數字高清工業電視監控系統在輸油管網的應用

【摘要】隨著現代科學技術的不斷發展，視頻監控技術日益受到越來越多的重視和關注。視頻監控系統逐漸從模擬化，數字化向網絡化，高清化的方向發展。本文首先介紹了工業電視監控系統的發展歷程；其次分析了高清數字視頻監控系統的組成和特點。最后以工程實例介紹了數字高清工業電視監控系統的具體應用。

【關鍵詞】數字；高清；視頻信號

一、數字高清視頻監控系統組成及特點

數字高清視頻監控系統是以數字視頻處理技術為核心，以計算機或嵌入式系統為中心，視頻處理技術為基礎，利用圖像數據壓縮的國際標準和綜合利用光電傳感器、計算機網絡、自動控制和人工智能等技術的一種新型監控系統。數字高清網絡視頻監控系統相對于傳統的監控系統，數字高清監控的技術優勢明顯，是一種將計算機數字視頻壓縮與傳輸技術應用到圖像監控領域的高科技。

1.1數字高清視頻監控系統的組成

數字高清監控可以分解為五大部分，分別為：前端數字高清攝像機、存儲設備、傳輸設備、高清顯示、控制平臺。

1.2數字視頻具備以下特點：

（1）提供高質量、真色彩、運動圖像。

（2）視頻信號采用視頻編碼器進行數字化以后，通過網絡傳輸，在監控后端通過視頻解碼器或者軟件進行解碼，顯示實時圖像。整個傳輸鏈路中的數據形式都是數字化的，視頻信號無論傳輸多遠都不會失真。

（3）數字監控把視頻編碼技術與網絡技術（TCP/IP）相結合，利用強大全面的聯網功能，可在各種網絡上傳輸視頻、音頻、控制、報警等信息，不再需要單獨鋪設各種監控線路，維護方便。

（4）完全數字化的解決方案建立在寬帶網絡的基礎上，數字視頻監控系統與現成的網絡交換設備有機結合，共同完成與模擬監控系統中視頻切換矩陣相似的功能。硬件提供支持，通過相應的視頻監控管理軟件來實現設備管理。

（5）突破模擬監控系統局限性，可在計算機局域網、城域網、廣域網范圍內傳輸，很輕松地實現實時監控遠程傳輸的要求。

1.3相比傳統模擬監控，數字監控具有的優點：

（1）便于計算機處理。由于對視頻圖像進行了數字化，所以可以充分利用計算機的快速處理能力，對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。

（2）適合遠距離傳輸。數字信息抗干擾能力強，不易受傳輸線路信號衰減的影響，而且能夠進行加密傳輸，因而可以在數千公里之外實時監控現場。

（3）便于查找。在數字視頻監控系統中，利用計算機建立的索引，在幾分鐘內就能找到相應的現場記錄。

（4）提高了圖像的質量與監控效率。通過調整圖像大小，借助顯示器的高分辨率，可以觀看到清晰的高質量圖像。

二、數字高清工業電視監控系統的應用

2.1系統規模

某工程工業電視監控系統由兩部分組成，分別為輸油（氣）站場生產場所電視監視系統和用于場站周界防范聯動監視的電視監控系統。8個站場和某管理處設數字高清工業電視監控系統；其中3個站場設周界防范數字高清工業電視監控系統。

系統主要包括戶外鏡頭、攝像機、云臺、防護罩、顯視器、視頻管理服務器、存儲服務器等。

各工藝站輸油泵棚、計量間和閥組區采用旋轉或固定網絡高清攝像機在棚柱上安裝，閥組區監視高清攝像機利用照明燈架掛裝或立柱安裝，變電所、機房等室內場所網絡高清監視攝像機采用掛墻安裝；利用場站高點設置全景網絡高清攝像機。高清視頻通過工業光以太網交換機匯聚到控制中心的核心交換機上；在綜合辦公樓信息機房內，集中配置視頻管理及流媒體服務器、視頻存儲服務器，用于電視監視系統的監控管理。各前端攝像機通過單模光纜或專用電纜將數字信號傳輸到綜合辦公樓內的網絡交換機，同時在綜合辦公樓（控制室）、消防站值班室、保衛值班室等地點，設置電視監控終端；每個控制室分別配有彩色顯視器及操作鼠標及鍵盤，可對現場前端設備進行控制，并觀看現場圖像；視頻管理及流媒體服務器、視頻存儲服務器和監控終端接入綜合樓的網絡交換機。如下

2.2系統實現的功能

系統設計要求首選先進設備、應用最新技術、采用模塊化結構、具有可擴展性、在最壞的條件下應保證系統能正常工作、系統整體性能保持多年不落后，而且設計應保證在合理功耗下運行。

通過工業電視系統將各個攝像機拍攝的圖像傳送到站控室，在站控室可以選擇查看一個或多個攝像機圖像，并可以控制攝像機運動以達到更好的監視效果，站控、庫控、周界的視頻監視應具備互訪互控能力。監控功能主要包括：攝像及傳輸；圖像顯示（單個或多個圖像）及存儲；圖像切換；攝像機控制（云臺、鏡頭動作）；夜間監視等。

可將本地圖像遠傳至管線控制中心進行監視，同時控制中心可發出指令控制遠端各站的攝像機鏡頭、云臺等，同時還應具備今后實現更上一級調度中心的遠程監控功能?，F場高清視頻源應支持根據圖像實際提供不低于1280*720或1920*1080高清視頻至大屏幕。

在設置自動消防聯控系統的站場，在現場探測設備發出報警信號后，監控系統能夠迅速將該區及附近攝像機同時自動校準到報警點，供值班人員及時判斷災情。對于重點監控對象，系統應提供預置位監視。

系統應具備移動物體感應探測并記錄報警的功能，防止意外侵入；系統具備預留視頻智能分析接口，根據用戶要求對視頻中人員越界探測、區域移動探測及遺留物檢測，從而聯動工業電視視頻，在聲光提示的同時，進行視頻復核。

2.3系統軟硬件及功能

（1）可對任一路攝像機進行控制，實現對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調整：對于球形攝像機或帶預置位的云臺，操作人員可對預置位進行操作，預置位可定義。

（2）監控系統具有基于權限概念的分級監控功能，高優先級權限的操作員能搶占低優先級權限的控制權，但不影響后者的瀏覽權。

（3）可以實現手動錄像、定時錄像，畫面異動錄像等多種錄像方式，錄像時間及錄像方式可自定義。錄像時將告警點信息與圖像后進行存放，回放時將顯示上述信息。

結束語

數字高清視頻監控系統不僅符合信息產業未來發展趨勢，又代表了監控行業的未來發展方向，蘊藏著巨大的經濟效益，成為信息產業中頗受關注的數字化產品。通過工業視頻系統，極大地提高企業管理水平，有效防止重大安全事故的發生，營造了一個安全、有序的工作環境。

參考文獻：

[1]顧云至、劉治洪。視頻監控技術發展綜述。兵工自動化，2009，1（28）

[2]劉磊。高清視頻監控系統的分析與應用。太平洋安防網，2010，9

作者簡介：王春娟，1982年出生，女，漢族，高級工程師，2004年畢業于西安石油大學，獲得理學學士學位，現工作于中石化銷售有限公司華中分公司湖北輸油處，高級工程師，主要從事成品油輸油管線儀表及自控系統的維護與研究。