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關(guān)于安全監(jiān)控系統(tǒng)在長輸管線中的應(yīng)用論文
論文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控光纖傳輸周界報警
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)和周界報警技術(shù)來組建長距離輸油(氣)管道的安全監(jiān)控系統(tǒng)。在各工藝站場內(nèi)部布設(shè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，在站場圍墻上布設(shè)紅外對射探頭，并實現(xiàn)紅外報警和視頻監(jiān)控聯(lián)動，通過管道MSTP光傳輸網(wǎng)將信號傳給調(diào)控中心，實現(xiàn)視頻圖像的同步調(diào)看和遠(yuǎn)程控制。
1概述
為滿足長輸管線安全生產(chǎn)和科學(xué)系統(tǒng)化管理的需要，對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)，及時地把生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況和險情圖像資料傳送到各站場控制室和管道調(diào)控中心，使險情或隱患被扼制在萌芽狀態(tài)，確保人員生命、財產(chǎn)安全。
2方案選擇
根據(jù)現(xiàn)場條件及工藝站場的實際需求，并充分考慮技術(shù)的實用性，管道安全監(jiān)控系統(tǒng)主要采用視頻監(jiān)近系統(tǒng)和周界報警系統(tǒng)來組網(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／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進(jìn)行傳輸與圖像存儲。而控制信號以數(shù)字信號進(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)平臺的DVR(第2代監(jiān)控技術(shù))。DVR系統(tǒng)采用微機(jī)和Windows平臺，在計算機(jī)中安裝視頻壓縮卡和相應(yīng)的DVR軟件，支持實時視頻和音頻，是第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級至數(shù)字化的可選方案。
視頻信號仍采用同軸電纜進(jìn)行傳輸，控制信號以數(shù)字信號進(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。從攝像機(jī)到控制主機(jī)和監(jiān)視器以模擬視頻信號進(jìn)行傳輸，而控制主機(jī)的處理、控制及存儲是以數(shù)字信號進(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。正是由于這種產(chǎn)品開發(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，這也決定了其市場定位是在小范圍的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，監(jiān)控點也有限。
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)備輸出時即為數(shù)字信號，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)實現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，并通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣主機(jī)(IPM)來實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度、存儲和控制等功能。此外，周界報警、門禁等設(shè)備輸出的數(shù)字信號也可采用多網(wǎng)合一的方式，通過網(wǎng)絡(luò)復(fù)用進(jìn)行傳輸，并在同一平臺上進(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，正在逐漸退出歷史舞臺，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)，對于規(guī)模較大的工藝站場，有少量的監(jiān)控點與控制室的距離較遠(yuǎn)，必須再加線放才能滿足傳輸需求，增加了傳輸成本。
(3)第3代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，優(yōu)勢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)的實時性、有效性和經(jīng)濟(jì)性，并充分考慮到管道視頻圖像信號的遠(yuǎn)傳需求，結(jié)合各站場的實際情況，推薦采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)來實現(xiàn)管道工程監(jiān)控圖像的采集、傳輸、實時監(jiān)看、存儲和上傳。
2．3周界報警系統(tǒng)
周界防范報警系統(tǒng)作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一個有效補(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)了一道看不見的電子墻，當(dāng)有人非法穿越圍墻進(jìn)入站場時，觸發(fā)報警并輸出信號進(jìn)行報警聯(lián)動。
3方案設(shè)計
3．1監(jiān)控系統(tǒng)
3．1．1圖像采集系統(tǒng)設(shè)計
前端攝像部分是整個監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，主要包括攝像機(jī)、鏡頭、云臺和防護(hù)罩等。前端的任務(wù)是對現(xiàn)場進(jìn)行攝像，把攝得的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并進(jìn)行數(shù)字壓縮處理。
在各工藝站場根據(jù)實際情況設(shè)計網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)若干臺。在站場的工藝裝置區(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)拕討B(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
傳輸部分就是系統(tǒng)圖像和控制信號的傳輸信道。把現(xiàn)場攝像機(jī)發(fā)出的電信號及報警信號(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。
為保證傳輸信號質(zhì)量，前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過敷設(shè)光纜線路以及兩端配置光纖收發(fā)器將視頻、控制信號傳人站場控制室，再通過交換機(jī)連接主控計算機(jī)進(jìn)行圖像監(jiān)視和信號控制。
3．1．3控制系統(tǒng)設(shè)計
控制部分是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心�？刂撇糠种饕墓δ苡校孩僖曨l信號放大與分配；②圖像信號的校正與補(bǔ)償；③圖像信號的切換、分割、記錄和打印等；④對前端設(shè)備的攝像機(jī)、電動變焦鏡頭及全方位云臺等進(jìn)行控制，以完成對現(xiàn)場全面詳細(xì)的監(jiān)視。
擬在各站場監(jiān)控室配置1～2臺監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場視頻的顯示和控制；并通過管道MSTP光傳輸系統(tǒng)將圖像和報警信號傳給調(diào)控中心，在調(diào)控中心通過數(shù)字矩陣設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
管道傳輸網(wǎng)里的任何一臺計算機(jī)都可以經(jīng)過授權(quán)進(jìn)行現(xiàn)場圖象瀏覽，以及時準(zhǔn)確地獲得現(xiàn)場信息。
3．1．4顯示及存儲系統(tǒng)設(shè)計
監(jiān)控設(shè)備置于各站場及調(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電視組合為電視墻，進(jìn)行實時監(jiān)視；錄像系統(tǒng)采用普通PC或數(shù)據(jù)服務(wù)器，設(shè)計整個錄像系統(tǒng)可以連續(xù)保存錄像資料半個月，并支持錄像與回放。
3．2周界報警系統(tǒng)
周界防范報警系統(tǒng)由前端的對射探頭(安裝于站場圍墻上)、報警主機(jī)(安裝于站場控制室)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射探測器，對站場進(jìn)行翻越防范。當(dāng)發(fā)生非法翻越，有人闖入禁區(qū)時，探頭立即將報警信號傳送到站場控制室，實時顯示防區(qū)位置并記錄，方便值班人員第一時間進(jìn)行準(zhǔn)確處理，并可與站場錄像監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，將非法越界事件進(jìn)行實時錄像。
4結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控和周界報警技術(shù)在近幾年的長輸管道設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)現(xiàn)場用戶的意見反饋，目前系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，圖像清晰，操作簡便，為管道安全生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保障。
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