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淮阴船闸视频监控系统是2005年全省联网收费系统同步建设的配套系统,现有的模拟视频系统在技术上已经比较落后,,已严重影响船闸安全生产、船闸收费安全保障,基于以上分析和考虑,对淮阴船闸视频监控系统进行整体改造。淮阴船闸摄像机数字高清化改造后,共设置摄像机共57套,基本做到船闸工作区域全覆盖及高清化要求,本方案的研究目的是通过改造,能够实现任意时间、任意地点在内部网络上对实时视频和历史视频的浏览和调用,以便于未来实现船闸与船闸之间图像资源互通以及各航道管理处之间图像资源共享、互通,便于进行有效的指挥调度。
【关键词】视频 监控 改造 研究
1 前言
淮阴船闸视频监控系统是2005年全省联网收费系统同步建设的配套系统。系统投入运行已11年,目前设备和线路老化现象严重,部分设备故障增多,加之电子产品的更新换代速度很快,很多部件现有已没有备品备件可替换,系统基本无法升级维护,现有的模拟视频系统在技术上已经比较落后,不能满足满足船闸调度、收费及水上ETC及船闸控制系统等对于视频监控系统的要求,已严重影响船闸安全生产、船闸收费安全保障,基于以上分析和考虑,对淮阴船闸视频监控系统进行整体改造。
2 淮阴船闸视频监控系统
目前淮阴船闸共设有模拟摄像头40个:其中一号闸16个、二号闸8个、三号闸8个,航管中心上游远调站4个、下游远调站4个,监控中心1个,闸室摄像头除上下闸首机房亭各设一个室内点(带音频)用于对闸首操作人员操作过程监控,其余摄像点负责对引航道、闸室闸门运行情况进行监控,摄像点信号通过光通讯集中到船闸运调中心的硬盘录像机、模拟矩阵、流媒体服务器上电视墙和向上级输送图像信号。在监控中心实现一至三线船闸闸区及远调站摄像机的控制、查看及管理等功能。
结合近年来船闸、航道视频监控高清化的发展趋势,满足江苏航道高清视频监控系统升级改造技术方案的要求,淮阴船闸摄像机数字高清化改造后,共设置摄像机共57套,基本做到船闸工作区域全覆盖及高清化要求,z像机推荐采用IP数字高清摄像机。监控中心大屏幕电视墙2013年进行过更新改造,目前电视墙为3*5*46”三星液晶拼接大屏,能满足船闸安全生产监控使用需求。
为了保证监控系统的稳定、可靠运行,并充分保证图像的画面质量及连贯性,将采用星型网络结构,采用百兆接入,千兆核心网络。根据安装距离,采用铜缆或光纤传输,对于距离较长的,采用光纤收发器。摄像机前端光电转换器采用盒式光纤收发器,监控中心采用机架或插卡式光纤收发器,视频监控系统结构采用纯网络架构,在船闸的各闸首机房内分别增加一套二层千兆以太网交换机,闸首机房附近及就近引航道、靠船墩的摄像机信号通过屏蔽双绞线直传,距离闸首机房较远的摄像机通过光纤收发器将摄像机的视频信号船闸闸首机房汇聚。闸首机房内以太网交换机通过单模光纤及光纤收发器将信号传输到船闸监控中心机房。同时,在上、下游远调站增加一套二层千兆以太网交换机。上、下游远调站的摄像机信号经交换机汇聚后,通过现有远调站至船闸监控中心间通信光缆传输至监控中心。监控中心摄像机通过网线将信号直接传输到以太网交换机。
监控中心设置视频工作站,并安装视频管理软件,实现所有视频的控制、查看及管理。同时增加视频综合平台一体机一套,数字视频图像通过视频综合平台一体机及图形管理计算机(含大屏管理软件)实现在电视墙上显示及切换、控制。便于管理及操作人员任意切换和调用现场图像,实现对船闸控制、船闸收费、调度区域的实时监督和管理。
3 系统改造
为实现管理部门及上级管理单位同时访问,在监控中心增加流媒体服务器一套,实现对网络的管理功能,考虑由于高清视频系统所有业务都是基于网络视频流动态调度来实现的,监控中心的以太网交换机需具有视频组播的功能。
视频信号采用集中式存储,新增网络视频存储设备,以满足改造后高清视频的存储要求,网络视频存储设备可实现对系统所有画面24小时不间断实时录像,并实现对指定时间段内图像30天的查看和回放。另外,由于所有视频图像均为数字信号(H.264),可直接通过以太网交换机的网络接口(RJ-45口),利用船闸局域网设备,将数字网络视频信号传输到船闸办公区域计算机,供船闸相关部门通过船闸局域网调用船闸现场视频图像或录像。并可通过现有船闸苏北航务管理处间的通信网络,通过广域网设备上传实时视频信号到上级管理部门,实现上级管理部门对船闸现场视频信号的远程切换调用及查看功能。
系统支持RTSP等多种流传输协议;采用XML文件来传递通信接口之间的数据;支持流媒体网关及流媒体服务器之间的互连,所采用的技术在未来五年内应能够很好的适应计算机软、硬件和数字音视频技术的发展,满足各个业务系统的需求。从视频监控系统的长期稳定运行、用户权限的合理分配、网络病毒的防范等多方面进行考虑。在视频管理软件和流媒体网关的升级中将充分考虑这些问题、充分考虑了已建视频监控系统与视频监控新技术的兼容性问题,以尽量小的代价来完成视频监控系统的升级和改造工作。在本规范中,已建视频监控系统的摄像机、显示终端和网络、布线等设备都会被保留,以尽量保护原有的投资。
本系统以流媒体技术为基础,采用的视频编码格式以H.264/MPEG4为主,采用的视频清晰度最大可支持1080P,支持网络摄像机的接入,采用B/S构架,方便用户权限管理和为其它应用系统提供开发接口,符合江苏航道业务系统应用和网络带宽现状。
4 结语
本实施方案的研究目的是适应数字高清视频技术的发展,满足各个业务系统的需求,通过本方案的实施,能够实现任意时间、任意地点在内部网络上对实时视频和历史视频的浏览和调用,以便于未来实现船闸与船闸之间图像资源互通以及各航道管理处之间图像资源共享、互通,便于进行有效的指挥调度。
关键词:视频监控 系统功能
为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发〔2010〕23号)精神,进一步提高金属非金属地下矿山安全生产保障能力,国家安全监管总局组织制定了《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查规定》,此规定是国务院为进一步加强矿山企业安全生产而制定的矿山信息化与规范化标准。其中视频监控系统是目前金属非金属矿山领域建设的一个重要组成部分,是实现矿山数字化管理的要求。
为适应矿山信息系统的需求,黄山岭铅锌矿与北京凯瑟新起点科技发展有限公司合作进行六大避险系统之视频监控系统进行建设。
一、建设要求
依据《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》(AQ2031-2011)要求,在线视频监控系统建设需满足以下要求[1]:
1.提升人员的井口信号房、提升机房,以及井口、马头门(调车场)等人员进出场所,应设视频监控。
2.紧急避险设施及井下爆破器材库、油库、中央变电所等主要硐室,应设视频监控。安装在井下爆破器材库和油库的视频设备应具备防爆功能。
3.井口提升机房应设有视频监控显示终端,用于显示井口信号房、井口、马头门(调车场)等场所的视频监控图像。
4.视频监控的功能与性能设计、设备选型与设置、传输方式、供电等应符合GB50395-2007的规定。
5.视频监控图像质量的性能指标应符合GB50198-1994的规定。
二、视频监控系统设计思路
黄山岭铅锌矿目前没有设置任何视频监控系统,矿山只有安监部门安装用于对各井口及尾矿库监测所使用的摄像头,矿方自身无法使用。目前设计在井下各主要硐室,调车场、炸药库、变电所、风机房、尾矿库、卷扬机房及地面等处设置视频监控点。
同时指挥中心配置硬盘录像机对井下视频监控信号进行7×24h×30d不间断自动录像,并且在主井口和副井口建立监控子系统。
三、视频监控系统介绍
非煤矿山井下作业因为远离地面,地形复杂,环境恶劣,且容易发生事故,利用远程视频监控系统,地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,而且能及时发现事故苗子,防患于未然,也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。因此远程视频监控系统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。
四、系统组成及工作原理
矿山视频监控系统[2]主要由地面管理平台、硬盘录像机及前端摄像机组成。具体组成见下图:
其组成如下:
1.地面管理平台
2.硬盘录像机
3.前端摄像机
五、系统所实现的功能及特点
1.系统功能
1.1全天候监控功能:通过在重点位置内安装的全天候监控设备,全天候24小时成像,实时监控重点地点安全状况;
1.2昼夜成像功能:可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好状况下的观察监视识别;黑白模式则具有优良的夜视性能和较高的视频分辨率,对于照度很低的地点具有良好的成像性能;
1.3前端设备控制功能:可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作,实现对目标细致观察和抓拍的需要;对于室外前端设备,还可远程启动雨刷等辅助功能;
1.4集中管理指挥功能:在监控中心采用视频综合管理软件,实现对各监控点多画面实时监控、录像、控制、报警处理和权限分配。同时可实现与安全监控等矿山专用系统做好系统联动功能,实现报警画面及事件记录、回放和联动上传显示等功能;
1.5回放查询功能:有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像,记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理,事后可对事件发生视频资料进行查询分析。
2.方案特点
2.1经济实用
方案在矿区采用硬盘录像机实现前端监控的接入及视频信号的存储。网络硬盘录像机DVR功能强大,且经济实用,能够完成压缩处理、设备配置及管理、录像管理、录像存储、语音对讲、移动侦测等一系列的功能,能够支持各种报警设备(如:探测器、烟感、红外等)的接入以及报警接口的输出,能够独立组建规模较小的安防系统,在矿山这样的监控领域发挥着巨大的作用,同时经济成本相对较低,具有很高的性价比。
2.2部署灵活
系统采用模块化设计,部署灵活,可根据实际需求与建设投资成本,分步骤、分批次建设,通过添加相应模块,即可对系统进行扩容与升级;在矿区部署DVR,能够实现就近接入,远程管理。对于规模较大的系统,分布式部署的管理模式能够大大降低布线和施工成本,方便部署与后期管理。
2.3安全可靠
方案从厂矿视频监控的重要性和安全性出发,从信息安全、网络安全、运行安全等方面进行安全保证。
2.4平滑升级
方案符合矿山行业视频监控平台长远应用需要,系统整体上采用IP网络架构,系统各部分采用标准接口,可实现软件功能的平滑升级。系统采用模块化设计,通过相应模块的添加即可实现系统的扩容与业务应用功能的增加。
六、系统方案设计
根据黄山岭铅锌矿的实际情况,本次方案视频监控系统共设计17台摄像头。通过此次设计,基本可以达到安徽铜冠有色金属(池州)有限责任公司黄山岭铅锌矿井上及井下视频监控的要求,同时具备了系统日后维护、系统扩容的条件。具体设备布置及清单见下表:
七、结语
经过为期一个月的安装、调试,该矿井下视频监控系统的设计符合《金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范》要求;经过几个月的试运行,系统功能满足设计要求,体现了该矿安全管理以人为本的理念,同时满足了国家法律法规的要求。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局. AQ2031-2011金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范.中国标准出版社,2011.
前言
网络视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分,是一种先进的、防范能力极强的综合系统。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备(云台、镜头等)直接观看被监视场所的情况,一目了然;同时它可以把被监视场所的图像和声音全部或部分的记录下来,这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。同时网络视频监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行,使防范能力更加强大。
安全防范技术的器材、设备以及由其组成的系统能对入侵者做到快速反应,并及时发现和抓获罪犯,对犯罪分子有强大的威慑作用。而安全防范技术又能及时发现事故的隐患,预防破坏,减少事故和预防火灾,所以它是公安保卫工作中很重要的预防手段。尤其是在现代化技术高度发展的今天,犯罪更趋智能化、手段更隐蔽,加强现代化的安防技术就显得更为重要。
系统设计的必要性
酒店、宾馆等单位由于其工作性质的关系,主要是为客人提供住宿、餐饮、娱乐、休闲等业务,出入人员比较繁多,外地客人又占绝大部分,而犯罪分子恰好利用这种环境潜入酒店、宾馆伺机作案,直接影响到客人的人身安全和财产安全,也直接影响到酒店、宾馆的声誉。财务室、前台等处是现金周转的主要场所,建立网络视频监控系统、报警、通讯相结合的安全防范系统是行之有效的保卫手段;同时安装防火的防范报警系统,能在火灾发生的萌芽状态及时得到扑灭,以避免重大火灾事故的发生。
系统设计
网络视频监控系统报警系统由摄像部分(有时还有拾音器、报警探测器)、传输部分、控制部分以及显示和记录部分等组成。在每一部分中又含有更加具体的设备或部件。
1.摄像部分
摄像部分是网络视频监控系统的前沿部分,是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上,使其视角能覆盖整个被监视的各个部位。有时,被监视场所面积较大,为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统,在摄像机上加装电动的(可遥控的)可变焦距(变倍)镜头,使摄像机所能观察的距离更远、更清楚。同时还把摄像机安装在电动云台上,通过控制器的控制,可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的旋转,从而使摄像机能覆盖到的角度、面积更大。总之,摄像机就象整个系统的眼睛一样,把它监视的内容变为图像信号传送给控制中心的监视器上。
布防点设计:
(1)在每一层的楼道内,可安装吸顶式黑白半球。该摄像机要求的照度比较低,在一般灯光下都可看清人员的面容以及活动情况;同时它还具有隐蔽性,不破坏整体布局美观。
(2)在大厅的中央装一台吸顶式一体化摄像机,它是将摄像机、镜头、云台、解码器都放在半球型的防护罩内,外表美观大方,可有一定的装饰作用。该摄像机可做水平360度、垂直90度旋转,六倍三可变镜头可将图像放大、缩小,大厅内的人员活动情况都可一目了然。
(3)在电梯内安装一台针孔型摄像机,极具隐蔽性。并连接电梯楼层显示器以便方便、准确地观察和记录电梯运行及人员进出情况。
(4)在宾馆、酒店的周围,可根据场地情况,安装几个室外动点(室外全方位云台、室外解码器、室外全天候防护罩、摄像机、三可变镜头),进出酒店的人员都可观察记录下来,尤其对停车场更应小心防范。
通过上述布点以后,人员从外面到酒店内部各个角落的(客房除外)活动情况都可观察到,如有必要也可录像保存。
2.传输部分
传输部分就是系统图像信号、声音信号、控制信号等的通道。目前网络视频监控系统多半采用视频基带传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下,也有采用射频传输方式或光纤传输方式。一般酒店要求传输的距离都比较近,可采用基带传输方式,也就是75欧姆的视频同轴电缆。对图像信号的传输重点要求在图像信号经过传输系统后,不产生明显的噪声、失真(色度信号与亮度信号均不产生明显的失真),保证原始图像信号(从摄像机输出的图像信号)的清晰度和灰度等级没有明显下降等。
3.控制部分
控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”,是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由总控制台(有些系统还有副控制台)组成。总控制台中主要的功能有:视频信号放大与分配、图像信号的校正与补偿、图像信号的切换、图像信号的记录等;对摄像机、电动变焦镜头、云台等进行遥控,以完成对被监视场所全面、详细的监视或跟踪监视;对系统防区进行布防、撤防等功能。当前端防区有非法入侵时,报警信号传送到总控制台,可以显示报警防区、联动警号、闪灯、前端灯光、录像机等设备。根据系统所防范的风险等级及区域中要害地点的数目选择录像机的台数。在需要连续录像的情况下,应选择“长延时录像”。当整个系统中摄像机的台数很多时,可考虑选用“多画面分割器”。“多画面分割器”有四分割、九分割、十六分割等等。
根据系统控制的要求,考虑在总控制台之外是否要设分控制台。
根据整个系统供电的要求,考虑电源的设定。
当系统有多路远距离信号传输时,还应根据远距离信号传送的方式(视频传输、光纤传输、射频平衡式传输等等),考虑在控制台中是否应增设解调装置(对应光纤传输或射频传输)、补偿装置(对应视频传输)、还原装置(对应平衡式视频传输)以及远端切换控制器装置(对应视频传输的远端切换方式)等等。
显示及记录部分
关键词:视频监控 视频矩阵 摄像机 硬盘录像机
中图分类号: TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)05-0000-00
1 引言
依据国务院第421号令《企业事业单位内部治安保卫条例》中的规定,广播发射台作为关系国计民生、国家安全和公共安全的治安保卫重点单位,如何利用先进的通信技术、网络技术、视音频处理技术等构建一套稳定可靠、便捷直观的安全防范监控系统,实现人防、物防和技术于一体,确实提高广播发射台的人身设备安全和播出安全。
视频安防监控系统(Video Surveillance & Control System,简称VSCS)是利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、控制、记录现场图像的用于安全防范目的电子技术系统,一套设计优秀的视频安防监控系统不仅能够减少安保人员巡视巡查的人力物力,而且在一些恶劣特殊环境下也能够代替人工进行长时间监视,让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况,并通过录像记录下来,为日后对某些事件的处理提供方便条件及重要依据。本文以某国家级广播发射台为例,详细介绍了在发射台复杂电磁环境下的视频安防监控系统的设计思路和实施方案,抛砖引玉,以飨读者。
2 系统功能需求
该视频安防监控系统应该能够实现对发射台发射机房、变电站、天馈线场区等安全播出重点区域和台区大门、武警哨位、办公楼等治安保卫重要场所的实时监控,并在发射台复杂的电磁环境下通过合理的信号传输方式将视频监控画面传输到中控机房的值班大厅。
值班人员能够通过视频安防监控系统的软件控制界面简便快捷地进行监视器画面切换,数据查询、视频回放等操作,硬盘录像机具备断电记忆功能,在断电的情况下,保留设置、录像资料、地址信息、时间信息完整。全部视频通道均能实时录像、查询、监视,远程传输系统支持广播功能,允许多用户同时访问同一视频信号。实时视频信号能通过无线局专网上传至上级部门。能够及时发现安全播出故障、隐患和违法犯罪活动,自动收集证据,为处置突发事件、分析解决问题提供可视化依据。
3 系统方案的设计
3.1设计的依据
本视频安防监控系统主要设计依据是国标《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007、《安全防范工程技术规范》GB50348-2004、《电磁辐射防护规定》GB8702、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198-1994和广电行业标准《广播电影电视系统重点单位重要部位的风险等级和安全防护级别》GA 586-2005以及广电系统内部的相关技术规范。
3.2系统的组成
该视频安防监控系统主要由采集前端、监控中心、远程网络监控三级机构组成,通过合理的信号传输方式对发射台机房、变电站、天线场区以及台区大门、武警哨位等重点部位进行有效的视频监控。
(1)采集前端:发射机房对角安装2台广角镜头彩色摄像机,能全面监控机房情况;变电站和门厅各安装一台,台区大门安装一台,办公楼顶安装一台高清变焦摄像头,天馈线场区安装9台,主要监控匹配箱及附近区域。本方案中设计的视频监控系统汲取了模拟闭路电视监控和数字视频监控系统的优势,将两者合二为一,前端采用模拟闭路电视的技术手段,保证图像的流畅性,并且不容易受到电磁干扰,后端将采集的模拟信号转换成数字信号,这样数字化视频可以在计算机网络(无线局专网)上传输图像数据,不受距离限制,信号不易受到干扰,可大幅度提高图像品质和稳定性。
(2)监控中心:视频安防监控系统控制中心设置在中控机房的值班大厅,由相关值班人员进行操作,硬盘录像机具备断电记忆功能,在断电的情况下,保留设置、录像资料、地址信息、时间信息完整,全部视频通道均能实时录像、查询、监视,远程传输系统支持广播功能,允许多用户同时访问同一视频信号。系统控制设备操作简单,值班员经过授权后能够通过矩阵键盘进行摄像机的操作控制。
(3)远程网络监控:本系统将前端视频采集点的画面实时的传回监控设备,整个系统采用硬盘压缩技术,所有的图像信息进行数字化处理,可以通过TCP/IP网络,通过远程监控管理软件,控制硬盘录像机及矩阵。硬盘录像机通过RJ-45网接入交换机,图像编码方式为H.264。系统具备远程访问功能,领导或管理者通过局域网登录视频服务器实时查看前端监控场区情况,同时实现了历史录像资料的实时查看。
3.3系统的实施方案
该视频安防监控系统的设计内容主要包括实现对音视频信号的采集、信号传输与控制、本地视频监控、远程监控四部分。系统方案框图如图1。
3.3.1音视频信号的采集
前端视频采集共设置15个彩色摄像机,其中发射机房内设置2台彩色摄像机,配电室1台、门厅1台;室外共设置11台带有云台的彩色摄像机,主要分布在天馈线场区9台、机房后院1台、台区大门1台;其中室外11台带云台的彩色摄像机要求配备前端解码器,以供监控中心根据需求对摄像机进行操作控制。
包括室内、室外共15台彩色摄像机通过同轴电缆将视频信号连接到光端机的发送端,通过光缆将15路视频信号发送给光端机的接收端。
摄像机视频监控要求:
(1)视频安防监控系统要求保证24小时连续监控。
(2)要求采用低照度的摄像机,当环境照度不足时,能打开红外等,进行图像摄录。
(3)台区大门:全天候监视出入人员、车辆。要求能够将大门整体区域进行监控,能够辨认出靠近大门5米人员的面貌,可采用面部识别技术;重要围墙段:采取视频监控或采取入侵检测,视频监控要能清晰拍摄其周围环境。对入侵检测设备,要保证其可靠性、准确性等;台区分区监控:对整个台区进行分区域监控,要求能分辨出移动人员和动物。
3.3.2信号传输与控制
按照信号的传输方式与功能,可将信号分为三类:本地视频监控信号、远程视频监控信号、控制信号。
(1)本地视频监控信号:光端机(端口)的接收端接收到15路输入信号后,通过同轴电缆连接到视频分配器(具体几入几出),将视频信号分成两路。一路通过同轴电缆供视频矩阵输出到电视墙;一路连接到1台16路的硬盘录像机,进行本地实时录像及存储。
(2)远程视频监控信号:硬盘录像机通过RJ-45以太网接口接入交换机,通过TCP/IP网络,实现局机关对各台的视频远程监控功能。
(3)控制信号:矩阵发出的控制信号运用485线经过视频分配器发送到设备前端解码器(具体功能、参数)控制云台和镜头等设备。
系统的传输信号要求可调节图像参数与传输带宽,可根据不同需求分别调节帧数、分辨率、图像等参数,支持128K-1024Kbps传输码率可调,本地图像传送延迟不大于0.5秒。
由于天线区干扰严重且传输距离较远,视频信号传输室外采用光缆传输方式,室内采用视频电缆传输,整个系统为以后增容改造留有空间。模拟传输通道采用PAL制式标准,信噪比应达到45db~48db,数字传输采用IP网络传输,支持TCP、UDP、组播、广播等IP网络协议,支持DNS、NAT端口映射,可配置网管策略,可为网络分控预分配指定带宽和QOS。
矩阵发出的控制信号经过码分配器(线路为光缆或电缆)发送到设备前端解码器,再控制云台、镜头等设备。
3.3.3本地视频监控
由四个46寸工业级监视器和控制键盘组成。监视器组成的电视墙可以同时输出8路视频信号,可多画面轮巡,可定时将监控组内的摄像机轮流切换,切换时间可自由设定。
中控机房值班大厅的控制键盘通过矩阵系统,提供录像资料的上墙显示和直接利用硬盘录像机遥控器进行本地历史数据查询。并且控制键盘可通过矩阵系统对视频采集端的云台和镜头等设备进行控制。
3.3.4远程视频监控
远程视频监控包括:局长办公室、台长办公室、其他局域网网上监控。远程视频监控要求采用Http协议实现并通过以太网进行信号传输。图像编码格式为H.264,可通过IE浏览器实现远程查看,通过远程监控软件,控制硬盘录像机及视频矩阵,方便快捷地查看调用监控数据及画面。
关键词:智能;视频监控系统;安防;设计
中图分类号:S611文献标识码: A
引言
智能视频监控系统是采用人工智能、模式识别、概率论和图像处理技术.借助计算机强大的数据处理能力来分析视频数据,过滤掉图像中的无用信息或干扰信息、抽取视频源中的关键信息、判断有无异常情况,并以最快、最佳的方式进行处理.智能视频监控系统能有效进行事前预警、事中处理、事后及时取证.是全自动、全天候、实时监控的智能系统.
1 智能视频监控系统功能分析
1.1智能视频监控系统可以对采集到的视频数据进行智能分析,并在此基础上实现各种应用,例如。当侦测到有目标进入监控区域时,系统自动锁定该目标、并进行跟踪拍摄录像、同时触发相应报警联动:可以实现人脸识别和车牌识别,智能记录人员和车辆的出入情况;结合图像融合算法,实现红外光和可见光图像的融合,增强夜间监控的可靠性.
1.2智能视频监控系统能有效集成其他安防设备。例如门禁系统、红外探测器、烟温感探头、警铃等,实现安防工作的一体化、集成化,充分发挥系统的最大效能.比如当红外探测器发现不明目标进入监控区域,系统会迅速发出指令要求相应的网络摄像机转到对应的预置位,拉响警铃,并提示管理员查看该路视频信号.这种集成的系统监测方式多样.能大大降低误报率,提高安防工作的效率.第三,智能视频监控系统能感知前端摄像机的工作状态,如视频模糊、视频遮挡、视频丢失、视角变换等.
1.4智能视频监控系统对录像提供自动证据视频检索.该功能利用目标侦测技术获得目标的类型、形状、大小、速度、位置、颜色、以及其他特定的目标标志信息,从而生成丰富的视频索引,实现特定视频段检索或者目标事件检索.
2 智能视频监控系统的架构设计
2.1系统架构设计
文中提出的智能视频监控系统架构设计可分成软件和硬件两大部分.软件部分由系统后台监控端、管理端、服务端和数据库四部分组成:硬件部分主要包括:网络视频摄像机、I/0电子控制器、各类报警传感器、探照灯、门禁读卡器、门禁控制器等.
2.1,1软件部分组成
(1)监控端:它是智能视频监控系统的信息处理单元.承担着连接用户与中心服务器的任务,是信息的中转站,也是确保用户能第一时间接收到视频信息和报警的关键.它的主要功能有:查看实时监控图像,接收报警提示,查询历史告警记录,遥控操作各类报警设备.
(2)管理端:主要用于人员权限配置,硬件设备配置.系统联动报警方案设定、定时计划方案管理.
(3)服务端:作为智能视频监控系统的神经中枢.它承担着硬件设备的管理、数据通信、历史视频记录管理、网络拥塞控制、报警智能处理等众多职责.为了保证系统的安全性、稳定性及易用性,监控端、管理端、服务端均采用C#语言编写,运行于微软的WINODWS操作系统之上.
(4)数据库:采用微软的SQL2005数据库,它的性能较为优异,操作相对简单.有比较高的安全性.系统里所有的硬件信息、人员信息、报警处置方案、报警历史记录、视频索引全储存在这里,便于修改调用例.
2.1.2硬件部分组成
(1)网络摄像机:由镜头、图像/声音采集器、数字图像/声音编码器、网络控制服务器等部分组成.它内置SD卡等储存设备,有一定的存储能力;图像视频/二音频输出信号质量较好,支持流行的M―JPEG/H.264编解码[61.最重要的是网络摄像机拥有内置处理器,能够借助先进的图像分析算法.实现对视频图像的目标识别、提取、分类及行为分析,一旦检测到出现异常状况,能通过网络及时向系统服务端发出告警信息.
(2)I/0控制器:即输人输出(Input andOutput)控制器,它能接收并转换其他设备发来的电信号.也能向这些设备发送适当的电信号序列:具有网络通信接口,支持TCP/IP等常见的网络通信协议,能与其他设备通过网络交换信息:拥有一定容量的报警数据存储功能,在网络不通畅的情况能够在本地记录报警信息;接口较为丰富,拥有RS一232/RS一485等通讯接口,能够兼容市场上常见的报警设备.
(3)门禁控制器:拥有内置卡号数据库,支持本地刷卡验证;可以远程开、关门禁:当门禁控制器f_};现意外情况时能够向用户发出报警信号川.
(4)各类报警设备,如电子围栏、红外探测器火警探测器、辅助照明、报警按钮等.
2.2系统工作流程
前端摄像机采集到视频信号后,由内置的嵌入式处理器直接做数字图像分析,提取出有价值的目标.对其的形态及行为趋势做分析判断,如果认定有异常情况出现,便向服务端发送相关的异常告警信息,由服务端参照用户预先设定的报警规则,对异常告警做详细分析,如果符合预设的报警条件,系统向工作人员发出报警信息,同时按照预设告警处置方案发送控制指令给相关I/0控制器、门禁控制器,进行安全管控.系统预设报警规则的目的.是为了能够在各种环境下,对其监控地点发生的异常状态进行分析时,都能尽量准确,减少漏报、误报的发生.为此,首先要根据监控系统所处环境类型,将预警设置的场景划分为室内、室外、白天以及夜晚四个大类,对待监控的目标则可以划分为人、机动车、非机动车以及动物等几大类.其次,在完成现场环境类型与预警目标的设置之后,要对监控的区域进行划分,具体来说可划分为警戒区、非警戒区、监视区等多种警戒类型.将警戒类型与目标类型巧妙的结合起来,可以充分发挥智能视频监控系统在信号采集与数据处理方面的优势,在不同的环境下、针对不同的警戒类型、根据不同的实际情况、及时准确地发出预警.从而有效地提高预警的针对性与准确性.
3 智能视频分析的实现
对视频图像的采集、分析工作主要由前端摄像机内置的嵌人式微处理器来完成.这种数据处理方式可以使得系统对原始或最接近原始的图象进行分析,第一时间做出快速而准确的判断[8J.
一个完整的视频图像分析处理过程需要融合图像处理技术、模式识别技术等多种技术手段才能达到较好的实践效果.其工作过程包括图像的预处理、图像分割、特征提取和图像分类。
系统的图像识别设计借鉴运动检测的思路来实现:首先根据各坐标的像素值在整个序列中的统计信息对背景进行恢复.如有异常情况,则提取出来:然后利用统计方法识别该异常隋况的所属类别.图像的识别主要运用帧间变化检测方法来实现,其基本流程分为:
(1)图像预处理,根据图像的模糊情况采用各类特殊技术来突出图像中的某些细节信息并削弱或消除无关信息,从而达到增强图像的整体或局部特征的目的.
(2)图像的背景恢复及异常提取.根据各坐标处像素值在整个序列中的统计信息对图像背景进行恢复,然后利用当前帧与恢复出来的背景相减,提取出发生了异常情况的区域.
(3)图像分类,利用当前帧与恢复出来的静态背景相减,提取出所有可能发生了异常情况的区域.
4 小结
针对视频监控领域的发展现状和存在的问题,以上提出了一种基于智能视频分析的监控系统设计,从硬件架构和软件架构上都做了分析说明.为监控系统的设计提供了一种新的方法和思路.而且伴随着硬件处理能力和软件分析能力的不断提高,智能视频监控系统的工作效能还将继续提升,新的功能也将不断涌现,它必将取代现有的传统监控,开启安防管理工作新的发展历程.
5 参考文献
[1]俞炳扬.试析智能视频监控技术在博物馆中的应用【J】科技咨
询.2012(10):24―25.
[2]吴先涛,吴承治.网络智能视频监控中视频内容分析的1i作机
调频广播、电视发射台自动化监控系统实施方案是以国家广电总局《无线台站全台自动化建设实施指导意见》为标准,以《广播电视安全播出管理规定》(简称62号令)为指导,以自动控制、通信网络、计算机、传感器、视频处理等技术为手段,以“有人留守,无人值班”为目标,建设一个自动化水平高、系统运行安全可靠、满足分层管理需求的发射台(站)自动化系统,确保安全播出、提高工作效率和管理水平,为发射台和各级管理机构提供一个先进的综合管理平台。监控系统包括信源自动处理系统、信号监测系统、发射机自动处理系统、环境监测系统、电力监测系统、台站视频监测系统、短信报警系统组成。
1 第一部分:信源传输与调度
通过智能应急切换器,将来自于光端机、卫星接收机、微波等传输路由的信源信号进行统一管理,当主路信源中断时,自动切换到备路信源;智能应急切换器可设置优先级别,当信号恢复时自动切换到优先级别;通过智能应急切换器AES/EBU输出接口或模拟输出接口,将信源信号送至发射机。
数字/模拟智能应急切换器输入端每路均带有模拟预监接口,因此,信号监测不需另加分配器及解码器。所有输入数字/模拟信源信号通过智能应急切换器预监接口,将信号送至视音频监测服务器,对每一路信号进行监听监看录音。也可通过视音频网络设备将信号转换为IP信号,由交换机通过网络远程传输到省局机房。
对于模拟电视信源的传输调度,采用智能应急切换器,当主路信源中断时,自动切换到备路信源;可设置信源优先级别;具有旁路直通功能;具有手动/自动及远程遥控、监测报警功能。
2 第二部分:信号源及信号流程监控子系统
本子系统实现对信号源及开路的播出信号进行监听监看,可将信号的视音频数据、报警信息传送到平台以供其它子系统进行台站级别数据备份及报警,并且报警能够实时传输到省中心监控室,呈现在中心监控室的台站GIS图上,同时具有声光提示。能对各路输入信号源视音频信号进行记录保存,并且具有历史记录查询回放功能;信源记录保存系统出现故障时,不影响台站本地视音频监控工作站的实时监听监看。
本软件系统主要用于多路视/音频进行同步监测与报警,主要功能如下:
多画面实时监测:可同时对多路视/音频信号以及视频信号进行实时监测,视/音频采用多画面分割显示,音量柱同步叠加,音频采用音量显示;支持FM/TV节目混合配置;支持双屏不同内容分配显示,方便用户进行节目扩展;自定义循环监听功能;可以针对重点节目实时监测、对普通节目轮巡监测,实时和轮巡的节目画面显示互不影响。可以将单节目放大到全屏,同时监听同期声。
故障报警:提供无视频信号,无音频信号,静帧,黑屏、音量过高、音量过低报警功能;提供标题闪烁、语音报警、窗口提示等多种报警方式;提供监测项延时报警设定功能,满足灵敏度差异与客户定制需求。
录音录像及数据备份:系统可实现全程录音录像存储,保存时间一个月以上;系统可以对指定节目进行时段或触发录像;可同时对所有监测节目进行同步触发报警录像以及报警预录和报警恢复录像功能,并生成数据库记录,以备事后查询,回放;提供报警录音、录像拖放回放功能,方便用户定位节目播放位置;对报警录像列表和系统日志提供导出(EXCEL文件),打印功能;采用了磁盘预分配、延时写入等实用技术,提高了存储的稳定性。录像文件可以通过数据库进行检索,支持远程访问并下载。
系统设置:提供自定义画面切分显示模式,最大限度满足客户画面分割定制需求;提供切分窗口自由拖动功能,方便用户调整节目显示位置,用户可自由拖放视频窗口调整播放位置,并且提供全屏播放功能;提供多种组合查询方式方便用户检索录音文件;支持FLASH时钟显示功能,用户可自定义时钟风格;提供7x4分时段监测功能,方便用户自由设定监测时段;提供4:3/16:9自适应分辨率切分显示功能。
支持本地/远程监测、监看、监听的功能;报警能够及时传输到中心监控室,呈现在中心监控室的台站GIS图上,同时具有声光提示;能对各路输入信号源视音频信号进行记录保存,并且具有历史记录查询回放功能;信源记录保存系统出现故障时,不影响台站本地视音频监控工作站的实时监听监看。
配备多路广播电视接收机,可对开路信号进行监听监看,并实时监测场强。
预留数字接口:配合各种监测板卡,可完成对IP、ASI、DVB-T、DTMB、AES/EBU等信号的监测。
3 第三部分:发射机监控子系统
广播电视发射台监控系统主要功能如下:
发射机系统状态的监测。自动监测发射机系统运行状态,实时监测、记录各参数量值(包括模拟量和开关量值)。
本地/远程自动开/关机。按各频率每周播出时间表,定时(或随时)开机、关机。
手动/自动倒备机(预留接口)。当发射机故障达到倒备级别时,启动天线控制模块,实现主备倒换。
根据不同用户的权限实时控制发射机各种操作。系统可分多个不同等级分别给以不同权限,每人可以自己设定密码。
报警。系统具有比较完善的报警功能,本地采用声、光报警方式。系统通过GSM手机模块,自动根据技术人员值班表给当班技术人员和预设名单发送中文短信息,提示机器发生故障的情况。
数据统计及报表生成。自动生成各类报表,自动进行故障记录、维修记录、检修记录、指标记录、交接班记录等。报表可根据需要打印。
远程访问及控制。各级领导、主管部门或用户可远程登陆查询数据、了解设备运行情况、分析判断故障原因。
3.1 软件架构
本系统软件采用多层C/S+B/S混合结构设计,实时监控软件采用C/S+B/S混合结构,实现各项数据采集,发射机控制,多客户端监测,并将采集的数据及其他工作数据上传到管理中心;远程管理系统软件采用C/S+B/S混合结构,在这种结构下,用户不仅能浏览发射机各种数据,还能实现远程通讯,发射机远程控制等功能。这是一种全新的软件系统构造技术,成为当今应用软件的首选体系结构,数据安全性和数据的一致性都比较好。
3.2 软件功能
3.2.1 系统参数设置
设置前要运行用户验证,只有授权的系统管理员才有权限进行设置。
在系统运行之前,必须对所监控的发射机进行配置与管理,设置发射机对应通讯端口,描述发射机名称、节目名称、IP地址等情况。设定发射机各种参数名称、参数度量单位、校正参数、显示量程参数、报警参数与报警延时参数、开关机时间、检修日开关机时间、倒备机延时参数、发射机远程遥控开关、升降功率等,根据不同发射机实际情况完成设置。每台发射机最多可监控30项指标。
3.2.2 发射机工作状态监测
(1)监测开机、关机完成或失败状态。
(2)监测发射机控制模式:本地手动、本地自动、远程等。
(3)监测发射机故障状态。
(4)主备机工作状态。
(5)发射机功率监测。
3.2.3 发射机运行参数实时监测
监测指标显示:表格动态显示、柱形图动态显示、实时动态曲线显示等。超过参数门限值,以声、光、图形、颜色变化等方式报警。主要监测参数可自由选择组合。光标移动至节目标题处时,可显示发射机厂家、联系人、电话等信息。调频默认显示参数为每个发射机的发射功率计频偏;电视默认显示参数为发射功率及同步信号。
以下是发射机监测的基本参数,具体以发射机提供的通讯协议为准。
(1)监测发射机整机状态及参数:频率、输出功率、反射功率、驻波比、运行时间统计、发射机射频输出切换开关状态、调制度、主电源过压、外部连锁、门连锁、工作电压、工作电流等。
(2)监测发射机冷却系统:监测冷却风机状态、监测液冷发射机出/入液体温度等。
(3)监测激励器的状态及参数
模拟电视及调频广播:监测激励器工作状态、监测输入信号状态、监测激励器输出功率。数字电视:监测激励器工作状态、监测监测ASI输入码流状态、监测单频网适配器状态及参数、监测激励器输出功率等。
(4)监测功率放大器的各级、各模块的电压、电流等状态及参数。
3.2.4 发射机控制功能
1)自动/手动开关发射机
用户可自行设定时间表,实现发射机自动开/关机功能;也可视操作需要,发射机即时开/关机、手动开/关机。
不同发射台的发射机配置是不一样的,本系统的发射机配置软件可以很方便地实现发射机增加或参数修改,根据向导提示依次填写相应的内容即可。
2)发射机主机、备机自动倒换
软件可设定发射机自动主备机倒换条件,达到倒备条级别时,发射机采集控制器启动天线控制模块,实现发射机自动主备倒换;系统也可以手动启动发射机主备倒换操作。
本次投标系统已预留自动倒备机接口,用户需要时,只需配备天线倒换器,即可实现主备自动倒换。
3)发射机升降功率
系统支持遥控升降功率。值班人员可通过授权在发射机虚拟控制面板上点击按钮实施操作。
4)发射机故障复位
系统可通过发射机虚拟控制面板,遥控实施发射机故障复位操作。
5)发射机分级开机
系统可通过发射机虚拟控制面板,遥控实施发射机高、中、低功率开机操作。
6)校准发射机系统时间
由于硬件的差异,每台计算机的时钟各不相同,如果不进行校时,将会导致整个软件的时间不准确。在监控中心安装GPS网络校时系统,通过TCP/IP计算机网络对发射台的每一个设备进行精确校时,使发射台内各个设备不因电子晶振误差导致开关机时间和数据记录时间等出现误差。
考虑到经济性、便利性和安全性,让每台计算机独立授时是不切实际的。较为合理的做法是:在组成TCP/IP的计算机网络中利用GPS专用接收机建立时间服务器,网内的其他计算机与时间服务器保持同步。
3.2.5 报警处理
发射机各参数超过门限值,系统立即进行报警,同时显示下位机的日、时、分、秒等信息。当发生较为严重报警时,软件会主动向监控中心同时进行远程报警。软件提供多种报警方式:短信、加入报警事件记录列表、监控画面相关图元的变色与闪烁、声光、警铃警灯、语音等。短信报警系统需要一个串口来完成短信报警任务。短信报警是将报警内容通过短信方式发送给相关人员,根据报警的级别,用户可以预设接受人的手机号码,最多可设置十个,用户可以预设报警信息的文字内容,也可随时编辑报警信息。一旦有报警信息,报警器将按预设的手机号码顺序逐个发送,同时服务器自动将报警信息记录在报警信息历史记录里,供管理人员随时查询。软件将对以下故障产生报警:
(1)整机报警和记录:各参数门限值越界、整机过载及保护、输出功率超限等;
(2)激励器报警和记录:输入信号有/无(模拟电视)、ASI输入码流中断(数字电视)、MIP丢失(数字电视)、ASI-SPI时钟失锁(数字电视)、时钟参考源失锁(数字电视)、RF失锁(数字电视)、本振失锁、主备互锁等;
(3)功放报警和记录:功放过载、功放过激励、功放过热等;
(4)冷却系统的风机故障、温度、液位等参数越限报警及记录等。
3.2.6 数据查询
按时间段、按发射台查询发射机参数历史数据,画出曲线图,查询结果可以导出pdf和word格式文件。根据指定的格式进行统计分析和打印报表,可灵活设置各种选项。可进行日报、周报、月报、季报、年报。报表包括指定时段、指定频道或两者组合条件下的停播次数,停播时间,劣播次数,劣播时间等统计信息。
可查询每个频道的故障类型、开始时间、恢复时间、故障持续时间等。报表显示内容含台名、机号、频率/频道、异态类型、异态开始时间、异态结束时间、异态持续时间等。故障类型、起止时间、频道或节目名称等进行组合条件查询,可自动播放查询出来的各时段音视频节目或各个节目循环播放。
以图形、曲线、柱状图等直观形式表示数据、参数、状态的变化情况。
报表生成:系统根据用户的需求,按照资料的类别,自动生成各种类型的报表,可对报表进行预览、编辑、打印。可以对一段时间以来监测参数进行统计并形成报表,以便进行工作总结汇报。支持定时报表生成,支持EXCEL和WORD格式生成报表。
3.2.7 播出统计管理
发射机播出记录数据是在监控系统的采样过程的过程中自动生成的,播出统计则是对播出记录数据的计算。发射台可依据本台的要求,输入待统计的节目标识和统计时间段(可任意组合的有效时段),系统将对发射机播出记录作统计工作。例如:所有发射机的播出月统计、所有发射机的播出季统计,这些统计自动形成统计记录,与播出记录数据一样,存档并可查询和打印。
4 第四部分:电力监控子系统
电力监控子系统主要实现发射台内各种变配电设备状态数据的采集并进行集中显示;当设备出现故障时,实时显示设备的故障类型,并发出报警信号;对发射台内各种变配电设备的工作状态和操作进行分类统计,生成日报、月报和年报等统计报表。变配电设备主要包括变压器、高压开关柜、低压配电柜、稳压电源、UPS和柴油发电机组等。本次方案主要实现对稳压器、发电机的监控。今后如果用户需要,随时可方便快捷的、低成本的进行系统扩展,实现本子系统其他设备的监测及UPS、低压配电柜、柴油发电机等设备的控制,以及供电链路的全方位监测。
4.1 设备监控
4.1.1 UPS监控
1)实现对UPS的输入、输出电压、电池工作参数、频率,负载等电源信息的实时监测。
2)实现即时显示UPS工作信息,记录电源事件。
3)实现UPS的定时开关机。
4.1.2 变压器监测
实现对变压器电压、电流、温度或瓦斯等的监测。
4.1.3 高压开关柜监测
1)监测进出线回路的电流和电压。
2)监测有功(无功)功率。
3)监测开关状态及合闸弹簧状态等。
4.1.4 低压配电柜监控
1)监测低压配电柜进线的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数频率等。
2)监测低压配电柜分配回路的熔断器、断路器、接触器、热继电器等状态。
3)根据需要完成各开关和接触器的控制。
4.2 系统特点
结构合理:分层分布式智能结构,整个系统层次清晰、结构灵活、实用性强、扩展方便、性价比高。
组态和调试软件:用户可以通过软件方便地实现硬件配置、数据库生成和修改、流程编制、参数设置、报警定义等组态工作。
开放式系统:便于功能和硬件的扩充,能充分保护用户的投资。分布式数据库及软件模块化、结构化的设计,使系统能适应功能的增加和规模的扩充。
扩展灵活:系统的软硬件均采用模块化设计,可依据用户配电系统实际规模、电力监控类型等实际需求灵活配置,并留有充足的备用和可扩充容量,该系统还能与调度系统联网通讯,实现更高层次上的扩展。
4.3 系统功能
1)系统设备运行过程的运行参数的采集、处理;
2)系统设备运行过程的安全监视和实时报警;
3)主设备运行状态的监视和主要设备遥控控制;
4)电力系统运行参数测量、显示:相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、总有功电量、频率等;
5)UPS系统检测:电池组总充放电压、充放电流等,UPS系统主机工作运行状态检测等;
6)运行日志、电能量、故障次数、操作次数的统计和报表;
7)主设备参数设置及修正;
8)系统故障在线诊断。
5 第五部分:环境监控子系统
发射台是个环境特殊的场所,由于气流及设备分布的影响,温度值会有较大的区别,应根据机房的实际面积,加装温度测量仪,监测机房内的温度。离子型烟雾探测设备,适用于安装在少烟、禁烟场所,用来探测烟雾有无,当一定量烟雾进入烟雾传感器的反应腔,烟雾测量仪发出声光警报,并向采集器输出告警信号,通过能够准确地检测到烟雾,为火灾预防和早期发现提供帮助。
在机房设置温度、烟雾测量仪及水浸传感器,在中控机房可通过网络显示出发射机房环境各项参数的实时监测。将无人值守站点的温度、烟雾测量仪及水浸传感器联接到环境参数监测仪上,通过统一的接口与平台进行数据交换,同时可以随意设定各类传感器的报警门限,在中控机房可通过网络显示出机房的实时温度、烟雾、水浸等情况,当指标越界时报警。这些功能都在监控软件中实现。用户还可以通过软件方便地实现硬件配置、数据库生成和修改、流程编制、参数设置、报警定义等组态工作。
中控机房计算机可通过网络对异地的空调与照明设备进行开关,能把机房内的环境温度和空调设定温度传输给中控机房计算机并调整空调温度,超出预设告警温度,进行紧急报警显示,停电来电自动启动;
6 第六部分:安防视频监控子系统
视频监控平台具备丰富的管理功能、稳定性和安全性,系统采用集中监控软件平台进行管理中心的构建。视频监控软件是一套分布式监控系统,系统可对本项目所有类型的前端设备进行集中式管理。集中监控软件主要采用分布式的分级管理的模式对前端的监控点进行统一监管,以控制单元为单位。
台站能够实现如下功能:
结构配置功能:根据需要进行控制单元和区域的配置,并将资源在此进行合理分配;
用户管理功能:用户组和用户的添加、用户组相关权限的分配;
报警联动管理:对各种报警事件进行布防时间、联动动作的配置;
录像计划管理:对需要录像的监控点进行录像计划的配置;
设备状态查询功能:可对当前所有前端设备的在线状态和工作状态进行查看;
日志维护、校时时间设置:对日志的维护时间、定时校时时间进行配置;
预览功能:对其监控点图像进行实时预览。可进行预览抓图、云台控制、视频参数调节、即时录像、违规日志记录、即时回放、电子放大操作;
回放功能:包括前端设备录像回放和集中存储服务器录像回放;
电视墙控制功能:对电视墙进行图像上墙或者图像轮循的控制;
报警联动控制功能:包括报警联动弹图像、报警联动语音对讲、报警联动声音、报警联动报警输出控制、报警联动电子地图热点闪烁等方面;
分组轮循功能:在控制客户端可进行监控点分组配置,并可根据监控点分组进行图像分组轮循预览;
云台控制功能:对云台图像可进行方向调节,云台摄像头的相关参数调节等。
7 第七部分:报警管理
本平台报警管理子系统可根据不同报警源提供分级告警能力,用户可根据监控需求针对不同告警源设置告警等级,从而为用户差别决策提供支持,提供多种报警方式,如:机房声光告警、短信通知,弹出窗口,语音,界面元素闪烁等多种展示方式。
7.1 信号源告警
针对信源切换提供了数字音频信号电平过小、信号失锁、CRC校验错误、奇偶校验错误报警。
针对信号源监测需求我们提供了无音频信号,音量过高、音量过低、二路音频不相同等故障进行实时监测报警。同时对异态信号进行触发录音/录像并且支持前后15秒预录功能;信源告警软件设置界面如下。
7.2 发射机故障报警
整机报警和记录:各参数门限值越界、整机过载及保护、输出功率超限;激励器报警和记录:输入信号有/无、本振失锁、主备互锁;功放报警和记录:功放过载、功放过激励、功放过热;冷却系统的风机故障、温度、液位等参数越限报警及记录。
7.3 环境、电力等告警
针对环境温度、烟感、入侵,市电异常等提供报警,对机房监控设备提供模拟量跃限与状态量报警,用户可任意选择所关心的监测量进行告警启用与门限设置。
7.4 报警信息管理
平台告警信息全部保存在本平台数据库中集中管理,以备用户进行后期数据分析与查阅,子平台的告警数据实时上传到上级管理平台并存储,从而实现平台数据级联共享。
8 第八部分:安全保障及干扰、雷击
为有效保障远程监控系统安全性、容错性等,针对系统可能出现的电脑死机、报警模块软件死掉、网路断路、声光报警显示设备故障等网络系统软、硬件问题,以及计算机、网络设备使用环境的状况,我们采取以下措施来保障系统安全正常运行:
1)电脑死机时通过服务器硬件支持实现自动恢复功能;
2)平台软件本身无应答,平台通过看门狗软件能够自动恢复;
3)利用系统软件对网路进行通路故障检测功能,网路连接不正常,系统会通过多媒体手段进行提示工作人员;
4)对受控设备进行自检功能:
采集终端的嵌入式系统软件采用相关的处理算法及抗干扰措施,通过软件滤波、剔除野值等算法来提高系统的抗干扰能力,使得采集的数据能准确反映发射机运行状态。
使用防电磁干扰、抗雷击产品。我公司生产的产品,全部具有光电隔离、防浪涌等保护措施;通过使用电源防雷器、天线防雷器、网络防雷器、防雷接地等技术手段,使我们使用的网络设备、计算机、服务器、视频监控设备、信号接收设备等免遭感应雷击。
规范的防电磁干扰设计、施工工艺、措施:发射机房工作环境十分恶劣,各种电磁干扰的存在,给计算机网络系统设备、控制系统的正常工作造成了许多问题,干扰可能影响系统信号,致使控制精度降低、丢失现场监控终端设备内部数据、机器误动作,严重时甚至会使系统失去对过程的控制,造成损失和破坏。因此,在系统设计、施工开始时,就必须将各种可能的干扰考虑到,采取相应的抗干扰措施,即对系统采取电磁兼容性设计,以消除或减少干扰,使其能在其所处的电磁环境中正常工作。
9 第九部分:设备管理子系统
平台具备完善、安全、高度可定制的设备管理功能,系统将设备的所有信息,包括存储的相关故障信息封装成组件,供使用人员随时调用。
组态化软件支持用户角色定制,当设备升级、更换或者添加时,只需更换相应的设备组件并进行简单配置即可使之进入软件平台正常工作。
平台数据管理中心为用户进行设备参数配置、报警门限设置、用户权限管理、服务授权管理等一系列配置操作提供了便捷的可视化日常管理接口,同时针对客户端UI(用户界面)的定制需求提供专属的组态设计工具软件,从而为客户提供美观、专业、个性化、艺术级HMI(人机界面)程序。
10 第十部分:信息子系统
安全播出预警系统是接收和反馈省局调度指令和预警信息的重要信息终端,可对重要通知、紧急信息进行和实时显示。
LED信息系统能够实现对LED显示屏的本地和远程控制,信息能够呈现于LED显示屏显示。功能主要实现从信息编排,审批,中心服务程序自动生成每天的信息播放列表,通过中心下发到对应的分组终端设备,并由控制系统在有效时段内于LED显示屏循环滚动播出。
LED预警信息系统,所有的数据来源可与省广电局的数据库对接,系统实时采集并传输到屏实时显示,当前时间,预警信息,实时的滚动文字信息,最新的重要的信息、通知、欢迎词等图文信息。
信息接收终端通过遥控器操作,主要功能:
(1)支持移动、联通、电信GSM网络,能够通过短信网关实现对手机终端的信息。
【关键词】视频图像 火灾报警 感烟探测器
中图分类号:U260.4+23文献标识码: A 文章编号:
一、纺织生产厂房的生产工序及环境特点
纺织厂的工序分为:清花梳棉并条粗纱细沙络筒包装等工序;
车间消防特点:
人员相对密集:纺织行业是典型的人员密集型产业。
原料易燃:棉纺企业生产中大部分原料的燃点都很低,极易引起火警。如棉花的燃点为210℃,处于松散状态的棉纤维为150℃。
尘絮大量集聚:纺织企业在清花、梳棉过程中,会产生大量的花絮、棉尘等,随着车间气流四处飘散,积聚在横梁上、夹层内,甚至是墙面上。而积聚的纤维、花絮、棉尘导热性较差,热量难以散发,一旦遇到火星、火苗,就会迅速燃烧。
火灾时会产生大量烟雾:大量棉、纱及包装用的塑料包装物等物品燃烧时,会产生大量烟雾和有毒有害气体,主要为NO、NO2、CO、SO2等,灭火难度大。
附图1:某纺织厂房布置平面图
二、火灾报警系统的选型
1、点型光电感烟探测器
点型光电感烟探测器一般适用于饭店、旅馆、教学楼、电子计算机房、通讯机房、办公楼的厅堂、卧室、办公室书库、档案库等相对比较洁净的场所,如果有大量水汽滞留、可能产生腐蚀性气体、气流速度大于5m/s、相对湿度经常大于95%、在正常情况下有烟滞留的场所不宜选用感烟探测器。
纺织生产厂房不适宜用光电感烟探测器,原因如下:1)纺织厂内有大量的粉尘和飞絮,点型光电感烟探测器容易被棉尘堵塞, 造成探测器失灵或误报, 大部分同类厂都有此现象发生, 所以需定期取清洗、 维护。2)大部分棉纺企业采用“中央空调”对车间的温度和湿度进行控制,厂房内基本上都用石膏板吊顶,吊顶上是技术夹层,因厂房内的温度底下高顶上低,导致在吊顶上产生冷凝水,特别是在冬天最容易出现,这就使感烟探测器内进水,使设备损坏以及信号线绝缘阻值得不到技术要求,导致系统瘫痪。
2、线型光束感烟探测器
线型光束感烟探测器,利用红外线组成探测源,利用烟雾的扩散性可以探测红外线周围固定范围之内的火灾,线型光束感烟探测器通常是由分开安装的、经调准的红外发光器和收光器配对组成的;其工作原理是利用烟减少红外发光器发射到红外收光器的光束光量来判定火灾,这种火灾探测方法通常被称做烟减光法,红外光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。
该探测器的主要优点有两点:一是成本低,调试时间少;二是布线费比前二种型式减少一半,主要是因为其探测单元和反光板之间没有电气连接线。所以,特别适合保护古建筑,不仅育利于古建筑的美观,而且还安装简单,其需对收发光器探测单元进行谓准,这一点对于极高而又不易进入的安装现场来说,是个极大的优点。它还具有误报少的优点,因为反光板有个极宽的光束接收角(士10%)。它还具有自动补偿功能,即使在到达信号探测单元的信号量发生变化时,探测器仍能正确工作。
线型光束感烟探测器适用场所:1)无遮挡的大空间或有特殊要求的房间,宜选择红外光束感烟探测器。2)符合下列之一的场所,不宜选择红外光束感烟探测器: 有大量粉尘、水雾滞留; 可能产生蒸气和油雾; 在正常情况下有烟滞留;3) 探测器固定的建筑结构由于振动等会产生较大位移的场所。
线型光束感烟探测器在纺织厂房使用的局限性:
1) 由于纺织生产厂房内有大量棉尘,容易造成误报。2)厂房内机器运转震动很大,容易造成发射器因长期震动使方向发生偏移,导致故障,维护比较困难。
3、空气采样系统
空气采样系统包括探测器和采样网管。探测器由吸气泵、过滤器、激光探测腔、控制电路、显示电路等组成。吸气泵通过PVC管或钢管所组成的采样管网,从被保护区内连续采集空气样品放入探测器。空气样品经过过滤器组件滤去灰尘颗粒后进入探测腔,探测腔有一个稳定的激光光源。烟雾粒子使激光发生散射,散射光使高灵敏的光接收器产生信号。经过系统分析,完成光电转换。烟雾浓度值及其报警等级由显示器显示出来。主机通过继电器或通讯接口将电信号传送给火灾报警控制中心和集中显示装置。
纺织生产厂房不宜采用空气采样系统:最主要的原因是厂房内有大量的纤维飞絮,由于空气采样系统是通过主动吸气完成对烟雾的分析,采样孔孔径很小,在2mm~5mm之间,所以空间中的飞絮极易堵塞采样孔,使系统失灵。
4、图像型火灾安全监控系统
图像型火灾安全监控系统是九十年代中期兴起的通过视频图像探测火焰和烟雾的一种新型的智能火灾探测系统,本人经十多年现场经验,认为该系统有效解决了纺织生产厂房的火灾探测。
三、图像型火灾安全监控系统的原理及特点
探测部分
线型光束图像感烟火灾探测器(又称光截面探测器)采用光截面图像感烟火灾探测技术,在探测方式上属于线型光束感烟火灾探测器。它可对被保护空间实施任意曲面式覆盖,不需要准直光路,具有一个接收器对应多个发射器的特点,能分辨发射光源和干扰光源,具有保护面积大、响应时间短的特点;同时具有防尘、防潮、防腐蚀功能。线型光束图像感烟火灾探测器可以广泛应用于在发生火灾时产生烟雾的场所,如烟草企业的烟叶仓库、成品仓库,纺织企业的棉麻仓库、原料仓库等,也可使用于环境恶劣的场所。
因纺织生产厂房火灾时产生的是大量烟雾,所以图像型感火焰探测器就不做介绍。
控制中心部分
控制中心部分一般设置在消防控制室内,包括信息分析处理设备,视频处理设备(图像切换、显示、记录设备),以及火灾报警设备。该部分主要实现监控现场的信息分析、火灾信息提取、火灾报警等功能,在使用双波段图像火灾探测器的系统中,还可以同时实现图像监控功能。
火灾探测报警:
前端探测器所采集的现场信息通过视频同轴线缆(或其它图像传输设备)传回控制中心,经视频分配器,将每路信息分配成两路:一路送给视频切换器,一路送给防火并行处理器。
视频切换器把各路现场信息以循环切换的方式传送给信息处理主机,由主机进行巡检;防火并行处理器对每一路现场信息作并行实时处理,一旦检测到火灾信号便向信息处理主机发出预警信号;信息处理主机优先对预警信号进行确认。巡检与并行处理相结合为及时发现、准确报警提供了可靠保证。
可以根据实际被防护场所的火险等级不同,现场设置防火灵敏度。
对确认为真实火情的信息,由信息处理主机发出报警信号,自动声光报警;自动显示对应报警区域的现场图像,并自动启动录像机进行记录;值班员通过现场图像和对讲电话指挥扑救和疏散,并通过联动控制台启动消防联动设备;在无人状态下,主机按设定程序自动启动消防联动设备。
图像监控方面:
该部分功能与闭路电视监控系统基本相同。
在使用了双波段图像火灾探测器的系统中,由双波段图像火灾探测器采集的彩色(或红外)视频信号经视频同轴线缆(或其它图像传输设备)送回控制中心,经视频处理设备(画面分割器、矩阵切换器等)送至图像显示设备(监视器等)、图像记录设备(录像机或硬盘记录仪)及信息处理主机显示器上,实现图像监控功能。画面的选择、控制由信息处理主机实现,也可以由矩阵切换器实现。
关键词:移动通信 网络 视频监控
中图分类号:TN9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)10-0029-01
视频监控系统发展了短短二十几年时间,从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控,发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天,我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。从技术角度出发,视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统(CCTV),到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统(DVR),到第三代完全基于IP网络视频监控系统(IPVS)。视频监控业务是一项重要的宽带数据业务,它的主要实现方式是前端摄像头将采集到的视频及图像数据发送到监控平台,平台对于视频及图像内容进行存储,用户通过客户端软件或浏览器访问监控平台,获取监控视频或图像。
家庭监控与行业监控有着显著的差异性,一方面要考虑把设备的可视化能力与其他业务有效结合,另一方面要考虑用户对于保护隐私的需求。下面着重对家庭视频监控业务进行分析,提出了点对点实现视频监控的方案,并对实施的可行性进行探讨。
1、视频监控系统整体架构
视频监控系统自上而下包括运营管理、业务管理层、业务控制层、媒体服务层、接入层。其中运营管理层主要是指BOSS系统,负责计费管理、开销户等;业务管理层包括业务管理平台、平台及前端网管以及业务网关,负责业务管理、设备管理、平台管理等功能;业务控制层负责用户访问的接纳控制;媒体服务层负责视频数据的存储、转发及流控制;接入层包括平台侧前置的接入网关和用户侧的客户端(包括PC客户端和手机客户端)。
在视频监控系统的统一架构下,为了更好的满足家庭用户的需求,需要重点考虑如何将视频监控业务与家庭业务的体系结合起来,既能够满足视频监控业务的统一规划,又能使其与家庭业务有效结合。
2、视频监控与家庭业务结合(如图1)
正如前面所说到的,为了能够更好地将家庭业务与视频监控业务结合,我们设计了图1所示的视频监控与家庭业务的融合方案,在视频监控平台内部,将行业监控管理平台与家庭监控管理平台在逻辑上分开。家庭监控管理平台与其他家庭业务共享相同的家庭数据,如用户信息、设备信息、订购信息等。从业务管理和运营的角度,家庭视频监控业务可以很好地与其他家庭业务结合,未来家庭视频业务的演进可以方便纳入家庭业务的整个体系架构中。
对于点对平台方式的家庭视频监控,家庭监控可以与行业监控共同媒体服务平台,复用该平台的媒体存储转发能力。对于点对点方式的家庭视频监控的实现,可以考虑CM-IMS技术结合,以CM-IMS视频呼叫的方式实现点对点视频监控。点对点实现视频监控具有以下优势:
(1)节省平台成本。如果视频监控都以点对平台方式实现,随着用户数量不断增加,为了维护大量用户同时登陆视频监控平台,平台则需要不断扩容,以多台服务器实现负载分担,确保用户的服务质量。这样就大大增加了运营成本。如果采用点对点方式,视频监控平台只负责业务管理和控制流的互交,用户数量的增加不会对业务平台造成太大的负担。
(2)有效保护隐私。视频流不经过视频监控平台,视频数据也不会再平台上存储,可以有效保护用户隐私,同时避免因隐私泄露造成的责任风险。
3、CM-IMS视频监控方案
对于移动网络而言,实现点对点视频监控面临技术方面的难题,在传统的移动网络下,客户端与前端设备均为内网IP地址,相互间的点对点通信难以实现。我们考虑借助CM-IMS网络来实现点对点的视频监控方案(如图2)。
CM-IMS视频监控业务流程如图2所示,在本方案中CM-IMS网络作为视频监控业务媒体流的承载网络,前端设备通过CM-IMS家庭网关接入到CM-IMS核心网络以及视频监控平台。当客户端在平台侧完成用户认证和业务鉴权后平台返回视频监控的前端号码,用户发起视频监控的请求被客户端转换为CM-IMS视频呼叫。
用户可以在CM-IMS家庭网关或摄像头上配置白名单,来限制只有授权用户能够发起CM-IMS视频监控呼叫,白名单配置与家庭业务属性密切相关,可以由家庭业务中心来设置,远程下发到家庭网关上。
4、结语
以上对TD家庭视频监控从业务特征到方案设计以及关键问题的解决等进行介绍,由于中国移动目前在同时进行视频监控业务的研发和家庭业务的整体规划,将视频监控业务与家庭业务有效结合可以提高业务竞争力。同时随着CM-IMS网络的顺利建设,借助CM-IMS实现点对点视频监控将逐步成为可以实施的方案。
参考文献
[1]肖弋.视频监控现状分析[J].电子世界,2012.
[2]刘聪,陈大庆,郑冬冬.TD视频监控的解决方案分析[J].电信技术,2011.
关键词:视频监控系统;设计依据;端前接入点;中心功能;平台整合
Abstract: this paper briefly introduces the video surveillance system design principle and its overall solutions, from video monitoring system to the front of access devices, the central function realization and platform integration three aspects in detail analyzed the video monitoring system of partial design principles, facilities and process is described in detail.
Keywords: video monitoring system; Design basis; Before the access point; The central function; Platform integration
中图分类号:X924.3文献标识码:A文章编号:
引言
随着国家经济的高速发展,道路交通等问题日趋严重,受到了人们越来越广泛的关注,旧的电视监控系统已经满足不了现在的交通状况监控的需要。视频监控系统应用先进的网络技术、计算机科学技术和图像处理技术,更好的满足了交通监控的需求。要想实现运营级别的视频监控系统首先必须认识其设计的依据,继而从视频监控系统前端的接入点设计、系统中心功能的实现设计和平台整合设计着手,全方位了解视频监控系统设计的相关内容。
道路监控系统设计依据
2.1 视频监控系统设计原则及标准
道路视频监控系统的设计要遵循视频监控和传输系统建设的各项设计原则,并依据相关标准严格执行,其中要满足的原则包括:第一是实用性,具体指所完成视频图像的质量要达到使用的要求,做到清晰且可分辨,满足各系统间可互通互联的要求,还要安装方便、使用便利。第二是可靠性,所有设备要处于较高的安防措施保护之下,设备性能要求达到质量要求,能够持续高效稳定的运行。第三是先进性,所构建的系统平台技术要成熟且主流,兼容性和高技术水平化,所有平台要开放且可扩展。第四是满足经济性原则,综合考虑效益;第五是开放性原则,相关数据库兼容、灵活且可移植管理;第六是安全性原则,系统抗干扰且有良好的保密措施;第七是标准化原则,接口及算法均满足标准要求;最后是良好的操作性,方便技术人员和相关人员学习和操作。
2.2 视频监控系统的整体解决方案
整体的解决方案应从全局的角度规划设计视频监控系统,利用图像的处理、传输、记录和提取等方面的先进技术设备来实现道路安全防范监控的目标。根据这个规划理念,在区政府设置一级的图像监控指挥中心,接着相关道路交通公安部门设置二级的图像指挥控制中心,结合下设单位的三级监控指挥中心,运用专用的网络连接系统,形成分层星云式的监控结构网络体系。下图1为某地区道路安全视频监控系统整体解决方案整合网络结构图。
图1 某地区道路安全视频监控系统整体解决方案整合网络结构图
视频监控前端接入设备的设计
根据视频监控区域的地域特征,综合考虑前端接入设备的设计细则,但都要遵循先重点、后一般这一原则。对于摄像机同其他相关设备安装的地点位置、照明的条件和摄像的方向要遵循相关设计原则,严格按照规范完成。前端设备摄像机等对监控目标的图像实施信息采集工作,其科学的定位、完善的功能状态和优越的质量是对整个道路视频监控系统安全性的有利保证。第一步对现场进行勘查检测分析,确定需要的球机摄像机数量,保证摄像机足够的照明要求和安全稳定的点位环境,考虑前端设备的防雨、防变形、防破坏和防尘等要求。下图2即为某智能化的球形摄像机连线设计结构示意图,由图可知,其包括高清晰度的彩色摄像机、多功能的视频解码编码器、CPU处理器和视频传输等组件。
选择好合适的摄像机设备、枪机设备和防雷等设备,定置合理的前端设备安装位置之后即可架设摄像机云台。摄像机云台一方面起到了安装和支撑摄像机作用,另一方面扩大摄像机拍摄的视野范围,使得摄像机从水平及垂直方向能够任意的俯仰并转动。选择云台要考虑手动式和电动式的云台各自优势,考虑前端摄像机距离监控中心长短以及周边的环境情况。电源的线径大小一定的时候,24VAC电压损耗比率在10%时,此时传送距离可以实现最大传输距离。某道路安全监控项目示意图如图3所示,选用锥形的热镀锌管立杆,上部管径大于90mm,下底部管径大于180mm,管壁的厚度大于6mm,挑臂的长度选择大于3000mm。该立杆选用灌注基础,深度大于1500mm,底部选择直径大于1000mm。
图2 某智能化的球形摄像机连线设计结构示意图 图3 某道路安全监控项目立杆设计结构示意图
视频监控系统中心功能实现设计
通过视频监控系统重要单元及中心部分使得信号编码转码、服务管理器的设备处理后进行管理和控制,主要通过视频、音频和数据信号等。由显示器、拼接屏幕和监视器组成的显示设备用来对各个监控点的各种信息显示予以监视,必须保证清晰辨析所监控目标的图像质量。设计中心图像显示必须考虑三个方面的技术要求:第一,监控图像在任意环境条件下都要能够辨别重要的目标;第二,监看的彩色图像分辨率要大于270TVL,单路回放的图像分辨率超过220TVL;第三,设计电视墙和显示设备数量选用方面要综合考虑中心平台的实时监控需要和监控的系统规模设计目标。
监控系统的平台整合设计
对于视频监控系统的平台整合设计可以完善系统中各子项目监控中的功能增强,实现平台上资源间的信息整合和综合利用。视频监控系统平台要实现分层次分架构,对各个层次精确管理设计。从前端监控媒介终端传送的视频源模拟图像经转码压缩成为IP数据流,使用IP网络系统进行传送,数据接入指挥中心。一系列的数据交至控制中心之后便进行整合归类,经过运营支撑层和项目控制层的处理得到道路交通状况分析结果,得出降低车辆流速或者分流等措施决议。
6.结语
道路视频监控系统实现了城市乃至整个国家的交通运输安全和经济稳定发展,有效的城市道路视频监控管理系统推动着城市的稳步前进。在充分了解视频监控系统设计原则的基础上,对视频监控的前端接入设备有清晰的认识,明白中心功能设计技术要求和监控系统要做到平台整合设计,才能实现高效全面的设计,实现视频监控系统最优的价值。
参考文献:
[1] 张志强;赵启文.高速公路视频监控系统设计与实现[J].辽宁交通科技,2005,(5):79-81.