陳 朋

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司寬厚板廠， 湖南 湘潭 411101）

隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的迅速發(fā)展以及行業(yè)之間壁壘的消除，尤其是視頻監(jiān)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相的融合，形成一個(gè)高像素、高速信息流、智能化、集成化的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。利用高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)增加監(jiān)控范圍、替代人工觀察、把控重點(diǎn)設(shè)備、隔離危險(xiǎn)區(qū)域、事故過程記錄等，達(dá)到提高安防水平、減少室外作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度、改善作業(yè)環(huán)境、規(guī)范工藝操作等目的。為此，某廠計(jì)劃對(duì)轉(zhuǎn)爐1號(hào)、2號(hào)轉(zhuǎn)爐實(shí)施主控室視頻監(jiān)控等改造。

1 現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

某廠1號(hào)、2號(hào)轉(zhuǎn)爐主控室為并排正對(duì)轉(zhuǎn)爐布置，主控室設(shè)一塊長(zhǎng)8 m，寬2 m，厚15 mm的玻璃鋼觀察窗，主控人員配護(hù)目鏡看火，配置部分?jǐn)z像頭對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，如:氧槍口、爐前平臺(tái)、爐下車輛等。存在的部分缺陷:

1）主控室觀察窗正對(duì)轉(zhuǎn)爐，在兌鐵、加廢鋼、倒渣、補(bǔ)爐等作業(yè)時(shí)主控人員直接面對(duì)轉(zhuǎn)爐爐口，存在高溫、爆炸、光污染等安全隱患。

2）現(xiàn)有的監(jiān)控布局不足，多數(shù)區(qū)域和設(shè)備未能進(jìn)行監(jiān)控；高溫火焰，人工觀察存在人為判斷誤差，對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備影響較大。

3）監(jiān)控設(shè)備老舊，轉(zhuǎn)爐區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的視頻監(jiān)控設(shè)備均為模擬設(shè)備，轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、惡劣、電磁干擾大，模擬監(jiān)控抗干擾性能差，老舊的CRT顯示器視覺效果差；除了主要關(guān)鍵工序點(diǎn)的監(jiān)控有錄像記錄，其中絕大部分缺少錄像功能，無法實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控回放。

4）兼容性差，前端攝像機(jī)品牌眾多；監(jiān)控分散，型號(hào)眾多，無法做到相互兼容，查看記錄費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不便于設(shè)備的統(tǒng)一管理。

2 方案論證

2.1 方案目標(biāo)

以建立科學(xué)的防控機(jī)制、運(yùn)行管理機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)化操作機(jī)制為核心，采用智能化的技術(shù)手段，以提高生產(chǎn)管理的防控能力、快速反應(yīng)能力、工序優(yōu)化及協(xié)同處理能力，構(gòu)建“看得著、查得到、控制得住”的監(jiān)控體系。

以轉(zhuǎn)爐主控室的監(jiān)控中心為核心，構(gòu)建轉(zhuǎn)爐區(qū)域的生產(chǎn)監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，綜合資源、統(tǒng)一部署，盡可能整合利用現(xiàn)有資源，使舊的系統(tǒng)能夠平滑過渡到新的視頻監(jiān)控綜合平臺(tái)。對(duì)前端模擬設(shè)備進(jìn)行改造，采用高清晰度的網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備，重新整合資源，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心可看、可控、可查。設(shè)計(jì)合理的存儲(chǔ)模式，視頻圖像部署集中存儲(chǔ)，對(duì)重點(diǎn)關(guān)鍵視頻圖像保留本地存儲(chǔ)。

2.2 改造方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，對(duì)該廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，接入位于廠辦公樓的服務(wù)器。在轉(zhuǎn)爐主控室建設(shè)一個(gè)監(jiān)控中心，部署一套視頻管理平臺(tái)統(tǒng)一管理轉(zhuǎn)爐區(qū)域各個(gè)生產(chǎn)工序的視頻監(jiān)控，并在主控室大屏上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)時(shí)圖像顯示。通過管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)廠管理人員可以在有網(wǎng)絡(luò)的地方通過IE登錄平臺(tái)或C/S客戶端查看各個(gè)生產(chǎn)工序的視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)圖像，管理人員訪問管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)管理。對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)視頻監(jiān)控錄像進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)格式為4CIF，存儲(chǔ)時(shí)間為1個(gè)月；監(jiān)控中心需要對(duì)各個(gè)工序的視頻圖像集中存儲(chǔ)，存儲(chǔ)格式為4CIF，存儲(chǔ)時(shí)間為7 d。

施工改造費(fèi)用約60萬元，其中設(shè)備材料費(fèi)50萬元，安裝調(diào)試費(fèi)10萬元。

圖1 湘鋼視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目系統(tǒng)圖

2.3 視頻系統(tǒng)

1）視頻前端，新建視頻監(jiān)控點(diǎn)選擇性價(jià)比較高的帶防護(hù)罩適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)（攝像機(jī)分辨率不低于200萬像素），視頻信號(hào)經(jīng)視頻電纜或光端機(jī)進(jìn)入鄰近的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，通過視頻編碼器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入視頻專用網(wǎng)絡(luò)，由監(jiān)控中心管理平臺(tái)統(tǒng)一管理，需要就地監(jiān)控的視頻點(diǎn)由視頻分配器分配一路信號(hào)顯示在就地顯示屏上。

已建原有模擬視頻監(jiān)控點(diǎn)通過視頻分配器和視頻編碼器，保留一路原有就地監(jiān)控信號(hào)（即使網(wǎng)絡(luò)故障不影響就地視頻監(jiān)控顯示，不影響正常生產(chǎn)監(jiān)控需要），另一路信號(hào)進(jìn)入視頻專用網(wǎng)絡(luò)，由監(jiān)控中心管理平臺(tái)統(tǒng)一管理。

2）視頻網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)爐區(qū)域各個(gè)工序的監(jiān)控點(diǎn)與總監(jiān)控中心之間采用專網(wǎng)連接，根據(jù)最低上行帶寬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，依據(jù)工業(yè)電視監(jiān)控中心設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性要求，改造成本最低的原則，轉(zhuǎn)爐區(qū)工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)視頻控制網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)絡(luò)采用目前應(yīng)用最廣泛的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的千兆級(jí)網(wǎng)絡(luò)。

3）監(jiān)控中心，轉(zhuǎn)爐主控室設(shè)立轉(zhuǎn)爐區(qū)監(jiān)控中心，部署視頻監(jiān)控管理平臺(tái)，平臺(tái)應(yīng)能夠?qū)θ勘O(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理、配置和授權(quán)。擔(dān)負(fù)整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的操作、控制。

監(jiān)控中心主要部署軟硬件設(shè)備為視頻監(jiān)控拼接屏、視頻解碼器、視頻監(jiān)控平臺(tái)管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器和視頻存儲(chǔ)磁盤陣列。

監(jiān)控中心部署核心數(shù)據(jù)庫與其他業(yè)務(wù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一接入、管理、顯示以及視頻流轉(zhuǎn)發(fā)等功能。主要功能是對(duì)所有視頻監(jiān)控設(shè)備管理、日常監(jiān)控、應(yīng)急處置。

監(jiān)控中心有權(quán)限查看所有區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻圖像、錄像回放、網(wǎng)絡(luò)共享等。

監(jiān)控中心有權(quán)限選擇調(diào)看路數(shù)、調(diào)看通道，也可以遠(yuǎn)程點(diǎn)播、回放控制、網(wǎng)絡(luò)共享。

監(jiān)控中心的基本功能是接入、協(xié)調(diào)、監(jiān)督和資料備份，包括了視頻聯(lián)網(wǎng)、中心控制及數(shù)字視頻圖像共享平臺(tái)。

監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架，采用全數(shù)字構(gòu)架技術(shù)，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。數(shù)字圖像的存儲(chǔ)、傳輸、調(diào)用及業(yè)務(wù)應(yīng)用的平滑擴(kuò)展，便于各科室車間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)瀏覽、錄像查詢及相關(guān)操作。

3 改造實(shí)施

該廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造工期約2個(gè)月，再利用14 h的全停檢修將2座轉(zhuǎn)爐主控室進(jìn)行合并、玻璃鋼觀察窗封砌、電視墻安裝調(diào)試、視頻系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試等，現(xiàn)已完全投入使用。改造實(shí)施過程:

1）動(dòng)力電源。從轉(zhuǎn)爐PCC配電室放視頻專用電源電纜至主控室視頻監(jiān)控系統(tǒng)控制柜，各監(jiān)控點(diǎn)電源由該控制柜配出，電纜布置整齊，標(biāo)識(shí)規(guī)范統(tǒng)一，便于故障排查。

2）現(xiàn)場(chǎng)視頻點(diǎn)安裝。根據(jù)現(xiàn)有的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行部分監(jiān)控設(shè)備升級(jí)替換，通過網(wǎng)絡(luò)或光纖傳送到視頻監(jiān)控柜交換機(jī)；部分模擬監(jiān)控進(jìn)行改造，將原有的模擬量監(jiān)控設(shè)備全部接入視頻專用網(wǎng)絡(luò)。

3）電視墻安裝。利用槽鋼和角鋼焊接電視墻框架，由12塊屏幕拼接成一塊超大屏幕，采用數(shù)字矩陣技術(shù)，配合硬盤錄像機(jī)，通過VGA/HDMI視頻線將電視墻和錄像機(jī)連接起來，將前端數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行解碼上墻。

4）主控室合并改造。將兩座轉(zhuǎn)爐的主控室相關(guān)設(shè)備、操作等合并至原1號(hào)轉(zhuǎn)爐主控室，對(duì)主控室進(jìn)行簡(jiǎn)單改造。主控臺(tái)并排布置，各配置一組機(jī)柜，將電腦主機(jī)按順序放置在機(jī)柜內(nèi)，標(biāo)識(shí)清晰，電源、線纜等布置整齊；原玻璃觀察窗拆除，砌磚刷灰，形成有機(jī)整體。

5）工序優(yōu)化。視頻監(jiān)控系統(tǒng)投運(yùn)后，部分工序得到優(yōu)化、精簡(jiǎn)，崗位進(jìn)行了合并、調(diào)整，對(duì)優(yōu)化后的工序、崗位相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，相關(guān)的制度進(jìn)行修改。

4 效益分析（見下頁表1）

4.1 工藝效果

1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造后，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，崗位工人外出作業(yè)的時(shí)間和次數(shù)大幅減少，且2座轉(zhuǎn)爐共享大屏，既方便又節(jié)約了改造費(fèi)用。

2）2座轉(zhuǎn)爐主控室合并，優(yōu)化精減部分崗位，方便人員集中管理和調(diào)配，提高了工藝管理的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行力。

3）對(duì)部分重點(diǎn)區(qū)域、危險(xiǎn)區(qū)域可通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不必來回奔波于現(xiàn)場(chǎng)，大大減輕了工藝人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；在兌鐵、加廢鋼、倒渣、補(bǔ)爐等作業(yè)時(shí)主控人員不會(huì)直接面對(duì)轉(zhuǎn)爐爐口，避免了主控人員直接面對(duì)高溫、爆炸、光污染等安全風(fēng)險(xiǎn)。

4）事故過程記錄，可通過調(diào)閱視頻監(jiān)控畫面，檢查工藝制度的執(zhí)行情況，工藝違規(guī)操作的糾正，事故原因分析及整改措施的落實(shí)。

4.2 設(shè)備效果

1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造后，對(duì)重點(diǎn)設(shè)備、危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、重點(diǎn)關(guān)注，提高了工藝、設(shè)備人員的響應(yīng)速度，將工藝事故、設(shè)備事故和安全事故控制在萌芽狀態(tài)。

2）同時(shí)對(duì)設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)人員的點(diǎn)檢維護(hù)行為進(jìn)行監(jiān)督，促進(jìn)了工藝人員參與設(shè)備點(diǎn)檢、維護(hù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的積極性，有效的提高了設(shè)備的綜合運(yùn)行效率。

3）改造之后的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，集成度高，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在廠區(qū)局域網(wǎng)內(nèi)隨時(shí)隨地可查、可看，為設(shè)備管理提供便利。

4.3 綜合效益

1）通過主控室合并，監(jiān)控系統(tǒng)改造，該廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域每班精減2人，共計(jì)優(yōu)化人員8人，每年人力成本可減少80萬元以上。

2）轉(zhuǎn)爐區(qū)域點(diǎn)檢、維護(hù)的執(zhí)行效果大幅提升，工藝操作規(guī)范化，隱患得以發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理，生產(chǎn)、設(shè)備事故得以遏制。

表1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造的效果分析

3）作業(yè)環(huán)境和作業(yè)條件得到顯著改善，現(xiàn)場(chǎng)安防水平得到提高，危險(xiǎn)區(qū)域的全面掌控，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全系數(shù)大幅提高。

4）通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，打破了生產(chǎn)管理的層級(jí)制，實(shí)行垂直監(jiān)控，提高了管理的效益。

5 結(jié)語

通過此次改造，在滿足生產(chǎn)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，確保了生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)生產(chǎn)崗位進(jìn)行精簡(jiǎn)，人員集中管理，降低各生產(chǎn)崗位的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安全生產(chǎn)條件，具有顯著的綜合效益，可為相關(guān)單位起到一定的示范借鑒作用。