數(shù)字高清工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在輸油管網(wǎng)的應(yīng)用

【摘要】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)日益受到越來(lái)越多的重視和關(guān)注。視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸從模擬化，數(shù)字化向網(wǎng)絡(luò)化，高清化的方向發(fā)展。本文首先介紹了工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程；其次分析了高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)。最后以工程實(shí)例介紹了數(shù)字高清工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字；高清；視頻信號(hào)

一、數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成及特點(diǎn)

數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字視頻處理技術(shù)為核心，以計(jì)算機(jī)或嵌入式系統(tǒng)為中心，視頻處理技術(shù)為基礎(chǔ)，利用圖像數(shù)據(jù)壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和綜合利用光電傳感器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制和人工智能等技術(shù)的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字高清監(jiān)控的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，是一種將計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻壓縮與傳輸技術(shù)應(yīng)用到圖像監(jiān)控領(lǐng)域的高科技。

1.1數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

數(shù)字高清監(jiān)控可以分解為五大部分，分別為：前端數(shù)字高清攝像機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、傳輸設(shè)備、高清顯示、控制平臺(tái)。

1.2數(shù)字視頻具備以下特點(diǎn)：

（1）提供高質(zhì)量、真色彩、運(yùn)動(dòng)圖像。

（2）視頻信號(hào)采用視頻編碼器進(jìn)行數(shù)字化以后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，在監(jiān)控后端通過(guò)視頻解碼器或者軟件進(jìn)行解碼，顯示實(shí)時(shí)圖像。整個(gè)傳輸鏈路中的數(shù)據(jù)形式都是數(shù)字化的，視頻信號(hào)無(wú)論傳輸多遠(yuǎn)都不會(huì)失真。

（3）數(shù)字監(jiān)控把視頻編碼技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TCP/IP）相結(jié)合，利用強(qiáng)大全面的聯(lián)網(wǎng)功能，可在各種網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻、音頻、控制、報(bào)警等信息，不再需要單獨(dú)鋪設(shè)各種監(jiān)控線路，維護(hù)方便。

（4）完全數(shù)字化的解決方案建立在寬帶網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備有機(jī)結(jié)合，共同完成與模擬監(jiān)控系統(tǒng)中視頻切換矩陣相似的功能。硬件提供支持，通過(guò)相應(yīng)的視頻監(jiān)控管理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理。

（5）突破模擬監(jiān)控系統(tǒng)局限性，可在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)范圍內(nèi)傳輸，很輕松地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)程傳輸?shù)囊蟆?/p>

1.3相比傳統(tǒng)模擬監(jiān)控，數(shù)字監(jiān)控具有的優(yōu)點(diǎn)：

（1）便于計(jì)算機(jī)處理。由于對(duì)視頻圖像進(jìn)行了數(shù)字化，所以可以充分利用計(jì)算機(jī)的快速處理能力，對(duì)其進(jìn)行壓縮、分析、存儲(chǔ)和顯示。

（2）適合遠(yuǎn)距離傳輸。數(shù)字信息抗干擾能力強(qiáng)，不易受傳輸線路信號(hào)衰減的影響，而且能夠進(jìn)行加密傳輸，因而可以在數(shù)千公里之外實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。

（3）便于查找。在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)建立的索引，在幾分鐘內(nèi)就能找到相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)記錄。

（4）提高了圖像的質(zhì)量與監(jiān)控效率。通過(guò)調(diào)整圖像大小，借助顯示器的高分辨率，可以觀看到清晰的高質(zhì)量圖像。

二、數(shù)字高清工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1系統(tǒng)規(guī)模

某工程工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)由兩部分組成，分別為輸油（氣）站場(chǎng)生產(chǎn)場(chǎng)所電視監(jiān)視系統(tǒng)和用于場(chǎng)站周界防范聯(lián)動(dòng)監(jiān)視的電視監(jiān)控系統(tǒng)。8個(gè)站場(chǎng)和某管理處設(shè)數(shù)字高清工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)；其中3個(gè)站場(chǎng)設(shè)周界防范數(shù)字高清工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。

系統(tǒng)主要包括戶外鏡頭、攝像機(jī)、云臺(tái)、防護(hù)罩、顯視器、視頻管理服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器等。

各工藝站輸油泵棚、計(jì)量間和閥組區(qū)采用旋轉(zhuǎn)或固定網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)在棚柱上安裝，閥組區(qū)監(jiān)視高清攝像機(jī)利用照明燈架掛裝或立柱安裝，變電所、機(jī)房等室內(nèi)場(chǎng)所網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)視攝像機(jī)采用掛墻安裝；利用場(chǎng)站高點(diǎn)設(shè)置全景網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)。高清視頻通過(guò)工業(yè)光以太網(wǎng)交換機(jī)匯聚到控制中心的核心交換機(jī)上；在綜合辦公樓信息機(jī)房?jī)?nèi)，集中配置視頻管理及流媒體服務(wù)器、視頻存儲(chǔ)服務(wù)器，用于電視監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)控管理。各前端攝像機(jī)通過(guò)單模光纜或?qū)Ｓ秒娎|將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)骄C合辦公樓內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，同時(shí)在綜合辦公樓（控制室）、消防站值班室、保衛(wèi)值班室等地點(diǎn)，設(shè)置電視監(jiān)控終端；每個(gè)控制室分別配有彩色顯視器及操作鼠標(biāo)及鍵盤，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)前端設(shè)備進(jìn)行控制，并觀看現(xiàn)場(chǎng)圖像；視頻管理及流媒體服務(wù)器、視頻存儲(chǔ)服務(wù)器和監(jiān)控終端接入綜合樓的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。如下

2.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求首選先進(jìn)設(shè)備、應(yīng)用最新技術(shù)、采用模塊化結(jié)構(gòu)、具有可擴(kuò)展性、在最壞的條件下應(yīng)保證系統(tǒng)能正常工作、系統(tǒng)整體性能保持多年不落后，而且設(shè)計(jì)應(yīng)保證在合理功耗下運(yùn)行。

通過(guò)工業(yè)電視系統(tǒng)將各個(gè)攝像機(jī)拍攝的圖像傳送到站控室，在站控室可以選擇查看一個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)圖像，并可以控制攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到更好的監(jiān)視效果，站控、庫(kù)控、周界的視頻監(jiān)視應(yīng)具備互訪互控能力。監(jiān)控功能主要包括：攝像及傳輸；圖像顯示（單個(gè)或多個(gè)圖像）及存儲(chǔ)；圖像切換；攝像機(jī)控制（云臺(tái)、鏡頭動(dòng)作）；夜間監(jiān)視等。

可將本地圖像遠(yuǎn)傳至管線控制中心進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)控制中心可發(fā)出指令控制遠(yuǎn)端各站的攝像機(jī)鏡頭、云臺(tái)等，同時(shí)還應(yīng)具備今后實(shí)現(xiàn)更上一級(jí)調(diào)度中心的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能?，F(xiàn)場(chǎng)高清視頻源應(yīng)支持根據(jù)圖像實(shí)際提供不低于1280*720或1920*1080高清視頻至大屏幕。

在設(shè)置自動(dòng)消防聯(lián)控系統(tǒng)的站場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速將該區(qū)及附近攝像機(jī)同時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)到報(bào)警點(diǎn)，供值班人員及時(shí)判斷災(zāi)情。對(duì)于重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象，系統(tǒng)應(yīng)提供預(yù)置位監(jiān)視。

系統(tǒng)應(yīng)具備移動(dòng)物體感應(yīng)探測(cè)并記錄報(bào)警的功能，防止意外侵入；系統(tǒng)具備預(yù)留視頻智能分析接口，根據(jù)用戶要求對(duì)視頻中人員越界探測(cè)、區(qū)域移動(dòng)探測(cè)及遺留物檢測(cè)，從而聯(lián)動(dòng)工業(yè)電視視頻，在聲光提示的同時(shí)，進(jìn)行視頻復(fù)核。

2.3系統(tǒng)軟硬件及功能

（1）可對(duì)任一路攝像機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)視角、方位、焦距、光圈、景深的調(diào)整：對(duì)于球形攝像機(jī)或帶預(yù)置位的云臺(tái)，操作人員可對(duì)預(yù)置位進(jìn)行操作，預(yù)置位可定義。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)具有基于權(quán)限概念的分級(jí)監(jiān)控功能，高優(yōu)先級(jí)權(quán)限的操作員能搶占低優(yōu)先級(jí)權(quán)限的控制權(quán)，但不影響后者的瀏覽權(quán)。

（3）可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)錄像、定時(shí)錄像，畫面異動(dòng)錄像等多種錄像方式，錄像時(shí)間及錄像方式可自定義。錄像時(shí)將告警點(diǎn)信息與圖像后進(jìn)行存放，回放時(shí)將顯示上述信息。

結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅符合信息產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，又代表了監(jiān)控行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向，蘊(yùn)藏著巨大的經(jīng)濟(jì)效益，成為信息產(chǎn)業(yè)中頗受關(guān)注的數(shù)字化產(chǎn)品。通過(guò)工業(yè)視頻系統(tǒng)，極大地提高企業(yè)管理水平，有效防止重大安全事故的發(fā)生，營(yíng)造了一個(gè)安全、有序的工作環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧云至、劉治洪。視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展綜述。兵工自動(dòng)化，2009，1（28）

[2]劉磊。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的分析與應(yīng)用。太平洋安防網(wǎng)，2010，9

作者簡(jiǎn)介：王春娟，1982年出生，女，漢族，高級(jí)工程師，2004年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)工作于中石化銷售有限公司華中分公司湖北輸油處，高級(jí)工程師，主要從事成品油輸油管線儀表及自控系統(tǒng)的維護(hù)與研究。