張　強(qiáng)，郝一舟

（中國(guó)石油蘭州石化分公司自動(dòng)化研究院，蘭州 730060）

高清視頻監(jiān)控在煉化企業(yè)中的應(yīng)用

張強(qiáng)，郝一舟

（中國(guó)石油蘭州石化分公司自動(dòng)化研究院，蘭州 730060）

高清視頻系統(tǒng)，是集視頻會(huì)議系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能中央控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、音頻擴(kuò)音系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理、配置管理于一體的綜合性管理平臺(tái)，解決了一直以來(lái)存在的會(huì)議預(yù)定管理低效、操作人員權(quán)限混亂的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了管理一體化及操作可視化的目標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；視頻監(jiān)控；應(yīng)用研究

1　概述

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制和人工智能等技術(shù)的綜合運(yùn)用。近年來(lái)隨著音視頻的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也向著智能化的方向不斷發(fā)展。

數(shù)字化是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應(yīng)該是系統(tǒng)中信息流（包括視頻、音頻、控制等）從模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài)，這從根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)絡(luò)化則意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)過(guò)渡。集散式系統(tǒng)采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實(shí)時(shí)多任務(wù)、多用戶(hù)、分布式操作系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴(kuò)展的地域和數(shù)量界限，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務(wù)和負(fù)載的共享。

由于圖像處理技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)處理能力的提高，監(jiān)控系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)字方式，不僅能提供各類(lèi)數(shù)據(jù)、文本、圖形信號(hào)，還有視頻圖像、聲音等更加豐富的多媒體信息來(lái)支持生產(chǎn)和管理活動(dòng)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和數(shù)字信息抗干擾能力的增強(qiáng)都為組建大規(guī)模遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)造了條件，網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器對(duì)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性大大提高。

在煉化企業(yè)中，高清視頻系統(tǒng)是集視頻會(huì)議系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能中央控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、音頻擴(kuò)音系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)管理、配置管理于一體的綜合性管理平臺(tái)，解決了一直以來(lái)存在的會(huì)議預(yù)定管理低效、操作人員權(quán)限混亂的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了管理一體化及操作可視化的目標(biāo)。

2　系統(tǒng)構(gòu)成與功能

2.1結(jié)構(gòu)

目前的監(jiān)控系統(tǒng)大多由中心計(jì)算機(jī)和各級(jí)智能控制前端組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)。前端獨(dú)立完成某一區(qū)域的監(jiān)控或?qū)崿F(xiàn)某一控制功能。

一般性煉化企業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)主要由總調(diào)、分廠調(diào)度中心、前段監(jiān)控點(diǎn)三級(jí)組成。實(shí)現(xiàn)總調(diào)實(shí)時(shí)觀看前段監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控圖像，總調(diào)和分廠調(diào)度中心實(shí)時(shí)高清音視頻交流。系統(tǒng)分為前端系統(tǒng)、遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和中心控制系統(tǒng)3部分。前端系統(tǒng)由信號(hào)采集設(shè)備、可遙控動(dòng)作設(shè)備和視頻處理設(shè)備3部分組成。視頻處理設(shè)備既可采用硬件方式實(shí)現(xiàn)也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)將采集的模擬信號(hào)編碼為數(shù)字信號(hào)，按照標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，同時(shí)還可以將控制中心下發(fā)的命令轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)指令發(fā)給聯(lián)動(dòng)設(shè)備。遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)各種信息和指令的上傳下達(dá)，通過(guò)以太局域網(wǎng)、PSTN電話(huà)網(wǎng)、Internet等網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)傳輸，借助于數(shù)字光纖、無(wú)線(xiàn)通信等多種遠(yuǎn)程數(shù)字傳輸媒介，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、組播等多種傳輸方式。中心控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的管理和控制工作，對(duì)接收到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和分析。

2.2功能模塊

2.2.1智能中央控制系統(tǒng)

本模塊將系統(tǒng)電源、矩陣切換、攝像頭控制、中控狀態(tài)幾個(gè)功能整合到一起，使對(duì)中控的管理更智能化。

2.2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

本模塊主要是對(duì)分布在生產(chǎn)區(qū)域的攝像頭進(jìn)行綜合控制，并實(shí)時(shí)將所取得的視頻保存在NVR服務(wù)器上。

2.2.3視頻會(huì)議系統(tǒng)

本模塊主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)會(huì)議預(yù)定和會(huì)議管理的綜合控制，并且加入了會(huì)議模板功能，使會(huì)議預(yù)定及管理更高效。

2.2.4統(tǒng)計(jì)分析

本模塊主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)會(huì)議室使用時(shí)長(zhǎng)和使用次數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析以及日志管理的功能，便于用戶(hù)更合理的使用會(huì)議室以及查看日志。

2.2.5系統(tǒng)管理

本模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理功能，其中包括會(huì)議室管理、用戶(hù)管理、設(shè)備管理等功能，方便用戶(hù)更好的管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2.6配置管理

本模塊主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)權(quán)限、配置、定時(shí)開(kāi)關(guān)的管理功能。方便用戶(hù)管理權(quán)限以及維護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)配置。

3　問(wèn)題與難點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻數(shù)據(jù)的難點(diǎn)和關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。在某個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)采集到的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)可能需要及時(shí)發(fā)往監(jiān)控站點(diǎn)。為了滿(mǎn)足多個(gè)監(jiān)控主機(jī)能夠同時(shí)監(jiān)控一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的要求，傳輸系統(tǒng)應(yīng)該支持從一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)到多個(gè)監(jiān)控主機(jī)的組播。同時(shí)，一個(gè)監(jiān)控主機(jī)也需要具備同時(shí)接受多個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的能力。

從實(shí)時(shí)應(yīng)用環(huán)境來(lái)看，對(duì)傳輸協(xié)議最重要的要求就是盡可能少地占用帶寬和減少時(shí)延。即傳輸協(xié)議在傳送流媒體數(shù)據(jù)時(shí)，除了具備完成傳輸而必不可少的功能以外，要盡量縮減額外的開(kāi)銷(xiāo)，以免一些無(wú)用信息與流媒體數(shù)據(jù)爭(zhēng)用有限的帶寬。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)化協(xié)議中處理分組的過(guò)程，使分組在協(xié)議中停留的時(shí)間盡可能的短，從而提高協(xié)議的實(shí)時(shí)性。

4　結(jié)語(yǔ)

視頻監(jiān)控技術(shù)與網(wǎng)路技術(shù)的結(jié)合是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的必然，網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)在視頻監(jiān)控技術(shù)的主要組成部分，是在現(xiàn)有監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它在應(yīng)用場(chǎng)合，信息的采集與傳輸?shù)确奖愣寂c傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)不同，它采集的信息內(nèi)容更豐富，表現(xiàn)更直觀，使用更方便，為煉化企業(yè)的生產(chǎn)檢測(cè)和事故的處理提供了強(qiáng)有力的支持。隨著安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控技術(shù)必將在煉化生產(chǎn)中獲得更廣泛的應(yīng)用。

主要參考文獻(xiàn)

［1］李尚福，傅程華.高速公路視頻監(jiān)控的數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化［J］.中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2009（10）：89－90.

10.3969/j.issn.1673-0194.2016.19.106

TN919.8

A

1673-0194（2016）19-0185-02

2016-08-01