關(guān)于化工企業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化與改造

陳佳元，張國(guó)民，宋兆季

（國(guó)家能源集團(tuán) 寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司 煤制油分公司，銀川 750411）

工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的環(huán)境條件而設(shè)計(jì)的，實(shí)現(xiàn)車(chē)間、廠區(qū)等關(guān)鍵場(chǎng)所和設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視。隨著科技和信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備更完善的功能配置和良好的用戶體驗(yàn)。優(yōu)化原有的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)提高監(jiān)控系統(tǒng)的安全管理水平，降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有跨時(shí)代的歷史意義[1]。

1 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

某大型煤炭液化企業(yè)，工業(yè)電視控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)：

一體化防爆攝像機(jī)→防爆控制箱→光端機(jī)硬盤(pán)錄像機(jī)→交換機(jī)→核心交換機(jī)→CCTV（流媒體）服務(wù)器→監(jiān)控軟件平臺(tái)→視頻工作站。通過(guò)將所有視頻添加到組織資源中，利用視頻工作站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。由于攝像機(jī)監(jiān)控點(diǎn)多面廣，單個(gè)裝置需要多臺(tái)視頻工作站進(jìn)行監(jiān)控，無(wú)法及時(shí)了解所需要的監(jiān)控點(diǎn)位。

圖1 某裝置視頻監(jiān)控9個(gè)畫(huà)面Fig.1 A device video monitors 9 images

圖2 某裝置視頻監(jiān)控16個(gè)畫(huà)面Fig.2 A device video monitors 16 images

圖3 化工企業(yè)全景圖Fig.3 Panorama of chemical enterprise

圖4 化工企業(yè)AR實(shí)景圖Fig.4 AR Real scene of chemical enterprise

2 工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化改造目標(biāo)

化工企業(yè)AR 實(shí)景一張圖充分利用領(lǐng)先的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能（模式識(shí)別、事件檢測(cè)、車(chē)輛跟蹤）等技術(shù)，通過(guò)AR 高點(diǎn)全景攝像機(jī)獲取化工企業(yè)全景，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源、污染源全景覆蓋視頻，與視場(chǎng)內(nèi)危險(xiǎn)源、污染源、重點(diǎn)公共區(qū)域低點(diǎn)攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)，可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)既關(guān)注整體又兼顧局部的大范圍立體監(jiān)控與視頻聯(lián)動(dòng)，能夠以畫(huà)中畫(huà)展示低點(diǎn)攝像機(jī)視頻。同時(shí)，通過(guò)對(duì)接裝置區(qū)或企業(yè)安全數(shù)據(jù)，在AR 實(shí)景視頻地圖上對(duì)危險(xiǎn)源點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，加強(qiáng)安全數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析，做到可查詢、可搜索、可定位、可描述、可報(bào)警、可聯(lián)動(dòng)，大大改善化工企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，提升化工園區(qū)安全、環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)防控水平。

通過(guò)對(duì)全景的掌控，實(shí)現(xiàn)圖中圖。實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)推送，實(shí)現(xiàn)AR 鷹眼在大屏解碼的同時(shí)，可以顯示相關(guān)的標(biāo)簽操作，以便指揮中心人員更加直觀地了解指揮過(guò)程[2]。系統(tǒng)支持大小屏同步功能，大屏指的是超高分顯示大屏，小屏指的是AR 實(shí)景安環(huán)圖客戶端。通過(guò)在客戶端上進(jìn)行相關(guān)AR 畫(huà)面顯示的布局，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)同步到大屏，大屏無(wú)須再進(jìn)行一次布局操作。同時(shí)為了降低高清解碼對(duì)客戶端電腦的性能消耗，采取在客戶端通過(guò)輔碼流進(jìn)行解碼，對(duì)于上墻顯示，則通過(guò)超高分服務(wù)器解碼高清圖像進(jìn)行顯示?？蛻舳巳绾尾僮鞔笃良慈绾物@示，操作同步的延時(shí)控制在毫秒級(jí)以內(nèi)。

3 優(yōu)化改造條件

1）AR 鷹眼是由全景相機(jī)和云臺(tái)相機(jī)組成，兩個(gè)設(shè)備是共用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸接口，所以建議前端AR 鷹眼通過(guò)獨(dú)立光纖的方式接入中心網(wǎng)絡(luò)，接口帶寬不得低于百兆。其他AR 云臺(tái)設(shè)備、AR 球機(jī)設(shè)備頁(yè)建議帶寬為百兆。

圖5 AR云臺(tái)部署示意圖Fig.5 Schematic diagram of AR cloud platform deployment

2）中心服務(wù)器一般放置在中心機(jī)房，需要處理復(fù)雜的任務(wù)調(diào)度，建議使用千兆帶寬。

3）客戶端電腦由于需要實(shí)時(shí)查看AR 鷹眼畫(huà)面，同時(shí)加上畫(huà)中畫(huà)顯示的其他監(jiān)控點(diǎn)，需要保證千兆帶寬接入，否則可能會(huì)導(dǎo)致畫(huà)面出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象[3]。

4）AR 云臺(tái)主要面向縱向場(chǎng)景，其采用激光對(duì)焦，支持62 倍光學(xué)變焦，可實(shí)現(xiàn)3km 的有效監(jiān)控，主要用于看得更遠(yuǎn)。

AR 云臺(tái)部署要求：

① 安裝高度盡可能高，并且盡可能保證3km 視野范圍內(nèi)無(wú)遮擋。

② 云臺(tái)體積較大，為避免安裝后設(shè)備異常導(dǎo)致的拆卸麻煩，在安裝前先測(cè)試相關(guān)功能是否正常，待測(cè)試正常后再進(jìn)行安裝。

③ 云臺(tái)體積較大，需要考慮四周空間是否足夠云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，防止阻擋導(dǎo)致的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)異?；蛘邠p壞。

④ 云臺(tái)的重量大約在25kg 左右，所以設(shè)備的立桿或者支架要保證足夠的承載能力和穩(wěn)定性，要考慮到抖動(dòng)或者大風(fēng)的實(shí)際環(huán)境。

⑤ 由于設(shè)備的安裝高度一般都相對(duì)較高，并且是全金屬結(jié)構(gòu)的電器設(shè)備，所以云臺(tái)的附近都建議安裝避雷針。

5）在原有監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上，增加頂層實(shí)景平臺(tái)，服務(wù)器、解碼器、視頻管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高度融合與優(yōu)化提升，將原有模擬攝像機(jī)與現(xiàn)有數(shù)字化服務(wù)器、管理器進(jìn)行無(wú)縫銜接。

4 工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造效果

1）降低監(jiān)盤(pán)勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)推送報(bào)警監(jiān)控畫(huà)面，提高事故快速發(fā)現(xiàn)、快速識(shí)別、快速匯報(bào)、快速處理的能力。

2）優(yōu)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置，提升服務(wù)器的大數(shù)據(jù)處理能力。

3）減少監(jiān)控視頻工作站，減少設(shè)備維護(hù)工作量，解決現(xiàn)有視頻工作站的監(jiān)控弊端，實(shí)現(xiàn)直觀、完整、突出、合理、高效、及時(shí)準(zhǔn)確的工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立。

4）實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)動(dòng)功能，減少人為操作，提高事故事件發(fā)現(xiàn)、處理的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化改造，能夠有效改善系統(tǒng)的整體性能。在全景視頻場(chǎng)景中設(shè)定關(guān)注目標(biāo)區(qū)域，目標(biāo)區(qū)域出現(xiàn)異常時(shí)，報(bào)警提示框畫(huà)中畫(huà)彈出，并自動(dòng)彈出標(biāo)簽信息，快速實(shí)現(xiàn)AR 高空云臺(tái)、低點(diǎn)監(jiān)控相機(jī)、低點(diǎn)智能分析攝像機(jī)、環(huán)境的融合，有效提高了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全性能，為企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供可靠的保障。