關(guān)于安全監(jiān)控系統(tǒng)在長(zhǎng)輸管線中的應(yīng)用
論文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控 光纖傳輸 周界報(bào)警
論文摘要：采用目前業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)和周界報(bào)警技術(shù)來(lái)組建長(zhǎng)距離輸油(氣)管道的安全監(jiān)控系統(tǒng)。在各工藝站場(chǎng)內(nèi)部布設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，在站場(chǎng)圍墻上布設(shè)紅外對(duì)射探頭，并實(shí)現(xiàn)紅外報(bào)警和視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)，通過(guò)管道MSTP光傳輸網(wǎng)將信號(hào)傳給調(diào)控中心，實(shí)現(xiàn)視頻圖像的同步調(diào)看和遠(yuǎn)程控制。
1概述
為滿足長(zhǎng)輸管線安全生產(chǎn)和科學(xué)系統(tǒng)化的需要，對(duì)意外情況能迅速做出準(zhǔn)確判斷和處理，擬在管道沿線建設(shè)安全監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)地把生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況和險(xiǎn)情圖像資料傳送到各站場(chǎng)控制室和管道調(diào)控中心，使險(xiǎn)情或隱患被扼制在萌芽狀態(tài)，確保人員生命、財(cái)產(chǎn)安全。
2方案選擇
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及工藝站場(chǎng)的實(shí)際需求，并充分考慮技術(shù)的實(shí)用性，管道安全監(jiān)控系統(tǒng)主要采用視頻監(jiān)近系統(tǒng)和周界報(bào)警系統(tǒng)來(lái)組網(wǎng)。
2．1視頻監(jiān)控系統(tǒng)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用目前主要有三種形式：模擬視頻監(jiān)控、基于微機(jī)平臺(tái)／嵌入式系統(tǒng)的(半)數(shù)字視頻監(jiān)控和基于網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器技術(shù)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。
2．1．1模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)(第1代監(jiān)控技術(shù))視頻信號(hào)采用同軸電纜進(jìn)行傳輸，并由模擬矩陣主機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理。從攝像機(jī)到控制主機(jī)再到錄像機(jī)、監(jiān)視器，全部以模擬視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸與圖像存儲(chǔ)。而控制信號(hào)以數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸。
2．1．2半數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(第2代監(jiān)控技術(shù))1)基于微機(jī)平臺(tái)的DVR(第2代監(jiān)控技術(shù))。DVR系統(tǒng)采用微機(jī)和Windows平臺(tái)，在中安裝視頻壓縮卡和相應(yīng)的DVR軟件，支持實(shí)時(shí)視頻和音頻，是第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)至數(shù)字化的可選方案。
視頻信號(hào)仍采用同軸電纜進(jìn)行傳輸，控制信號(hào)以數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，由多媒體控制主機(jī)或硬盤錄像主機(jī)(DVR)進(jìn)行數(shù)字處理與圖像存儲(chǔ)。從攝像機(jī)到控制主機(jī)和監(jiān)視器以模擬視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸，而控制主機(jī)的處理、控制及存儲(chǔ)是以數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的，故準(zhǔn)確的講應(yīng)為"半數(shù)字監(jiān)控"技術(shù)。
(2)嵌入式DVR(第2．5代監(jiān)控技術(shù))。嵌入式DVR指的是在傳統(tǒng)DVk的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)功能的DVR產(chǎn)品，使得更多的用戶可以進(jìn)行訪問(wèn)。正是由于這種產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的理念，使得帶網(wǎng)絡(luò)功能的DVR產(chǎn)品還是傳統(tǒng)意義上的DVR，其主要功能仍然是DV存儲(chǔ)，這也決定了其定位是在小范圍的網(wǎng)絡(luò)中，監(jiān)控點(diǎn)也有限。
2．1．3網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(第3代監(jiān)控技術(shù))網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是目前業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，視頻從前端圖像采集設(shè)備輸出時(shí)即為數(shù)字信號(hào)，并以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，基于TCP／IP協(xié)議，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，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣主機(jī)(IPM)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度、存儲(chǔ)和控制等功能。此外，周界報(bào)警、門禁等設(shè)備輸出的數(shù)字信號(hào)也可采用多網(wǎng)合一的方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)復(fù)用進(jìn)行傳輸，并在同一平臺(tái)上進(jìn)行管理與控制。
2．2監(jiān)控方案比選
(1)第1代模擬監(jiān)控技術(shù)，由于技術(shù)落后，正在逐漸退出舞臺(tái)，因此不考慮用該技術(shù)組網(wǎng)。
(2)第2代DVR技術(shù)，由于前端還是模擬傳輸方式，而模擬視頻線和控制線的有效傳輸距離為300m以內(nèi)，對(duì)于規(guī)模較大的工藝站場(chǎng)，有少量的監(jiān)控點(diǎn)與控制室的距離較遠(yuǎn)，必須再加線放才能滿足傳輸需求，增加了傳輸。
(3)第3代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，優(yōu)勢(shì)就在于傳輸不受距離限制，組網(wǎng)方便靈活，更適宜于網(wǎng)絡(luò)傳輸和遠(yuǎn)程控制。
根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、有效性和性，并充分考慮到管道視頻圖像信號(hào)的遠(yuǎn)傳需求，結(jié)合各站場(chǎng)的實(shí)際情況，推薦采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)管道工程監(jiān)控圖像的采集、傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)看、存儲(chǔ)和上傳。
2．3周界報(bào)警系統(tǒng)
周界防范報(bào)警系統(tǒng)作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)有效補(bǔ)充，與監(jiān)控系統(tǒng)共同構(gòu)成統(tǒng)一的安防網(wǎng)絡(luò)。周界報(bào)警系統(tǒng)主要是在周界圍墻上安裝紅外探頭，類似于在圍墻上布設(shè)了一道看不見(jiàn)的墻，當(dāng)有人非法穿越圍墻進(jìn)入站場(chǎng)時(shí)，觸發(fā)報(bào)警并輸出信號(hào)進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)。
3方案設(shè)計(jì)
3．1監(jiān)控系統(tǒng)
3．1．1圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
前端攝像部分是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，主要包括攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)和防護(hù)罩等。前端的任務(wù)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攝像，把攝得的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字壓縮處理。
在各工藝站場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)若干臺(tái)。在站場(chǎng)的工藝裝置區(qū)安裝防爆型槍式攝像機(jī)和視頻服務(wù)器，在所有出入口、道路、圍墻和其他重點(diǎn)部位安裝網(wǎng)絡(luò)智能球型一體化攝像機(jī)(集成視頻服務(wù)器)，內(nèi)置低照度彩轉(zhuǎn)黑多倍攝像機(jī)或?qū)拕?dòng)態(tài)低照度彩轉(zhuǎn)黑一體機(jī)，可根據(jù)需要遠(yuǎn)程控制鏡頭拉伸，進(jìn)行全方位多角度的監(jiān)控。
3．1．2傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)
傳輸部分就是系統(tǒng)圖像和控制信號(hào)的傳輸信道。把現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)發(fā)出的電信號(hào)及報(bào)警信號(hào)(轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息)傳送到控制室，一般包括通訊線纜(雙絞線或光纖)和線路驅(qū)動(dòng)設(shè)備(網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、光纖收發(fā)器)等。
為保證傳輸信號(hào)質(zhì)量，前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)敷設(shè)光纜線路以及兩端配置光纖收發(fā)器將視頻、控制信號(hào)傳人站場(chǎng)控制室，再通過(guò)交換機(jī)連接主控進(jìn)行圖像監(jiān)視和信號(hào)控制。
3．1．3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制部分是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的指揮中心�？刂撇糠种饕墓δ苡校孩僖曨l信號(hào)放大與分配；②圖像信號(hào)的校正與補(bǔ)償；③圖像信號(hào)的切換、分割、記錄和打印等；④對(duì)前端設(shè)備的攝像機(jī)、電動(dòng)變焦鏡頭及全方位云臺(tái)等進(jìn)行控制，以完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)全面詳細(xì)的監(jiān)視。
擬在各站場(chǎng)監(jiān)控室配置1～2臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)視頻的顯示和控制；并通過(guò)管道MSTP光傳輸系統(tǒng)將圖像和報(bào)警信號(hào)傳給調(diào)控中心，在調(diào)控中心通過(guò)數(shù)字矩陣設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
管道傳輸網(wǎng)里的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以經(jīng)過(guò)授權(quán)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖象瀏覽，以及時(shí)準(zhǔn)確地獲得現(xiàn)場(chǎng)信息。
3．1．4顯示及存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
監(jiān)控設(shè)備置于各站場(chǎng)及調(diào)控中心的控制室內(nèi)，不需另建監(jiān)控室。在監(jiān)控室采用液晶顯示器和大屏幕液晶平板組合為電視墻，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視；錄像系統(tǒng)采用普通PC或數(shù)據(jù)服務(wù)器，設(shè)計(jì)整個(gè)錄像系統(tǒng)可以連續(xù)保存錄像資料半個(gè)月，并支持錄像與回放。
3．2周界報(bào)警系統(tǒng)
周界防范報(bào)警系統(tǒng)由前端的對(duì)射探頭(安裝于站場(chǎng)圍墻上)、報(bào)警主機(jī)(安裝于站場(chǎng)控制室)及一些輔助設(shè)備(電源、顯示地圖和警鈴等)構(gòu)成。
系統(tǒng)采用在圍墻上安裝兩束或四束紅外對(duì)射探測(cè)器，對(duì)站場(chǎng)進(jìn)行翻越防范。當(dāng)發(fā)生非法翻越，有人闖入禁區(qū)時(shí)，探頭立即將報(bào)警信號(hào)傳送到站場(chǎng)控制室，實(shí)時(shí)顯示防區(qū)位置并記錄，方便值班人員第一時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確處理，并可與站場(chǎng)錄像監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，將非法越界事件進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像。
4結(jié)語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控和周界報(bào)警技術(shù)在近幾年的長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)用戶的意見(jiàn)反饋，目前系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，圖像清晰，操作簡(jiǎn)便，為管道安全生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保障。
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