劉 杰，李 芳，杜興團

（河南心連心化學工業(yè)集團股份有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453731）

0 引言

近年來隨著AI、計算機、圖像處理、無線傳輸?shù)刃录夹g(shù)的快速發(fā)展，給視頻監(jiān)控的智能應用帶來快速的發(fā)展。煤化工行業(yè)充斥著高溫、高壓，易燃、易爆、易中毒，給廠區(qū)內(nèi)人身、設(shè)備安全提出了較高的考驗。尤其是化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備、重大危險源等區(qū)域的監(jiān)控在化工生產(chǎn)中顯得尤為重要。目前，國內(nèi)多個行業(yè)應用視頻監(jiān)控技術(shù)成功地解決了行業(yè)內(nèi)的部分難題，例如：變電所，通過智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動跟蹤、記錄，報警等功能的視頻聯(lián)動控制系統(tǒng)，提高檢修以及運行的安全性[1]。視頻監(jiān)控與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動，在確認火災發(fā)生后，該系統(tǒng)會自動控制火災報警點視頻并進行調(diào)整，正對火災發(fā)生點，實時監(jiān)控火災情況，同時可以考慮聯(lián)動消防系統(tǒng)進行滅火等[2]。在煤炭行業(yè)，利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)結(jié)合，構(gòu)成智能安防系統(tǒng)，主動判斷和預警一些關(guān)鍵信息，提升煤礦的安全管理水平[3]。為了解決化工行業(yè)的一些難題，同時考慮到視頻監(jiān)控系統(tǒng)在化工行業(yè)的大規(guī)模應用，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安全、消防系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)全廠區(qū)無死角監(jiān)控及重大危險區(qū)域的非法入侵報警燈功能。將被動防護變?yōu)橹鲃臃烙?，變事后追查為事前預警，能夠為保護企業(yè)人員、財產(chǎn)安全以及現(xiàn)場管理起到重要的作用。

1 煤化工行業(yè)對監(jiān)控系統(tǒng)、火災報警等的需求

1）所有監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備在煤化工行業(yè)現(xiàn)場（有毒，有害、腐蝕性氣體）能夠保持連續(xù)運行，不受現(xiàn)場環(huán)境影響；2）前端攝像機滿足防爆、低照度清晰并具有智能分析模塊（越界自動檢測、人員實時跟蹤、聯(lián)動錄像等功能）；3）前端各裝置網(wǎng)絡(luò)攝像機信號需接入各機柜NVR（網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機），所有視頻信號在機柜間存儲至少保證1 個月，重要區(qū)域的視頻信號要求存儲時間至少半年；4）廠區(qū)出入口配置車牌抓拍和地磅系統(tǒng)對接，在系統(tǒng)中可以實時監(jiān)控進入重點監(jiān)控區(qū)域的車輛信息；5）DLP 大屏前端顯示和監(jiān)控功能，實現(xiàn)解碼上墻、拼接漫游、開窗、DCS、火災報警地圖上墻功能；6）全廠控制中心配置高性能磁盤陣列，實現(xiàn)對前端重要視頻的備份存儲、報警出發(fā)等功能；7）火災報警系統(tǒng)支持圖形顯示前端，同時預留RS485 通信接口以及MODBUS 通信協(xié)議，能夠在畫面上實時監(jiān)控到各區(qū)域探頭的報警信息等。

2 視頻監(jiān)控與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動控制的整體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的構(gòu)成

聯(lián)動控制系統(tǒng)的整體設(shè)計如圖1 所示，由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、聯(lián)動控制服務(wù)器、DLP 大屏幕，以及相應的軟件構(gòu)成。由于煤化工行業(yè)的特殊性，防爆區(qū)、前端的攝像頭以及火災報警控制系統(tǒng)的探頭必須滿足Ex d ⅡCT4 或CT6/DIP A20 TA,T6，防護等級不低于IP65[4]。對于攝像頭的選擇，以帶云臺控制和球機為主，增強系統(tǒng)的聯(lián)動監(jiān)控效果。目前，現(xiàn)場使用的防護等級低的一些探頭已經(jīng)腐蝕比較嚴重。

2.2 聯(lián)動控制系統(tǒng)的基本原理

實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與火災報警控制系統(tǒng)的聯(lián)動，兩個系統(tǒng)的信息必須共享[5]。因此，火災報警系統(tǒng)預留的485通信接口需要應用串口服務(wù)器將其轉(zhuǎn)換為RJ45 接口或者在定制火災報警控制系統(tǒng)時，直接配置RJ45 接口，并將其接入到視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中。

在網(wǎng)絡(luò)機房配置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器以及聯(lián)動控制平臺，并安裝相應的數(shù)據(jù)采集軟件等。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、報警信息分析模塊、聯(lián)動控制模塊。火災報警系統(tǒng)將報警信息上傳到聯(lián)動控制平臺，通過該平臺就可以分析出報警發(fā)生的具體地點，并將相關(guān)信息傳輸?shù)揭暺帘O(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)動附件的攝像頭畫面直接展示在DLP 大屏上，現(xiàn)場的監(jiān)控人員通過大屏幕可以實時監(jiān)控報警地點的狀態(tài)。

2.3 系統(tǒng)的工作流程

圖1 火災視頻聯(lián)動控制架構(gòu)Fig.1 Fire video linkage control architecture

圖2 聯(lián)動控制原理圖Fig.2 Linkage control schematic

火災報警系統(tǒng)不僅可以與視頻監(jiān)控系統(tǒng)形成聯(lián)動控制系統(tǒng)，同時也可以與消防系統(tǒng)形成聯(lián)動控制系統(tǒng)，下面以化工企業(yè)的液氨罐區(qū)為例，簡單介紹聯(lián)動控制系統(tǒng)的整體控制原理，如圖2所示。

罐區(qū)作為化工企業(yè)的重點監(jiān)控區(qū)域，因此在液氨球罐的表面覆蓋干溫電纜，同時配置雨淋閥等降溫系統(tǒng)，周圍布置視頻監(jiān)控以及聲光報警系統(tǒng)。當感溫電纜檢測到液氨球罐表面溫度達到報警值后，將信息反饋到火災報警系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集模塊采集相應的報警信息后，分析報警的具體位置，同時控制球罐周圍的攝像頭實時對準液氨球罐，并將DLP 上顯示的圖像信息切換到該攝像。同時火災報警控制主機，通過輸入輸出模塊控制雨淋閥動作，開始對液氨球罐進行降溫操作。如果此時有人員進入罐區(qū)內(nèi)部，周圍的其他攝像頭會實時跟蹤人員的行走軌跡，并記錄、發(fā)出報警系統(tǒng)。

3 總結(jié)

本系統(tǒng)將火災報警、視頻監(jiān)控以及部分消防設(shè)施進行了整體的設(shè)計，對化工企業(yè)在重點區(qū)域的監(jiān)控起到了良好的應用效果，同時降低了人工勞動強度，便于人員對報警區(qū)域的重點監(jiān)控。通過該系統(tǒng)可以對煤化工現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況，人員的行走軌跡、重大危險源的監(jiān)控起到有效的預警作用。未來希望可以將更多的成熟的先進技術(shù)應用到煤化工行業(yè)，降低員工的勞動強度，提升企業(yè)的安全管理水平。