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    作者:（北京捷諾視訊數(shù)碼科技有限公司 北京 100085）徐春玲

    摘要：本文介紹了當(dāng)前視頻監(jiān)控技術(shù)在石化行業(yè)中的集成應(yīng)用方案，著重介紹視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件在應(yīng)用中的架構(gòu)和功能設(shè)計(jì)。

    關(guān)鍵詞：iSOS；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；視頻會議；周界報(bào)警；3G無線監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)；安防

    一、概述

    1.1 前言

    石化行業(yè)的生產(chǎn)安全問題，是國家和政府一直關(guān)注的問題，每一起重大的安全生產(chǎn)事故，都引起了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的密切關(guān)注。黨的十六屆五中全會從經(jīng)濟(jì)社會發(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(zhàn)略位置，強(qiáng)調(diào)“堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”。安全發(fā)展指導(dǎo)原則的確立，迫切要求化學(xué)企業(yè)轉(zhuǎn)變安全生產(chǎn)管理觀念，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，通過信息化手段改善安全生產(chǎn)狀況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)。 

    1.2 行業(yè)現(xiàn)狀

    石化企業(yè)的運(yùn)行特點(diǎn)：

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

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

    一直以來，科技的發(fā)展，特別是視頻監(jiān)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的進(jìn)步都在影響著石化行業(yè)安全生產(chǎn)管理的應(yīng)用水平。行業(yè)內(nèi)部分企業(yè)已建成了獨(dú)立的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如煙感、可燃?xì)怏w探頭、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等）和基于模擬方式或部分?jǐn)?shù)字方式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，簡單的雙向視音頻交互功能的視頻會議系統(tǒng)。這些應(yīng)用系統(tǒng)在企業(yè)的安全生產(chǎn)過程中起到了一定的作用。

    但以上實(shí)現(xiàn)方式存在著以下不足：

    • 兼容性差：多套系統(tǒng)，多個控制中心，且相互獨(dú)立，無法兼容。 

    • 共享性差：多個用戶終端獨(dú)立操作，所需視頻信息不能共享。 

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

    • 重復(fù)建設(shè)：設(shè)備和系統(tǒng)的重復(fù)投入，建設(shè)成本和維護(hù)成本高。 

    這些不足導(dǎo)致傳統(tǒng)應(yīng)用解決方案無法真正滿足企業(yè)生產(chǎn)安全管理對事故預(yù)防、應(yīng)急響應(yīng)和安全事故的事后處置等一系列安全生產(chǎn)調(diào)度需求。

    1.3 系統(tǒng)概述

    為了響應(yīng)這些遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視化指揮、事故預(yù)防和應(yīng)急處置的迫切需求，國內(nèi)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(jiān)控的方案研究當(dāng)中。這其中以北京捷諾視訊數(shù)碼科技有限公司的“可視化物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控管理平臺（石化行業(yè)）”為代表，深入了解用戶需求，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(jié)密切結(jié)合起來，提高石化企業(yè)的防、管、監(jiān)控能力。

    系統(tǒng)將應(yīng)用分為三個部分：一是工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)節(jié)；二是綜合安防系統(tǒng)，主要用于園區(qū)綜合安保監(jiān)控、應(yīng)急處置；三是可視指揮系統(tǒng)，主要用于視頻會議、生產(chǎn)指揮，通過雙向?qū)χv、會議和廣播實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)和監(jiān)督。

    系統(tǒng)采用高清晰度的數(shù)字視頻編碼技術(shù)，緊密結(jié)企業(yè)多種視頻業(yè)務(wù)的綜合應(yīng)用需求，應(yīng)用多項(xiàng)開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控、指揮調(diào)度、視頻會議、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、視頻報(bào)警聯(lián)動等多種關(guān)鍵業(yè)務(wù)功能。滿足了企業(yè)生產(chǎn)安全監(jiān)控和指揮調(diào)度的保障需求。系統(tǒng)采用模塊化、開放式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)接口符合TCP/IP協(xié)議，通過模塊化增添，還可以與消防、通信及辦公自動化系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)聯(lián)動集成，從而實(shí)現(xiàn)石化企業(yè)管理的智能性、安全性、綜合性、節(jié)能性、可靠性。

    二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    本套系統(tǒng)是一套集視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控、視頻會議于一體的“三合一”平臺，主要應(yīng)用于企業(yè)安全生廠、事故預(yù)防報(bào)警、應(yīng)急處置決策系統(tǒng)、生產(chǎn)業(yè)務(wù)調(diào)度、生廠線操作監(jiān)控、資產(chǎn)管理等；

    2.1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

    應(yīng)用接口層：提供視頻監(jiān)控，視頻會議，視頻指揮調(diào)度，環(huán)境數(shù)據(jù)采集、視頻報(bào)警聯(lián)動，門禁報(bào)警聯(lián)動，一卡通報(bào)警聯(lián)動等應(yīng)用；

    業(yè)務(wù)控制層：主要實(shí)現(xiàn)信令，控制信息交換，音視頻流調(diào)度和系統(tǒng)管理等業(yè)務(wù)邏輯控制；包括系統(tǒng)安全認(rèn)證，用戶端地址解析，用戶級別和權(quán)限設(shè)置管理，設(shè)備接入控制，周界門禁，防火防盜報(bào)警，環(huán)境數(shù)據(jù)采集，GIS，DSS（決策支持系統(tǒng)），GPS等其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互控制；

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

    媒體接入層：實(shí)現(xiàn)音視頻信號數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，IP化傳輸，兼容多個廠家硬盤錄像機(jī)；

    2.2系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)
         
                   

    2.3系統(tǒng)主要功能模塊
  ?
                   

    2.4系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

    2.4.1可視化生產(chǎn)調(diào)度指揮

   借助于視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)的多種級別和權(quán)限模式設(shè)置，上級指揮員通過指揮調(diào)度終端可以向下級發(fā)布指揮和調(diào)度命令，上下級各個部門、各級領(lǐng)導(dǎo)與下屬之間可以實(shí)時地進(jìn)行音視頻信息的雙向交流。共同指導(dǎo)現(xiàn)場進(jìn)行意外事故的處理以及對設(shè)備搶修的技術(shù)指導(dǎo)，為現(xiàn)場解決問題提供有力的技術(shù)支持，大大節(jié)省時間，提高工作效率。

    2.4.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

    采用各種高清攝像機(jī)、半球、紅外高速球、智能跟蹤球、360度全景攝像機(jī)等圖像采集設(shè)備；采用數(shù)字硬盤錄像機(jī)、編解碼器、高清無縫拼接屏等圖像處理和顯示設(shè)備；采用流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲、超級客戶端等圖像監(jiān)控軟件，用戶能靈活切換現(xiàn)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(jiān)控模式。并能夠按照時間與日期回放任何攝像機(jī)錄像資源，按照事件，報(bào)警，書簽和動態(tài)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(tǒng)

    系統(tǒng)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(shè)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(fā)言權(quán)進(jìn)行控制，并可廣播某一分會場。

    使用者可根據(jù)需要適時召開視頻會議，實(shí)現(xiàn)交班會、生產(chǎn)會、總結(jié)會等各種會議，進(jìn)行多點(diǎn)多方雙向音視頻交流互動。

    2.4.4環(huán)境數(shù)據(jù)采集

    系統(tǒng)支持多種環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳感器（煙感、紅外、水浸、可燃?xì)怏w濃度、溫度、液壓，液位、酸、堿、鹽濃度變送探測、電流，電壓等設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等），通過數(shù)據(jù)采集器接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)/報(bào)警服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)視頻報(bào)警聯(lián)動功能。

    輔助分析功能：及時發(fā)現(xiàn)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(bào)警管理

    系統(tǒng)通過對專用報(bào)警主機(jī)的兼容，實(shí)時監(jiān)控報(bào)警點(diǎn)狀態(tài)，支持報(bào)警點(diǎn)遠(yuǎn)程布防、撤防、解除等操作。系統(tǒng)提供多種報(bào)警消息處理策略, 如視頻彈出、視頻錄像、報(bào)警短信、報(bào)警打印、語音報(bào)警、LED屏顯示報(bào)警、地圖定位等；可實(shí)時查看報(bào)警點(diǎn)視頻，可事后查詢、回放報(bào)警事件關(guān)聯(lián)的視頻錄像；

    系統(tǒng)對報(bào)警點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)分級管理：緊急報(bào)警、重要報(bào)警、一般報(bào)警，報(bào)警級別可根據(jù)需要更改；同時，系統(tǒng)支持報(bào)警過濾功能、報(bào)警優(yōu)先級排隊(duì)、報(bào)警排隊(duì)保持等功能；

    2.4.6門禁一卡通系統(tǒng)

    系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的同時，完成各聯(lián)網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部門禁系統(tǒng)信息采集與現(xiàn)場控制，前端門禁設(shè)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(shè)備組成，用戶進(jìn)出門刷卡信號自動上傳到門禁主機(jī)，再由門禁主機(jī)傳遞至門禁管理中心。

    系統(tǒng)可以實(shí)時顯示門、電鎖、控制主機(jī)的工作狀態(tài)，遠(yuǎn)程開、關(guān)門等，并實(shí)現(xiàn)門禁與視頻聯(lián)動功能，查看刷卡門區(qū)的視頻圖像，對比持卡人員照片信息。；

    2.4.7 數(shù)字廣播系統(tǒng)

    基于現(xiàn)代化新廠房的特點(diǎn)，現(xiàn)代化的廠區(qū)內(nèi)均設(shè)置公共廣播系統(tǒng)。系統(tǒng)中公共廣播子系統(tǒng)包括三部分：1）公共區(qū)域的背景音樂系統(tǒng)、2）生產(chǎn)管理廣播、3）緊急事故廣播。系統(tǒng)在綜合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能報(bào)警的同時，將數(shù)字廣播系統(tǒng)有效地集成起來，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的實(shí)用性。

    2.4.8 資產(chǎn)管理系統(tǒng)

    資產(chǎn)管理系統(tǒng)是配合企業(yè)倉儲管理的輔助系統(tǒng)，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(tǒng)提供資產(chǎn)信息的新增、修改、拆分、轉(zhuǎn)移、 調(diào)撥、退出，資產(chǎn)的運(yùn)行、借用、領(lǐng)用情況及歷史資產(chǎn)信息查詢等功能；提供查詢統(tǒng)計(jì)功能，可按品牌、種類、購買日期等匯總設(shè)備信息；提供設(shè)備維護(hù)功能，可對設(shè)備的維修、保養(yǎng)、檢測進(jìn)行記錄；提供設(shè)備預(yù)警功能，當(dāng)設(shè)備將要達(dá)到使用期限時發(fā)出報(bào)廢提示信息；提供RFID條碼追溯功能，將重要設(shè)備進(jìn)行編碼定位管理；并與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，提供出入庫監(jiān)控功能，將特殊資產(chǎn)的出入庫圖像信息實(shí)時監(jiān)控并錄像，方便事后檢索；

    2.4.9 GIS地理信息系統(tǒng)

    危險(xiǎn)源地理信息管理、傳感器地理信息管理和視頻監(jiān)控點(diǎn)信息管理通過調(diào)用GIS地理信息系統(tǒng)平臺統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。環(huán)境采集，周界，門禁等子系統(tǒng)報(bào)警也可以在聯(lián)動視頻的同時聯(lián)動電子地圖；

    2.4.10 3G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

    在突發(fā)事件應(yīng)急指揮過程中，采用移動視頻監(jiān)控前端（如：移動車載視頻監(jiān)控設(shè)備、單兵手持式監(jiān)控設(shè)備、便攜式箱式監(jiān)控設(shè)備等）可根據(jù)指示，更加方便靈活地進(jìn)入到指定現(xiàn)場，傳回實(shí)時的現(xiàn)場圖像信息，通過統(tǒng)一的可視化綜合監(jiān)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(tǒng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表圖表分析

    通過互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)等多種方式可登錄系統(tǒng)，查詢各危險(xiǎn)源的實(shí)時監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以及調(diào)看就近的視頻監(jiān)控圖像資源，了解現(xiàn)場情況；

    系統(tǒng)內(nèi)危險(xiǎn)源參數(shù)達(dá)到或超過該值時，可以通過平臺或短信告警；自動生成周報(bào)和月報(bào)，對危險(xiǎn)源的歷史參數(shù)和告警情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

    2.4.12輔助應(yīng)急決策系統(tǒng)

    1) 事故的預(yù)防

    通過視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，各級管理者能夠?qū)崟r了解一線工人的工作情況，發(fā)現(xiàn)問題及時提醒糾正，從而督促各級各部門嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)的規(guī)定。

    通過環(huán)境監(jiān)測報(bào)警聯(lián)動功能，實(shí)時采集各類環(huán)境數(shù)據(jù)，使管理者能夠及時掌握生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)際情況變化，設(shè)定各種環(huán)境參量的上下限以及各種報(bào)警開關(guān)量，在報(bào)警處發(fā)時聯(lián)動視頻監(jiān)控、啟動錄像功能，報(bào)警點(diǎn)圖像將及時傳給調(diào)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(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)鍵的時刻。其間能否采取迅速而有效的應(yīng)變行動, 將決定整個狀況能否被控制, 損害是否減輕。因此應(yīng)急處置決策就是在最短時間內(nèi)處理大量與事故相關(guān)的信息, 合理調(diào)配各種資源,組織應(yīng)急搶險(xiǎn), 以減少事故造成的損失。

    通過本套系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和視頻調(diào)度功能，一方面通過視頻圖像能夠提供豐富、形象、直觀的現(xiàn)場信息，特別是移動監(jiān)控子系統(tǒng)可以及時地部署到事故發(fā)生現(xiàn)場，了解監(jiān)控前端子系統(tǒng)控盲區(qū)發(fā)生的情況；另一方面處于不同地理位置的有關(guān)人員通過該系統(tǒng)，共享實(shí)時的監(jiān)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(xié)調(diào)組織各種力量，做出正確的判斷和決策。

    3) 事故的調(diào)查

    事故調(diào)查是石化行業(yè)安全生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，通過調(diào)查分析事故原因，開展事故損失評估與索賠，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對存在的問題及時地、科學(xué)地提出相應(yīng)的預(yù)防方案和整改措施。用戶可以選擇任意多路現(xiàn)場的畫面手動錄像、也可根據(jù)要求設(shè)定定時錄像和設(shè)定聯(lián)動報(bào)警觸發(fā)錄像。用戶經(jīng)授權(quán)可根據(jù)終端名稱、錄像時間、錄像地點(diǎn)、錄像事件特征，隨時查詢檢索視頻文件，遠(yuǎn)程播放所需視頻圖像。系統(tǒng)記錄的視頻圖像和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)就是用于調(diào)查分析事故原因最重要的原始材料。

    三、結(jié)語

    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(zāi)或爆炸等事故，都會造成重大的人員傷亡和國家財(cái)產(chǎn)的重大損失，因而，各企業(yè)如何落實(shí)“安全第一，預(yù)防為主”的方針，采取哪些先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全有效的防范措施，滿足企業(yè)的安全生產(chǎn)管理，是擺在各個企業(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)）”專門針對石化行業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)，滿足該行業(yè)的安全生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度要求。該系統(tǒng)的使用降低了監(jiān)控、管理、調(diào)度人員的管理成本，使各級生產(chǎn)管理和調(diào)度人員可以通過監(jiān)視遠(yuǎn)端傳送上來的現(xiàn)場圖像、語音和環(huán)境數(shù)據(jù)，直觀、準(zhǔn)確和及時的了解廠區(qū)的實(shí)際情況，降低事故報(bào)警處理時間，提高事故處理決策的及時性和準(zhǔn)確性。在事故的預(yù)防、處理和調(diào)查的各個階段充分發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢。

    摘自《自動化博覽》2011年第七期