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(jiān)控技術在石化行業(yè)中的集成應用方案，著重介紹視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件在應用中的架構和功能設計。

    關鍵詞：iSOS；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；視頻會議；周界報警；3G無線監(jiān)控；物聯網；安防

    一、概述

    1.1 前言

    石化行業(yè)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(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，強調“堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，實現可持續(xù)發(fā)展”。安全發(fā)展指導原則的確立，迫切要求化學企業(yè)轉變安全生產管理觀念，創(chuàng)新發(fā)展安全管理方式，充分利用信息技術發(fā)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(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：

    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(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、油品銷售等。

    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、生產連續(xù)等特點，一旦發(fā)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(yè)對安全管理要求極為嚴格。

    一直以來，科技的發(fā)展，特別是視頻監(jiān)控技術、計算機通信、數據采集系統(tǒng)的進步都在影響著石化行業(yè)安全生產管理的應用水平。行業(yè)內部分企業(yè)已建成了獨立的環(huán)境監(jiān)控數據采集系統(tǒng)（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(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)。這些應用系統(tǒng)在企業(yè)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(tǒng)，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(tǒng)的重復投入，建設成本和維護成本高。 

    這些不足導致傳統(tǒng)應用解決方案無法真正滿足企業(yè)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(tǒng)概述

    為了響應這些遠程監(jiān)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(yōu)秀企業(yè)投入到石化行業(yè)可視化安全生產監(jiān)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(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、物聯網技術與生產管理中的各環(huán)節(jié)密切結合起來，提高石化企業(yè)的防、管、監(jiān)控能力。

    系統(tǒng)將應用分為三個部分：一是工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要應用在遠程監(jiān)控生產環(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、應急處置；三是可視指揮系統(tǒng)，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(jiān)督。

    系統(tǒng)采用高清晰度的數字視頻編碼技術，緊密結企業(yè)多種視頻業(yè)務的綜合應用需求，應用多項開發(fā)技術，實現了視頻監(jiān)控、指揮調度、視頻會議、環(huán)境數據采集、視頻報警聯動等多種關鍵業(yè)務功能。滿足了企業(yè)生產安全監(jiān)控和指揮調度的保障需求。系統(tǒng)采用模塊化、開放式結構，網絡接口符合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)等實現聯動集成，從而實現石化企業(yè)管理的智能性、安全性、綜合性、節(jié)能性、可靠性。

    二、系統(tǒng)設計

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

    2.1 系統(tǒng)邏輯架構

    應用接口層：提供視頻監(jiān)控，視頻會議，視頻指揮調度，環(huán)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(yè)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(tǒng)管理等業(yè)務邏輯控制；包括系統(tǒng)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(huán)境數據采集，GIS，DSS（決策支持系統(tǒng)），GPS等其他業(yè)務系統(tǒng)交互控制；

    業(yè)務承載層：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(tǒng)模塊結構
         
                   

    2.3系統(tǒng)主要功能模塊
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    2.4系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(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、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(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錄像資源，按照事件，報警，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(huán)境數據采集

    系統(tǒng)支持多種環(huán)境監(jiān)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），通過數據采集器接入系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)通過對專用報警主機的兼容，實時監(jiān)控報警點狀態(tài)，支持報警點遠程布防、撤防、解除等操作。系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)支持報警過濾功能、報警優(yōu)先級排隊、報警排隊保持等功能；

    2.4.6門禁一卡通系統(tǒng)

    系統(tǒng)在實現遠程視頻監(jiān)控的同時，完成各聯網企業(yè)內部門禁系統(tǒng)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(tǒng)可以實時顯示門、電鎖、控制主機的工作狀態(tài)，遠程開、關門等，并實現門禁與視頻聯動功能，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 數字廣播系統(tǒng)

    基于現代化新廠房的特點，現代化的廠區(qū)內均設置公共廣播系統(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）生產管理廣播、3）緊急事故廣播。系統(tǒng)在綜合實現遠程監(jiān)控與智能報警的同時，將數字廣播系統(tǒng)有效地集成起來，進一步提高系統(tǒng)的實用性。

    2.4.8 資產管理系統(tǒng)

    資產管理系統(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。

    資產管理系統(tǒng)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(tǒng)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(yǎng)、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(fā)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(jiān)控系統(tǒng)相結合，提供出入庫監(jiān)控功能，將特殊資產的出入庫圖像信息實時監(jiān)控并錄像，方便事后檢索；

    2.4.9 GIS地理信息系統(tǒng)

    危險源地理信息管理、傳感器地理信息管理和視頻監(jiān)控點信息管理通過調用GIS地理信息系統(tǒng)平臺統(tǒng)一實現。環(huán)境采集，周界，門禁等子系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)

    在突發(fā)事件應急指揮過程中，采用移動視頻監(jiān)控前端（如：移動車載視頻監(jiān)控設備、單兵手持式監(jiān)控設備、便攜式箱式監(jiān)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(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)計報表圖表分析

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

    系統(tǒng)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(tǒng)計分析。

    2.4.12輔助應急決策系統(tǒng)

    1) 事故的預防

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

    通過環(huán)境監(jiān)測報警聯動功能，實時采集各類環(huán)境數據，使管理者能夠及時掌握生產環(huán)境的實際情況變化，設定各種環(huán)境參量的上下限以及各種報警開關量，在報警處發(fā)時聯動視頻監(jiān)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(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(tǒng)，可以實現視頻監(jiān)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(jiān)控子系統(tǒng)可以及時地部署到事故發(fā)生現場，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人員通過該系統(tǒng)，共享實時的監(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)安全生產管理的重要環(huán)節(jié)，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(fā)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(tǒng)記錄的視頻圖像和環(huán)境監(jiān)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(yè)下屬各企業(yè)均是安全防范的重點對象。一旦發(fā)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(yè)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(yè)的安全生產管理，是擺在各個企業(yè)面前的重大課題。

    “可視化物聯網綜合管理平臺（石化行業(yè)）”專門針對石化行業(yè)設計開發(fā)，滿足該行業(yè)的安全生產監(jiān)控調度要求。該系統(tǒng)的使用降低了監(jiān)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(jiān)視遠端傳送上來的現場圖像、語音和環(huán)境數據，直觀、準確和及時的了解廠區(qū)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(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢。

    摘自《自動化博覽》2011年第七期