高清攝像機、半球、紅外高速球、智能跟蹤球、360度全景攝像機等圖像采集設備；采用數字硬盤錄像機、編解碼器、高清無縫拼接屏等圖像處理和顯示設備；采用流媒體轉發、集中存儲、超級客戶端等圖像監控軟件，用戶能靈活切換現場視頻畫面、控制云臺和攝像頭，方便地組合顯示多路的視頻畫面并支持雙向語音可視對講。支持多種監控模式。并能夠按照時間與日期回放任何攝像機錄像資源，按照事件，報警，書簽和動態偵測搜索視頻序列，同時回放多個視頻序列（同步或異步）。

    2.4.3視頻會議系統

    系統支持多種會議形式：即時會議、支持例會、多組會議。

    會議的主席可以設定多個例會，每個例會包含相對固定的成員，主席可以方便地組織會議。會議成員可隨時加入和退出會議組。主席可以對各個會場的發言權進行控制，并可廣播某一分會場。

    使用者可根據需要適時召開視頻會議，實現交班會、生產會、總結會等各種會議，進行多點多方雙向音視頻交流互動。

    2.4.4環境數據采集

    系統支持多種環境監測數據傳感器（煙感、紅外、水浸、可燃氣體濃度、溫度、液壓，液位、酸、堿、鹽濃度變送探測、電流，電壓等設備狀態數據等），通過數據采集器接入系統的數據/報警服務器，實現視頻報警聯動功能。

    輔助分析功能：及時發現停電、缺相、油管堵塞、盜油、液面過低、配重不平衡等異常情況。

   2.4.5周界報警管理

    系統通過對專用報警主機的兼容，實時監控報警點狀態，支持報警點遠程布防、撤防、解除等操作。系統提供多種報警消息處理策略, 如視頻彈出、視頻錄像、報警短信、報警打印、語音報警、LED屏顯示報警、地圖定位等；可實時查看報警點視頻，可事后查詢、回放報警事件關聯的視頻錄像；

    系統對報警點可實現分級管理：緊急報警、重要報警、一般報警，報警級別可根據需要更改；同時，系統支持報警過濾功能、報警優先級排隊、報警排隊保持等功能；

    2.4.6門禁一卡通系統

    系統在實現遠程視頻監控的同時，完成各聯網企業內部門禁系統信息采集與現場控制，前端門禁設備主要由門禁控制器、安全門、讀卡器、門鎖、門磁、出門按鈕、門鈴及電源等設備組成，用戶進出門刷卡信號自動上傳到門禁主機，再由門禁主機傳遞至門禁管理中心。

    系統可以實時顯示門、電鎖、控制主機的工作狀態，遠程開、關門等，并實現門禁與視頻聯動功能，查看刷卡門區的視頻圖像，對比持卡人員照片信息。；

    2.4.7 數字廣播系統

    基于現代化新廠房的特點，現代化的廠區內均設置公共廣播系統。系統中公共廣播子系統包括三部分：1）公共區域的背景音樂系統、2）生產管理廣播、3）緊急事故廣播。系統在綜合實現遠程監控與智能報警的同時，將數字廣播系統有效地集成起來，進一步提高系統的實用性。

    2.4.8 資產管理系統

    資產管理系統是配合企業倉儲管理的輔助系統，可有效控制、跟蹤倉儲物流和成本管理，完善企業倉儲信息管理流程。

    資產管理系統提供資產信息的新增、修改、拆分、轉移、 調撥、退出，資產的運行、借用、領用情況及歷史資產信息查詢等功能；提供查詢統計功能，可按品牌、種類、購買日期等匯總設備信息；提供設備維護功能，可對設備的維修、保養、檢測進行記錄；提供設備預警功能，當設備將要達到使用期限時發出報廢提示信息；提供RFID條碼追溯功能，將重要設備進行編碼定位管理；并與視頻監控系統相結合，提供出入庫監控功能，將特殊資產的出入庫圖像信息實時監控并錄像，方便事后檢索；

    2.4.9 GIS地理信息系統

    危險源地理信息管理、傳感器地理信息管理和視頻監控點信息管理通過調用GIS地理信息系統平臺統一實現。環境采集，周界，門禁等子系統報警也可以在聯動視頻的同時聯動電子地圖；

    2.4.10 3G無線視頻監控系統

    在突發事件應急指揮過程中，采用移動視頻監控前端（如：移動車載視頻監控設備、單兵手持式監控設備、便攜式箱式監控設備等）可根據指示，更加方便靈活地進入到指定現場，傳回實時的現場圖像信息，通過統一的可視化綜合監控管理平臺，供指揮人員靈活、及時地了解一線的情況。

    2.4.11系統統計報表圖表分析

    通過互聯網、手機等多種方式可登錄系統，查詢各危險源的實時監控數據，以及調看就近的視頻監控圖像資源，了解現場情況；

    系統內危險源參數達到或超過該值時，可以通過平臺或短信告警；自動生成周報和月報，對危險源的歷史參數和告警情況進行統計分析。

    2.4.12輔助應急決策系統

    1) 事故的預防

    通過視頻圖像監控系統，各級管理者能夠實時了解一線工人的工作情況，發現問題及時提醒糾正，從而督促各級各部門嚴格執行安全生產的規定。

    通過環境監測報警聯動功能，實時采集各類環境數據，使管理者能夠及時掌握生產環境的實際情況變化，設定各種環境參量的上下限以及各種報警開關量，在報警處發時聯動視頻監控、啟動錄像功能，報警點圖像將及時傳給調度中心值班人員，使異常情況得到及時處理。

    2) 事故的處理

    石化行業安全事故的發生具有突發性，事件發生后的最初幾分鐘, 往往是最為關鍵的時刻。其間能否采取迅速而有效的應變行動, 將決定整個狀況能否被控制, 損害是否減輕。因此應急處置決策就是在最短時間內處理大量與事故相關的信息, 合理調配各種資源,組織應急搶險, 以減少事故造成的損失。

    通過本套系統，可以實現視頻監控和視頻調度功能，一方面通過視頻圖像能夠提供豐富、形象、直觀的現場信息，特別是移動監控子系統可以及時地部署到事故發生現場，了解監控前端子系統控盲區發生的情況；另一方面處于不同地理位置的有關人員通過該系統，共享實時的監控圖像，相互面對面地討論分析形勢，匯總各方面專家的意見，協調組織各種力量，做出正確的判斷和決策。

    3) 事故的調查

    事故調查是石化行業安全生產管理的重要環節，通過調查分析事故原因，開展事故損失評估與索賠，總結經驗教訓，對存在的問題及時地、科學地提出相應的預防方案和整改措施。用戶可以選擇任意多路現場的畫面手動錄像、也可根據要求設定定時錄像和設定聯動報警觸發錄像。用戶經授權可根據終端名稱、錄像時間、錄像地點、錄像事件特征，隨時查詢檢索視頻文件，遠程播放所需視頻圖像。系統記錄的視頻圖像和環境監測數據就是用于調查分析事故原因最重要的原始材料。

    三、結語

    石化行業下屬各企業均是安全防范的重點對象。一旦發生火災或爆炸等事故，都會造成重大的人員傷亡和國家財產的重大損失，因而，各企業如何落實“安全第一，預防為主”的方針，采取哪些先進技術實現安全有效的防范措施，滿足企業的安全生產管理，是擺在各個企業面前的重大課題。

    “可視化物聯網綜合管理平臺（石化行業）”專門針對石化行業設計開發，滿足該行業的安全生產監控調度要求。該系統的使用降低了監控、管理、調度人員的管理成本，使各級生產管理和調度人員可以通過監視遠端傳送上來的現場圖像、語音和環境數據，直觀、準確和及時的了解廠區的實際情況，降低事故報警處理時間，提高事故處理決策的及時性和準確性。在事故的預防、處理和調查的各個階段充分發揮系統優勢。

    摘自《自動化博覽》2011年第七期