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(shù)在石化行業(yè)中的集成應用方案，著(zhù)重介紹視頻監控系統軟件在應用中的架構和功能設計。

    關(guān)鍵詞：iSOS；視頻監控系統；視頻會(huì )議；周界報警；3G無(wú)線(xiàn)監控；物聯(lián)網(wǎng)；安防

    一、概述

    1.1 前言

    石化行業(yè)的生產(chǎn)安全問(wèn)題，是國家和政府一直關(guān)注的問(wèn)題，每一起重大的安全生產(chǎn)事故，都引起了黨和國家領(lǐng)導人的密切關(guān)注。黨的十六屆五中全會(huì )從經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的全局出發(fā)，把安全擺在與資源、環(huán)境同等重要的戰略位置，強調“堅持節約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，實(shí)現可持續發(fā)展”。安全發(fā)展指導原則的確立，迫切要求化學(xué)企業(yè)轉變安全生產(chǎn)管理觀(guān)念，創(chuàng )新發(fā)展安全管理方式，充分利用信息技術(shù)發(fā)展的新成果，通過(guò)信息化手段改善安全生產(chǎn)狀況，實(shí)現生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調。 

    1.2 行業(yè)現狀

    石化企業(yè)的運行特點(diǎn)：

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

    2. 生產(chǎn)過(guò)程包括油氣勘探、油氣田開(kāi)發(fā)、鉆井工程、采油工程、油氣集輸、原油儲運、石油煉制、化工生產(chǎn)、油品銷(xiāo)售等。

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

    一直以來(lái)，科技的發(fā)展，特別是視頻監控技術(shù)、計算機通信、數據采集系統的進(jìn)步都在影響著(zhù)石化行業(yè)安全生產(chǎn)管理的應用水平。行業(yè)內部分企業(yè)已建成了獨立的環(huán)境監控數據采集系統（如煙感、可燃氣體探頭、設備狀態(tài)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(jiǎn)單的雙向視音頻交互功能的視頻會(huì )議系統。這些應用系統在企業(yè)的安全生產(chǎn)過(guò)程中起到了一定的作用。

    但以上實(shí)現方式存在著(zhù)以下不足：

    • 兼容性差：多套系統，多個(gè)控制中心，且相互獨立，無(wú)法兼容。 

    • 共享性差：多個(gè)用戶(hù)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(gè)不同用戶(hù)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(wú)法真正滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)研究的優(yōu)秀企業(yè)投入到石化行業(yè)可視化安全生產(chǎn)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(lián)網(wǎng)綜合監控管理平臺（石化行業(yè)）”為代表，深入了解用戶(hù)需求，將視頻技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與生產(chǎn)管理中的各環(huán)節密切結合起來(lái)，提高石化企業(yè)的防、管、監控能力。

    系統將應用分為三個(gè)部分：一是工業(yè)視頻監控系統，主要應用在遠程監控生產(chǎn)環(huán)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(huì )議、生產(chǎn)指揮，通過(guò)雙向對講、會(huì )議和廣播實(shí)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(shù)，緊密結企業(yè)多種視頻業(yè)務(wù)的綜合應用需求，應用多項開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現了視頻監控、指揮調度、視頻會(huì )議、環(huán)境數據采集、視頻報警聯(lián)動(dòng)等多種關(guān)鍵業(yè)務(wù)功能。滿(mǎn)足了企業(yè)生產(chǎn)安全監控和指揮調度的保障需求。系統采用模塊化、開(kāi)放式結構，網(wǎng)絡(luò )接口符合TCP/IP協(xié)議，通過(guò)模塊化增添，還可以與消防、通信及辦公自動(dòng)化系統等實(shí)現聯(lián)動(dòng)集成，從而實(shí)現石化企業(yè)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(lián)網(wǎng)綜合監控、視頻會(huì )議于一體的“三合一”平臺，主要應用于企業(yè)安全生廠(chǎng)、事故預防報警、應急處置決策系統、生產(chǎn)業(yè)務(wù)調度、生廠(chǎng)線(xiàn)操作監控、資產(chǎn)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(huì )議，視頻指揮調度，環(huán)境數據采集、視頻報警聯(lián)動(dòng)，門(mén)禁報警聯(lián)動(dòng)，一卡通報警聯(lián)動(dòng)等應用；

    業(yè)務(wù)控制層：主要實(shí)現信令，控制信息交換，音視頻流調度和系統管理等業(yè)務(wù)邏輯控制；包括系統安全認證，用戶(hù)端地址解析，用戶(hù)級別和權限設置管理，設備接入控制，周界門(mén)禁，防火防盜報警，環(huán)境數據采集，GIS，DSS（決策支持系統），GPS等其他業(yè)務(wù)系統交互控制；

    業(yè)務(wù)承載層：音視頻轉發(fā)，設備代理，錄像及回放，智能視頻分析等；

    媒體接入層：實(shí)現音視頻信號數字化，網(wǎng)絡(luò )化，IP化傳輸，兼容多個(gè)廠(chǎng)家硬盤(pán)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(chǎn)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(guò)指揮調度終端可以向下級發(fā)布指揮和調度命令，上下級各個(gè)部門(mén)、各級領(lǐng)導與下屬之間可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行音視頻信息的雙向交流。共同指導現場(chǎng)進(jìn)行意外事故的處理以及對設備搶修的技術(shù)指導，為現場(chǎng)解決問(wèn)題提供有力的技術(shù)支持，大大節省時(shí)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(pán)錄像機、編解碼器、高清無(wú)縫拼接屏等圖像處理和顯示設備；采用流媒體轉發(fā)、集中存儲、超級客戶(hù)端等圖像監控軟件，用戶(hù)能靈活切換現場(chǎng)視頻畫(huà)面、控制云臺和攝像頭，方便地組合顯示多路的視頻畫(huà)面并支持雙向語(yǔ)音可視對講。支持多種監控模式。并能夠按照時(shí)間與日期回放任何攝像機錄像資源，按照事件，報警，書(shū)簽和動(dòng)態(tài)偵測搜索視頻序列，同時(shí)回放多個(gè)視頻序列（同步或異步）。

    2.4.3視頻會(huì )議系統

    系統支持多種會(huì )議形式：即時(shí)會(huì )議、支持例會(huì )、多組會(huì )議。

    會(huì )議的主席可以設定多個(gè)例會(huì )，每個(gè)例會(huì )包含相對固定的成員，主席可以方便地組織會(huì )議。會(huì )議成員可隨時(shí)加入和退出會(huì )議組。主席可以對各個(gè)會(huì )場(chǎng)的發(fā)言權進(jìn)行控制，并可廣播某一分會(huì )場(chǎng)。

    使用者可根據需要適時(shí)召開(kāi)視頻會(huì )議，實(shí)現交班會(huì )、生產(chǎn)會(huì )、總結會(huì )等各種會(huì )議，進(jìn)行多點(diǎn)多方雙向音視頻交流互動(dòng)。

    2.4.4環(huán)境數據采集

    系統支持多種環(huán)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(tài)數據等），通過(guò)數據采集器接入系統的數據/報警服務(wù)器，實(shí)現視頻報警聯(lián)動(dòng)功能。

    輔助分析功能：及時(shí)發(fā)現停電、缺相、油管堵塞、盜油、液面過(guò)低、配重不平衡等異常情況。

   2.4.5周界報警管理

    系統通過(guò)對專(zhuān)用報警主機的兼容，實(shí)時(shí)監控報警點(diǎn)狀態(tài)，支持報警點(diǎn)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(yǔ)音報警、LED屏顯示報警、地圖定位等；可實(shí)時(shí)查看報警點(diǎn)視頻，可事后查詢(xún)、回放報警事件關(guān)聯(lián)的視頻錄像；

    系統對報警點(diǎn)可實(shí)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(shí)，系統支持報警過(guò)濾功能、報警優(yōu)先級排隊、報警排隊保持等功能；

    2.4.6門(mén)禁一卡通系統

    系統在實(shí)現遠程視頻監控的同時(shí)，完成各聯(lián)網(wǎng)企業(yè)內部門(mén)禁系統信息采集與現場(chǎng)控制，前端門(mén)禁設備主要由門(mén)禁控制器、安全門(mén)、讀卡器、門(mén)鎖、門(mén)磁、出門(mén)按鈕、門(mén)鈴及電源等設備組成，用戶(hù)進(jìn)出門(mén)刷卡信號自動(dòng)上傳到門(mén)禁主機，再由門(mén)禁主機傳遞至門(mén)禁管理中心。

    系統可以實(shí)時(shí)顯示門(mén)、電鎖、控制主機的工作狀態(tài)，遠程開(kāi)、關(guān)門(mén)等，并實(shí)現門(mén)禁與視頻聯(lián)動(dòng)功能，查看刷卡門(mén)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(chǎng)房的特點(diǎn)，現代化的廠(chǎng)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(lè )系統、2）生產(chǎn)管理廣播、3）緊急事故廣播。系統在綜合實(shí)現遠程監控與智能報警的同時(shí)，將數字廣播系統有效地集成起來(lái)，進(jìn)一步提高系統的實(shí)用性。

    2.4.8 資產(chǎn)管理系統

    資產(chǎn)管理系統是配合企業(yè)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(yè)倉儲信息管理流程。

    資產(chǎn)管理系統提供資產(chǎn)信息的新增、修改、拆分、轉移、 調撥、退出，資產(chǎn)的運行、借用、領(lǐng)用情況及歷史資產(chǎn)信息查詢(xún)等功能；提供查詢(xún)統計功能，可按品牌、種類(lèi)、購買(mǎi)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(jìn)行記錄；提供設備預警功能，當設備將要達到使用期限時(shí)發(fā)出報廢提示信息；提供RFID條碼追溯功能，將重要設備進(jìn)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(chǎn)的出入庫圖像信息實(shí)時(shí)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(diǎn)信息管理通過(guò)調用GIS地理信息系統平臺統一實(shí)現。環(huán)境采集，周界，門(mén)禁等子系統報警也可以在聯(lián)動(dòng)視頻的同時(shí)聯(lián)動(dòng)電子地圖；

    2.4.10 3G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統

    在突發(fā)事件應急指揮過(guò)程中，采用移動(dòng)視頻監控前端（如：移動(dòng)車(chē)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(jìn)入到指定現場(chǎng)，傳回實(shí)時(shí)的現場(chǎng)圖像信息，通過(guò)統一的可視化綜合監控管理平臺，供指揮人員靈活、及時(shí)地了解一線(xiàn)的情況。

    2.4.11系統統計報表圖表分析

    通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、手機等多種方式可登錄系統，查詢(xún)各危險源的實(shí)時(shí)監控數據，以及調看就近的視頻監控圖像資源，了解現場(chǎng)情況；

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

    2.4.12輔助應急決策系統

    1) 事故的預防

    通過(guò)視頻圖像監控系統，各級管理者能夠實(shí)時(shí)了解一線(xiàn)工人的工作情況，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)提醒糾正，從而督促各級各部門(mén)嚴格執行安全生產(chǎn)的規定。

    通過(guò)環(huán)境監測報警聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)時(shí)采集各類(lèi)環(huán)境數據，使管理者能夠及時(shí)掌握生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)際情況變化，設定各種環(huán)境參量的上下限以及各種報警開(kāi)關(guān)量，在報警處發(fā)時(shí)聯(lián)動(dòng)視頻監控、啟動(dòng)錄像功能，報警點(diǎn)圖像將及時(shí)傳給調度中心值班人員，使異常情況得到及時(shí)處理。

    2) 事故的處理

    石化行業(yè)安全事故的發(fā)生具有突發(fā)性，事件發(fā)生后的最初幾分鐘, 往往是最為關(guān)鍵的時(shí)刻。其間能否采取迅速而有效的應變行動(dòng), 將決定整個(gè)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(shí)間內處理大量與事故相關(guān)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(guò)本套系統，可以實(shí)現視頻監控和視頻調度功能，一方面通過(guò)視頻圖像能夠提供豐富、形象、直觀(guān)的現場(chǎng)信息，特別是移動(dòng)監控子系統可以及時(shí)地部署到事故發(fā)生現場(chǎng)，了解監控前端子系統控盲區發(fā)生的情況；另一方面處于不同地理位置的有關(guān)人員通過(guò)該系統，共享實(shí)時(shí)的監控圖像，相互面對面地討論分析形勢，匯總各方面專(zhuān)家的意見(jiàn)，協(xié)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(yè)安全生產(chǎn)管理的重要環(huán)節，通過(guò)調查分析事故原因，開(kāi)展事故損失評估與索賠，總結經(jīng)驗教訓，對存在的問(wèn)題及時(shí)地、科學(xué)地提出相應的預防方案和整改措施。用戶(hù)可以選擇任意多路現場(chǎng)的畫(huà)面手動(dòng)錄像、也可根據要求設定定時(shí)錄像和設定聯(lián)動(dòng)報警觸發(fā)錄像。用戶(hù)經(jīng)授權可根據終端名稱(chēng)、錄像時(shí)間、錄像地點(diǎn)、錄像事件特征，隨時(shí)查詢(xún)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(huán)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(yǔ)

    石化行業(yè)下屬各企業(yè)均是安全防范的重點(diǎn)對象。一旦發(fā)生火災或爆炸等事故，都會(huì )造成重大的人員傷亡和國家財產(chǎn)的重大損失，因而，各企業(yè)如何落實(shí)“安全第一，預防為主”的方針，采取哪些先進(jìn)技術(shù)實(shí)現安全有效的防范措施，滿(mǎn)足企業(yè)的安全生產(chǎn)管理，是擺在各個(gè)企業(yè)面前的重大課題。

    “可視化物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺（石化行業(yè)）”專(zhuān)門(mén)針對石化行業(yè)設計開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足該行業(yè)的安全生產(chǎn)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(chǎn)管理和調度人員可以通過(guò)監視遠端傳送上來(lái)的現場(chǎng)圖像、語(yǔ)音和環(huán)境數據，直觀(guān)、準確和及時(shí)的了解廠(chǎng)區的實(shí)際情況，降低事故報警處理時(shí)間，提高事故處理決策的及時(shí)性和準確性。在事故的預防、處理和調查的各個(gè)階段充分發(fā)揮系統優(yōu)勢。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第七期