智能科学与技术论文安全监控系统方向范文

所属栏目：电子技术论文
发布时间：2013-10-30 13:08:59  更新时间：2013-10-30 13:46:57

　　摘要：采用目前业内最先进的网络视频监控技术和周界报警技术来组建长距离输油(气)管道的安全监控系统。在各工艺站场内部布设网络摄像机，在站场围墙上布设红外对射探头，并实现红外报警和视频监控联动，通过管道MSTP光传输网将信号传给调控中心，实现视频图像的同步调看和远程控制。

　　关键词：网络视频监控,光纤传输,周界报警

　　1概述

　　为满足长输管线安全生产和科学系统化管理的需要，对意外情况能迅速做出准确判断和处理，拟在管道沿线建设安全监控系统，及时地把生产设备运行状况和险情图像资料传送到各站场控制室和管道调控中心，使险情或隐患被扼制在萌芽状态，确保人员生命、财产安全。

　　2方案选择

　　根据现场条件及工艺站场的实际需求，并充分考虑技术的实用性，管道安全监控系统主要采用视频监近系统和周界报警系统来组网。

　　2．1视频监控系统

　　视频监控系统的应用目前主要有三种形式：模拟视频监控、基于微机平台／嵌入式系统的(半)数字视频监控和基于网络视频服务器技术的数字化网络视频监控。

　　2．1．1模拟视频监控系统(第1代监控技术)视频信号采用同轴电缆进行传输，并由模拟矩阵主机进行信号处理。从摄像机到控制主机再到录像机、监视器，全部以模拟视频信号进行传输与图像存储。而控制信号以数字信号进行传输。

　　2．1．2半数字视频监控系统(第2代监控技术)1)基于微机平台的DVR(第2代监控技术)。DVR系统采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级至数字化的可选方案。

　　视频信号仍采用同轴电缆进行传输，控制信号以数字信号进行传输，由多媒体控制主机或硬盘录像主机(DVR)进行数字处理与图像存储。从摄像机到控制主机和监视器以模拟视频信号进行传输，而控制主机的处理、控制及存储是以数字信号进行的，故准确的讲应为"半数字监控"技术。

　　(2)嵌入式DVR(第2．5代监控技术)。嵌入式DVR指的是在传统DVk的基础上扩展了网络功能的DVR产品，使得更多的用户可以进行访问。正是由于这种产品开发的理念，使得带网络功能的DVR产品还是传统意义上的DVR，其主要功能仍然是DV存储，这也决定了其市场定位是在小范围的网络环境中，监控点也有限。

　　2．1．3网络视频监控系统(第3代监控技术)网络视频监控系统是目前业内最先进的监控技术，视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于TCP／IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过网络数字矩阵主机(IPM)来实现对整个监控系统的调度、存储和控制等功能。此外，周界报警、门禁等设备输出的数字信号也可采用多网合一的方式，通过网络复用进行传输，并在同一平台上进行管理与控制。

　　2．2监控方案比选

　　(1)第1代模拟监控技术，由于技术落后，正在逐渐退出历史舞台，因此不考虑用该技术组网。

　　(2)第2代DVR技术，由于前端还是模拟传输方式，而模拟视频线和控制线的有效传输距离为300m以内，对于规模较大的工艺站场，有少量的监控点与控制室的距离较远，必须再加线放才能满足传输需求，增加了传输成本。

　　(3)第3代网络监控技术，优势就在于传输不受距离限制，组网方便灵活，更适宜于网络传输和远程控制。

　　根据监控系统的实时性、有效性和经济性，并充分考虑到管道视频图像信号的远传需求，结合各站场的实际情况，推荐采用网络视频监控技术来实现管道工程监控图像的采集、传输、实时监看、存储和上传。

　　2．3周界报警系统

　　周界防范报警系统作为视频监控系统的一个有效补充，与监控系统共同构成统一的安防网络。周界报警系统主要是在周界围墙上安装红外探头，类似于在围墙上布设了一道看不见的电子墙，当有人非法穿越围墙进入站场时，触发报警并输出信号进行报警联动。

　　3方案设计

　　3．1监控系统

　　3．1．1图像采集系统设计

　　前端摄像部分是整个监控系统的前沿部分，主要包括摄像机、镜头、云台和防护罩等。前端的任务是对现场进行摄像，把摄得的光信号转换成电信号，并进行数字压缩处理。

　　在各工艺站场根据实际情况设计网络摄像机若干台。在站场的工艺装置区安装防爆型枪式摄像机和视频服务器，在所有出入口、道路、围墙和其他重点部位安装网络智能球型一体化摄像机(集成视频服务器)，内置低照度彩转黑多倍摄像机或宽动态低照度彩转黑一体机，可根据需要远程控制镜头拉伸，进行全方位多角度的监控。

　　3．1．2传输系统设计

　　传输部分就是系统图像和控制信号的传输信道。把现场摄像机发出的电信号及报警信号(转换后的数字信息)传送到控制室，一般包括通讯线缆(双绞线或光纤)和线路驱动设备(网络交换机、光纤收发器)等。

　　为保证传输信号质量，前端网络摄像机通过敷设光缆线路以及两端配置光纤收发器将视频、控制信号传人站场控制室，再通过交换机连接主控计算机进行图像监视和信号控制。

　　3．1．3控制系统设计

　　控制部分是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要的功能有：①视频信号放大与分配；②图像信号的校正与补偿；③图像信号的切换、分割、记录和打印等；④对前端设备的摄像机、电动变焦镜头及全方位云台等进行控制，以完成对现场全面详细的监视。

　　拟在各站场监控室配置1～2台监控计算机进行现场视频的显示和控制；并通过管道MSTP光传输系统将图像和报警信号传给调控中心，在调控中心通过数字矩阵设备实现远程控制。

　　管道传输网里的任何一台计算机都可以经过授权进行现场图象浏览，以及时准确地获得现场信息。

　　3．1．4显示及存储系统设计

　　监控设备置于各站场及调控中心的控制室内，不需另建监控室。在监控室采用液晶显示器和大屏幕液晶平板电视组合为电视墙，进行实时监视；录像系统采用普通PC或数据服务器，设计整个录像系统可以连续保存录像资料半个月，并支持录像与回放。

　　3．2周界报警系统

　　周界防范报警系统由前端的对射探头(安装于站场围墙上)、报警主机(安装于站场控制室)及一些辅助设备(电源、显示地图和警铃等)构成。

　　系统采用在围墙上安装两束或四束红外对射探测器，对站场进行翻越防范。当发生非法翻越，有人闯入禁区时，探头立即将报警信号传送到站场控制室，实时显示防区位置并记录，方便值班人员第一时间进行准确处理，并可与站场录像监控系统联动，将非法越界事件进行实时录像。

　　4结语

　　网络视频监控和周界报警技术在近几年的长输管道设计中得到了广泛的应用。根据现场用户的意见反馈，目前系统设备运转正常，图像清晰，操作简便，为管道安全生产提供了强有力的保障。