李哲

(寧波大榭開發(fā)區(qū)信海油品儲運(yùn)有限公司，浙江 寧波 315812)

小田灣油品倉儲項(xiàng)目是一個集儲存、中轉(zhuǎn)、分撥、汽柴油公路發(fā)油以及原油管道外輸、保稅為一體的大型油品罐區(qū)。為了加強(qiáng)管理，有效防止非法入侵及保障油庫的安全，對設(shè)備運(yùn)行、文明生產(chǎn)等各類情況加以監(jiān)視，特別是對火災(zāi)、爆炸、泄漏、失竊、惡意破壞等對安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅的情況加以監(jiān)視，該油庫建立了一套含視頻監(jiān)控、智能分析、防盜報警等在內(nèi)的安防系統(tǒng)。就視頻監(jiān)控而言，該系統(tǒng)方案采用了和SCADA控制系統(tǒng)的聯(lián)動功能，即在一個安防平臺上可以集成監(jiān)控視頻、周界、門禁等所有的安防功能，并實(shí)現(xiàn)自動聯(lián)動。筆者根據(jù)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在項(xiàng)目中的應(yīng)用，進(jìn)一步分析智能視頻IV(intelligent video)監(jiān)控系統(tǒng)在廠區(qū)安防中的應(yīng)用。

1 智能視頻監(jiān)控的定義

智能視頻源自計(jì)算機(jī)視覺CV(computer vision)技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是人工智能研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計(jì)算機(jī)能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。而智能視頻技術(shù)主要指“自動分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息”。如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻技術(shù)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析，過濾掉用戶不關(guān)心的信息，僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IVS)以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，用戶可以設(shè)置某些特定的規(guī)則，視頻監(jiān)測系統(tǒng)能夠識別不同的物體，同時會識別目標(biāo)行為是否符合這些規(guī)則以及發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出報警和提供有用信息，從而更加有效地協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并最大限度地減少誤報和漏報現(xiàn)象。

2 IVS的優(yōu)勢

2.1 傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的不足

技術(shù)上可以將視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展劃分為三個階段。

第一階段： 全模擬視頻監(jiān)控。其特點(diǎn)是視頻的采集、傳輸和存儲均是模擬方式，即所稱的閉路電視系統(tǒng)。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，缺點(diǎn)是傳輸距離比較近，不適合遠(yuǎn)程傳輸，不能與門禁等其他安防系統(tǒng)集成，無法形成聯(lián)動。

第二階段： 部分?jǐn)?shù)字視頻監(jiān)控。其特點(diǎn)是數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DVR)的采用，視頻內(nèi)容以數(shù)字方式存儲在DVR上，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的方便檢索，但在遠(yuǎn)程傳輸?shù)臅r候，通常需要部署光纖和安裝光端機(jī)，系統(tǒng)成本比較高。

第三階段： 網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字視頻監(jiān)控。其特點(diǎn)是結(jié)合成熟的視頻編碼和IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以較低的成本實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的大規(guī)模部署和靈活擴(kuò)展；它采用開放式架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)與門禁等安防系統(tǒng)以及其他IT系統(tǒng)的整合。然而，不論上述哪一種方案，都存在以下不足。

1) 完全依賴人工監(jiān)控。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在經(jīng)過22 min監(jiān)控后，監(jiān)控人員可能錯過最高達(dá)95%的畫面監(jiān)控內(nèi)容。面對日益復(fù)雜的監(jiān)控內(nèi)容，在監(jiān)控人員責(zé)任感、工作狀態(tài)等各種因素的影響下，整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的有效性無法得到保證。

2) 監(jiān)控時間受各種客觀條件的限制。一個監(jiān)視器必須分時顯示多個監(jiān)控現(xiàn)場的畫面，對于大型的系統(tǒng)，每個監(jiān)控點(diǎn)實(shí)際上只有很少一部分時間處于監(jiān)控人員注視下，漏報的概率非常高。

3) 數(shù)據(jù)分析難度大。當(dāng)前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常都是7×24 h錄像。在進(jìn)行事后回顧時，必須依靠人工方式進(jìn)行檢索，耗時耗力，可靠性也比較低。實(shí)時性差，響應(yīng)時間長，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模比較龐大時，這種完全依賴人工的方式往往浪費(fèi)很多時間，并可能直接引起損失的擴(kuò)大。

2.2 IVS的優(yōu)勢

相對于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控，IVS具有以下優(yōu)勢：

1) 全天時運(yùn)行。IVS可根據(jù)用戶設(shè)定的規(guī)則，對監(jiān)控畫面進(jìn)行7×24 h不間斷地分析。

2) 提高報警實(shí)時性。IVS延遲很短，基本上可實(shí)時監(jiān)控和分析畫面；能在異常事件發(fā)生的第一時間報警，提示監(jiān)控人員注意；在與其他安防設(shè)備和IT系統(tǒng)集成時，IVS可實(shí)時調(diào)動其他系統(tǒng)做出聯(lián)動響應(yīng)，大幅度縮短整個安防系統(tǒng)的反應(yīng)時間。

3) 提高報警精確度。IVS內(nèi)置各種智能算法，可全天時運(yùn)行，有效彌補(bǔ)人工監(jiān)控的不足，降低IVS整體的誤報率和漏報率。

4) 可廣泛擴(kuò)展至其他用途。IVS不但可用于安防，也可用于其他用途。例如基于智能視頻分析的人數(shù)統(tǒng)計(jì)功能，可用于商業(yè)場所統(tǒng)計(jì)每天的人流量，這些數(shù)據(jù)具有一定的商業(yè)參考價值。

3 IVS的典型配置

3.1 基于模擬視頻的系統(tǒng)配置

基于模擬視頻的系統(tǒng)配置如圖1所示，該方式適用于傳統(tǒng)模擬視頻系統(tǒng)的升級改造，增加智能視頻分析的功能。前端攝像機(jī)視頻經(jīng)過傳輸后，在監(jiān)控中心獲取模擬視頻，將模擬視頻連接到智能視頻分析服務(wù)器進(jìn)行視頻分析。

圖1 基于模擬視頻的系統(tǒng)配置

3.2 基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)配置

基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)配置如圖2所示，該配置方式適用于基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，前端采用IP攝像機(jī)或編碼器，將數(shù)字視頻傳送到監(jiān)控中心，連接到服務(wù)器獲取數(shù)字視頻后進(jìn)行分析。

圖2 基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)配置

4 IVS的特點(diǎn)

1) 智能視頻分析。除基本的視頻監(jiān)控功能外，利用系統(tǒng)中的智能視頻分析功能，可通過分析現(xiàn)場視頻檢測出可疑的活動、事件或者行為模式，然后執(zhí)行確認(rèn)性聯(lián)動，將各類報警的現(xiàn)場視頻圖像信息直接顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，使監(jiān)控人員及時了解到報警現(xiàn)場的實(shí)際情況，同時將分析信息記錄到錄像資料中用于事后檢索。

2) 圖像清晰。采用Motion JPEG/MPEG4編解碼技術(shù)時，可以實(shí)現(xiàn)CIF/4CIF質(zhì)量的圖像顯示；在較低的帶寬下，圖像能做到無抖動、馬賽克等現(xiàn)象。

3) 實(shí)時監(jiān)控。支持多路視頻輸出到客戶端；支持多畫面分屏功能；支持多客戶端，用戶可以在普通PC上通過IP網(wǎng)絡(luò)觀看監(jiān)控圖像。

4) 報警錄像存儲和回放功能。支持報警事件錄像，保存事件前10 s，后20 s視頻；支持各種錄像回放功能，如慢放、快放、中途拖拉、靜止觀看等；錄像可通過線路號、時間等參數(shù)回放，也可按照事件、報警和聯(lián)動搜索回放。

5) 輸入輸出支持報警輸入功能?？捎赏獠繄缶O(shè)備激活布防或者撤銷布防；具有開關(guān)量輸出功能，可實(shí)現(xiàn)即時聲光電報警(報警設(shè)備可選)。

6) 可靠性。高智能分析設(shè)備采用嵌入式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、可靠性高；采用實(shí)時操作系統(tǒng)，具有抵御病毒的能力，系統(tǒng)軟件運(yùn)行穩(wěn)定，安全性高；達(dá)到工業(yè)級溫度范圍，能在室外環(huán)境下長期工作。

7) 操作簡便。人性化設(shè)計(jì)，全中文、圖形化管理操作，界面友好、維護(hù)方便；支持多個用戶同時登錄，具有嚴(yán)格的用戶安全檢查和權(quán)限檢查機(jī)制。

8) 成熟可靠。IVS是目前國際領(lǐng)先的視頻監(jiān)控設(shè)備，運(yùn)用最新的智能分析算法對目標(biāo)行為進(jìn)行跟蹤識別。該系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全球多個國家和行業(yè)的安全防范和反恐領(lǐng)域。

5 IVS在小田灣庫區(qū)的應(yīng)用

5.1 IVS配置

系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，即現(xiàn)場接入層、視頻傳輸層及中心控制層，系統(tǒng)配置如圖3所示?，F(xiàn)場接入層為攝像機(jī)，根據(jù)實(shí)際情況布置快球、防爆攝像機(jī)，保證無盲點(diǎn)。視頻傳輸層根據(jù)攝像機(jī)匯聚點(diǎn)，設(shè)置視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，包括接入交換機(jī)、核心交換機(jī)。中心控制層位于油庫安防總控制室，包括視頻管理服務(wù)器、NVR錄像系統(tǒng)、數(shù)字虛擬矩陣、視頻管理客戶端、大屏系統(tǒng)等。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像頭、硬盤錄像機(jī)、視頻矩陣、編碼器等組成。編碼器和硬盤錄像機(jī)可以通過TCP/IP聯(lián)網(wǎng)，并且編碼器和硬盤錄像機(jī)能提供基于瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的終端訪問方式。SCADA系統(tǒng)和油庫管理平臺具備集成視頻畫面的功能。

圖3 小田灣庫區(qū)IVS配置

5.2 小田灣油品倉儲項(xiàng)目的運(yùn)用

小田灣油庫網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻以標(biāo)準(zhǔn)Internet網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，采用流媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸。不僅具有傳統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)所具有的計(jì)算機(jī)快速處理能力、抗干擾能力、快速查詢記錄及單機(jī)顯示多路圖像等優(yōu)點(diǎn)，此外報警、門禁、巡更等前端設(shè)備輸出的數(shù)字信號，可以由“多網(wǎng)合一”的方式，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)復(fù)用傳輸，并在同一平臺上進(jìn)行管理與控制。SCADA系統(tǒng)選用HS系統(tǒng)，LED大屏顯示，安防監(jiān)控支持SCADA控制系統(tǒng)的聯(lián)動功能，經(jīng)綜合考慮采用基于模擬視頻的系統(tǒng)配置方式即“模擬攝像頭+編碼器+數(shù)字”傳輸方式，成本比純數(shù)字方式大幅降低。實(shí)現(xiàn)了以監(jiān)控平臺為主，將安防系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)(含火災(zāi)報警系統(tǒng))集成到一個系統(tǒng)平臺上，其中SCADA系統(tǒng)冗余配置，集中進(jìn)行弱電各系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份，各系統(tǒng)互相獨(dú)立，通過數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖聯(lián)動，在統(tǒng)一的集成平臺管理控制下，構(gòu)成了一個智能化程度高、功能完善、界面友好、操作簡單、維修方便的集成控制平臺，為廠區(qū)安全防范工作、統(tǒng)一管理、指揮調(diào)度打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語

由于人類自身的客觀原因，無法對多個視頻保持高度集中監(jiān)視，常常會遺漏一些重要的視頻信息，最后只能靠回放視頻錄像來找尋事件發(fā)生過程，視頻監(jiān)控淪為一個事后取證的工具，失去原本的實(shí)時監(jiān)控目的。利用當(dāng)今先進(jìn)的IV監(jiān)控技術(shù)來監(jiān)控生產(chǎn)區(qū)域，對事件的發(fā)生提前預(yù)警，最大程度地防止意外或損失發(fā)生，并達(dá)到控制成本，提高效率的目的。

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