申屠曉東

（中海石油氣電集團有限責(zé)任公司，北京東城 100000)

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電視監(jiān)控作為一種安全手段和新型管理方式，在各個領(lǐng)域中廣泛利用。為滿足當(dāng)前企業(yè)安全管理以及現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，大規(guī)模的石油化工企業(yè)在生產(chǎn)裝置的重要位置以及廠房室外交通要道安裝了電視監(jiān)控攝像機，能夠為企業(yè)實時了解現(xiàn)場設(shè)備運行情況和生產(chǎn)區(qū)域中的安全情況，尤其是對于一些易燃易爆場所及有毒有害場所，無須就地巡檢就能夠?qū)崟r觀察監(jiān)控廠區(qū)的生產(chǎn)，能夠為部分事件的發(fā)生提供重要依據(jù)。減少了巡檢人員的勞動強度，提升了企業(yè)安全生產(chǎn)效率，并能夠為企業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理奠定基礎(chǔ)。

1 LNG接收站闡述

LNG是指液化天然氣，通過脫水、脫硫、去雜質(zhì)以及重?zé)N等，將其冷卻到-160℃，將氣帶變?yōu)橐簯B(tài)。LNG接收站是指用于天然氣儲存之后向外輸送天然氣的重要裝置。LNG是一種高效安全的能源，近年來受到了廣泛重視，在能源供應(yīng)中其所占的比例快速增加，各地LNG接收也紛紛興起。工業(yè)電視系統(tǒng)是企業(yè)安全管理的重要舉措，尤其在石油化工企業(yè)中安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。視頻監(jiān)控技術(shù)由過去百分百模擬系統(tǒng)，到之后部分數(shù)字化系統(tǒng)，再到現(xiàn)在全數(shù)字化系統(tǒng)，經(jīng)歷了這三個階段的發(fā)展變化，相比前兩代來說全數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制，也是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。針對LNG低溫、易燃易爆等特點，本研究以LNG項目作為具體實例，闡述了在LNG生產(chǎn)中全數(shù)字工業(yè)電視電控系統(tǒng)的具體應(yīng)用分析。

2 全數(shù)字化工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計

第一，合理進行監(jiān)控點的布置。需要結(jié)合石油化工企業(yè)工藝生產(chǎn)進行監(jiān)控點的布置，在裝置主要位置需要結(jié)合實際情況設(shè)置防爆和安全監(jiān)控點，從企業(yè)整體安全角度出發(fā)，在廠區(qū)的主要控通道和重要部門設(shè)置普通或戶外電視監(jiān)控點，對于一些較大規(guī)模的企業(yè)，由于企業(yè)廠區(qū)規(guī)模較大，相應(yīng)裝置區(qū)域應(yīng)當(dāng)設(shè)置獨立監(jiān)控室，進而能夠在生產(chǎn)場地中將其作為控制中點，在各個監(jiān)控室按照就近原則設(shè)計區(qū)域監(jiān)測站，并將監(jiān)測站連入到企業(yè)局域網(wǎng)中，以實現(xiàn)對局域中實施信息的共享交換。第二，需要配置合理的設(shè)備，完成企業(yè)數(shù)字工業(yè)電視監(jiān)控點的設(shè)置，結(jié)合廠區(qū)內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)功能需求和監(jiān)控點數(shù)量，做好系統(tǒng)后臺設(shè)備的設(shè)置，在廠區(qū)中多個監(jiān)測區(qū)域有效配置16路數(shù)字硬盤主機，該主機中需要安裝不同的監(jiān)控軟件，能夠構(gòu)建對監(jiān)控點攝像機的管理操作，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)單、多畫面顯示和視頻監(jiān)控等不同的功能。第三，控制方式相對靈活。目前在石油化工廠區(qū)采用模塊化的設(shè)計方式進行電視監(jiān)控系統(tǒng)安裝，多媒體電視、圖像報警、結(jié)構(gòu)靈活控制方式融為一體。比如能夠與擴音對講系統(tǒng)，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，進一步強化系統(tǒng)的功能。第四，監(jiān)控系統(tǒng)軟件權(quán)限的設(shè)置。通過對石油化工企業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)進行軟件權(quán)限設(shè)置，使在局域網(wǎng)中的多個分控電腦能夠用于監(jiān)控局域網(wǎng)前端任意圖像。

3 系統(tǒng)的設(shè)計構(gòu)成和原則

首先在涉及全數(shù)字工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)過程中需要遵循先進性、可靠性以及實用性原則，同時還需要遵循系統(tǒng)的規(guī)范化和靈活拓展性原則。

從系統(tǒng)過程上來看，系統(tǒng)組成方式采用的是MPEG-2圖像壓縮方式，在實現(xiàn)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，能夠盡可能實現(xiàn)數(shù)字圖像網(wǎng)絡(luò)擴展，具有廣泛的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量，在國內(nèi)圖像監(jiān)控系統(tǒng)中這種規(guī)模是比較少見的，也是目前相對先進的工業(yè)電視圖像網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)能夠在數(shù)字圖像網(wǎng)中遠程觀看前端設(shè)備和在OA系統(tǒng)中觀看錄像、前端設(shè)備以及其他的監(jiān)控功能。前端數(shù)據(jù)采集是由網(wǎng)絡(luò)攝像機完成的，前端設(shè)備中包含攝像機共計90臺，其中有70臺為可控云臺攝像機，有10臺為固定式攝像機，此外還包含溫濕度傳感器、燈光控制器、視頻光收發(fā)器以及電源相等。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包含13個節(jié)點，信號箱、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、光收發(fā)器、芯光纖、中心機房、信號箱、圖像編解碼器等。系統(tǒng)終端設(shè)備中包含4臺計算機，其中分別為管理服務(wù)器、辦公樓遠端工作站、網(wǎng)內(nèi)工作站、移動工作站、彩色打印機、在線不間斷電源。該系統(tǒng)最大特點為數(shù)字圖像網(wǎng)絡(luò)，整個系統(tǒng)是由電腦、攝像機等多個設(shè)備構(gòu)成的，各個攝像機經(jīng)過編碼壓縮之后其流量能夠控制在3～4Mbps，控制信號、溫濕度傳感器狀態(tài)、流量相比圖像數(shù)據(jù)來說要較小，但溫濕度傳感器需要進行信號回傳，整個數(shù)據(jù)流是單向大量數(shù)據(jù)信息以及雙向少量狀態(tài)數(shù)據(jù)。由于所有圖像數(shù)據(jù)需要上網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)總流量為270～360Mbps，這對于千兆網(wǎng)絡(luò)來說在數(shù)據(jù)傳輸過程中面臨較大的網(wǎng)絡(luò)壓力，甚至?xí)咕W(wǎng)絡(luò)處于癱瘓狀態(tài)。因此在本系統(tǒng)中可將整個圖像網(wǎng)絡(luò)分為10個不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)。MPEG-2編碼器能夠使圖像數(shù)據(jù)利用組播方式，在某終端進行圖像調(diào)用過程中，如果被終端和所調(diào)用圖像處于同一個vlan中，此時在valn中圖像數(shù)據(jù)會向終端內(nèi)流，如果兩者不處于同一個vlan，則攝像機無法直接向終端vlan流，進而能夠減小碰撞域，可以在不同的位置上實現(xiàn)數(shù)據(jù)流隨機分配并獲得高質(zhì)量圖像?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)光端的光纜和接口將經(jīng)過壓縮后的圖像信號接入到廠房中心機房和48口以太網(wǎng)交換機中，該交換機采用對接方式進行交點接，可將其設(shè)置為clIent狀態(tài)，而另一臺24口交換機在辦公樓內(nèi)安裝，可調(diào)節(jié)設(shè)置為server狀態(tài)，辦公樓的交換機與廠房交換機可通過光纖長距離千兆光收發(fā)器進行連接，辦公樓的交換機另一多模光纖短距離千兆光收發(fā)器能夠與外公樓的OA系統(tǒng)實現(xiàn)有效連接，如果工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)與辦公樓微信通信連接，此時需要將辦公樓交換機設(shè)為clIent，系統(tǒng)的交換機同樣設(shè)置server狀態(tài)且不能隨意改變。

從存儲系統(tǒng)上來看，該系統(tǒng)的圖像信息會由NVR進行儲存，結(jié)合圖像儲存的相關(guān)策略，能夠?qū)崿F(xiàn)所有攝像機信息集中化儲存。該系統(tǒng)包含高清攝像機，將其壓縮格式為H.264，其分辨率為1 920×1 080，各個攝像機全是25fps，所需要的視頻流量為5Mbps。表1為廠區(qū)中CCTV系統(tǒng)的儲存流量規(guī)劃設(shè)計表。

表1 儲存流量規(guī)劃設(shè)計表

在一個月期間所需要的儲存空間為92TB，該系統(tǒng)采用2TB的階級硬盤，該硬盤機構(gòu)格式化之后的容量達到1.85TB，因此根據(jù)該數(shù)據(jù)可以換算最終需要50塊2TB的硬盤。管理員需要適當(dāng)調(diào)整錄像分辨率以減少硬盤和系統(tǒng)的儲存負荷壓力，針對不同應(yīng)用選擇錄像功能，包括實時、定時錄像等相關(guān)策略。

除此之外，該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)儲存策略組合，能夠為用戶提供動態(tài)偵測錄像、報警錄像、日程錄像等多種儲存策略，針對同一設(shè)備使用不同的儲存策略實現(xiàn)有效組合。在報警處理方面利用門禁系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)實現(xiàn)自動化報警。根據(jù)每次報警事件設(shè)置相應(yīng)的等級，能夠提供精確的報警事件聯(lián)動機制，建設(shè)多種報警聯(lián)動，彈出電子地圖、視頻畫面、圖標(biāo)閃爍，針對一個事件采用多個聯(lián)動的策略。

4 結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前LNG接收站工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)采用了先進的視頻監(jiān)控器技術(shù)，由前端設(shè)備到傳輸網(wǎng)絡(luò)到儲存管理平臺等采用的是全IP數(shù)字化手段，能夠利用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備進行有效儲存，進而能夠?qū)崿F(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的有效整合，將該系統(tǒng)運用于ING接收站中，能夠為其實現(xiàn)安全生產(chǎn)提供幫助。