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摘 要 随着工业自动化水平的提高，南屯电厂结合现场实际开发出了符合自身状况的流媒体图像异动报警系统。该系统整合两大系列、三类摄像技术，建立起公司统一的流媒体共享平台，有效化解安全生产、治安防卫、环保监测、质量技术监督等异构图像系统“信息孤岛”问题，大力增强了南屯电厂安全生产预控、治安防范管理水平。
关键词 信息孤岛；叠加技术；云技术
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0108-01
1 系统应用现状
随着工业视频监控系统的发展和设备价格的降低，视频监控越来越多的应用的到安全生产监控中，对一些需要连续不间断监视的设备、需要保存视频图像档案的场所、环境恶劣的生产场所、边远偏僻的场所，工业视频监控起到越来越大的作用。但是由于监控点的增多，会带来新的问题：需要监控电视机的增多、需要有责任心的监控人员、大量监控画面无法及时和快速的监控和发现问题。以南屯矿电厂为例，电厂有安全监控、生产监控、环保监控等60多路视频监控信号，有生产监控硬盘录像机16路和安防监控6路视频画面，需要门卫和值长台两处多人进行监控，平时就靠人力“专盯图像”无法及时发现各种异常与隐患，视频监控往往成了事故分析用的录像回放，没有起到预防提示的作用，所以结合南屯矿电厂实际研发出了一套工业视频监控系统。系统主要特点如下。
1）该系统实现了对监测区域内物体异动、烟雾火焰的检测并分类预警反馈；采用数据嵌入技术，将生产现场DCS实时数据叠加到视频流中，实现了多维监控；采用异构流媒体图像处理和压缩技术，整合两大系列、三类摄像技术，建立起公司统一的流媒体共享平台，有效化解安全生产、治安防卫、环保监测、质量技术监督等异构图像系统“信息孤岛”问题。
2）實现了视频设备统一集中管理与运行报警，包括参数配置、视频图像丢失、网络中断、存储出错等运行预警管理。
2 系统技术原理
2.1 系统组成
南屯矿电厂原有不同时期、不同厂家、不同类型的工业摄像头60台，16路硬盘录像机两台和安防视频系统一套，设备类型繁杂、型号规格不统一，再加上岗点多，设备面积广，多类视频监控混用和模拟信号和网络数字摄像机混用，系统分散在4个地方。通过将模拟信号的摄像机加装网络转换卡将所有摄像机、硬盘录像机和网络摄像机统一经工业以太网接入公司视频监控服务器。目前该系统硬件设施主要有现场视频监控摄像头、机房的视频服务器、交换机，门卫室的用户电脑一台，主控室的用户电脑一台、16路硬盘录像机、VGA矩阵器、5台视频解码器、4台电视、一台投影仪。
1）机房的HP视频服务器是这个系统的核心部分。服务器上装有流媒体图像异动预警平台，主要功能有：视频设备添加和删除、镜头分组管理、视频通道设置；应用服务器的设置和网管：中心服务器、代理服务器（添加后所有软件自动检测运行）、转发服务器、存储服务器、矩阵服务（用于主控室电视画面轮巡用）、流媒体服务器；报警管理；用户管理；系统管理等。
2）门卫室用户电脑一台，主要用于安防系统几个电厂大门口、仓库门口、厂办公楼门厅、厂边角地带的6路画面的监测。白天主要监测人员的流动有无可疑事件的发生；晚上主要监测是否有人员走动和有无可疑事件的发生。根据需要这6路画面只在天黑到次日天亮报警，因季节原因，报警时间随时调整。
3）主控室用户电脑一台，用于电厂所有视频画面的监测和前台5个大屏的控制。可自定义报警，设定报警时间、报警类型和报警区域。报警类型有人员进出报警区域报警、烟雾明火报警、重要设备运行参数超上下限报警。报警区域可以是点线面或点线面的自由组合，只要在这个区域出现异动，流媒体报警异动客户端瞬间弹出报警的画面，且有声音提示哪有报警，此种报警方式替代了人员专盯，大大提高了及时性、准确性，使人员及时做出准确判断处理问题故障。电厂建立《南屯矿电厂图像异动报警系统管理制度》，如有报警提示，运行班长应立即查看报警画面，对报警的图像进行分析处理。经查看分析后，如图像属于正常报警没有异常情况，对所报警画面消缺；如图像属于异动报警，出现设备或人员受到危害等，立即通知值长，由值长按照相关章程进行处理。
2.2 系统原理
综合运用图像异动算法技术、视联云技术、实时数据与图像叠加技术、PSIM仿真预警预案技术为一体。比较容易的实现了在现有设备基础上通过增加分析预警模块的方式就达到异动预警的功能，提高了利用率，同时又降低系统升级费用。本项目采用SOAP技术架构体系、模块化设计，利用手动圈画异动监控区域技术取代传统的矩形遮挡技术，使异动预警的准确性、可靠性、易用性大大提高。全面建立了自动、手动布撤防，分类预警反馈、自动弹出画面及报警区域的电子地图显示等综合应用功能；生产实时运行参数与视频图像的嵌入叠加技术，实现立体多维监视生产现场；主要技术创新点有以下几方面。
1）视联云技术是“智慧视频”与“云计算”技术的融合体。云内采用网格计算、并行计算、效用计算、负载均衡，其运算能力可比肩超级计算机。截止2012年底累计报警10961次，仅有9次误报，准确率大于99.9%。
2）图像异动技术：图像异动可在海量的视频数据中快速搜索到想要找的图像，将操作人员从繁杂而枯燥的“盯屏幕”任务解脱出来。通过独有的算法，把每帧的色彩转与时间编码序号为数字特征信息；最后通过指定的情境信息库，将库内情境规则与数字特征信息进行比对、匹配则传送信息至相关服务。主要内容有：物体异动监测：检测物体是否移动或脱落。行为分析：针对监测区域内是是否有物体闯入、物体遗弃、物体挪动、出现火焰和烟雾的检测。报警联动应用：针对物体异动检测、行为分析等报警行为的联动应用，包括图像弹出、同步录像、语音报警、短信提醒、视频联动、大屏幕切换显示报警等联动视频。统一时钟校时技术：针对已接入系统的设备的时钟自动校时。系统自身运行状态检测：针对系统本身的软、硬件设备运行状态进行实时检测并报警。
3）智能流媒体技术：具有连续性、实时性、时序性。项目采用智能流媒体技术研发出“统一视频流媒体中间件”模块，完成了南屯电厂现有摄像头品牌（大华、海康）DVR/DVS/IPC三种类型视频流的综合处理计算，实现了统一流转、统一存储、统一共享。
3 系统效益分析
本系统在降低监控人员劳动强度的同时提升了预警及时性，避免人员专盯错失故障最佳处理时机，提高预控能力，在工业现场发现设备隐患更加及时，能有效的降低损失、避免或减少人员伤亡，充分发挥视频监控直观的特点，大大提高了视频监控系统的应用价值。
参考文献
[1]满宪金.浅析智能视频监控中的人体检测与识别[J].煤炭技术，2012（09）.
[3]肖沁雨.智能视频监控关键技术分析[J].制造业自动化，2012（12）.
关键词 信息孤岛；叠加技术；云技术
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0108-01
1 系统应用现状
随着工业视频监控系统的发展和设备价格的降低，视频监控越来越多的应用的到安全生产监控中，对一些需要连续不间断监视的设备、需要保存视频图像档案的场所、环境恶劣的生产场所、边远偏僻的场所，工业视频监控起到越来越大的作用。但是由于监控点的增多，会带来新的问题：需要监控电视机的增多、需要有责任心的监控人员、大量监控画面无法及时和快速的监控和发现问题。以南屯矿电厂为例，电厂有安全监控、生产监控、环保监控等60多路视频监控信号，有生产监控硬盘录像机16路和安防监控6路视频画面，需要门卫和值长台两处多人进行监控，平时就靠人力“专盯图像”无法及时发现各种异常与隐患，视频监控往往成了事故分析用的录像回放，没有起到预防提示的作用，所以结合南屯矿电厂实际研发出了一套工业视频监控系统。系统主要特点如下。
1）该系统实现了对监测区域内物体异动、烟雾火焰的检测并分类预警反馈；采用数据嵌入技术，将生产现场DCS实时数据叠加到视频流中，实现了多维监控；采用异构流媒体图像处理和压缩技术，整合两大系列、三类摄像技术，建立起公司统一的流媒体共享平台，有效化解安全生产、治安防卫、环保监测、质量技术监督等异构图像系统“信息孤岛”问题。
2）實现了视频设备统一集中管理与运行报警，包括参数配置、视频图像丢失、网络中断、存储出错等运行预警管理。
2 系统技术原理
2.1 系统组成
南屯矿电厂原有不同时期、不同厂家、不同类型的工业摄像头60台，16路硬盘录像机两台和安防视频系统一套，设备类型繁杂、型号规格不统一，再加上岗点多，设备面积广，多类视频监控混用和模拟信号和网络数字摄像机混用，系统分散在4个地方。通过将模拟信号的摄像机加装网络转换卡将所有摄像机、硬盘录像机和网络摄像机统一经工业以太网接入公司视频监控服务器。目前该系统硬件设施主要有现场视频监控摄像头、机房的视频服务器、交换机，门卫室的用户电脑一台，主控室的用户电脑一台、16路硬盘录像机、VGA矩阵器、5台视频解码器、4台电视、一台投影仪。
1）机房的HP视频服务器是这个系统的核心部分。服务器上装有流媒体图像异动预警平台，主要功能有：视频设备添加和删除、镜头分组管理、视频通道设置；应用服务器的设置和网管：中心服务器、代理服务器（添加后所有软件自动检测运行）、转发服务器、存储服务器、矩阵服务（用于主控室电视画面轮巡用）、流媒体服务器；报警管理；用户管理；系统管理等。
2）门卫室用户电脑一台，主要用于安防系统几个电厂大门口、仓库门口、厂办公楼门厅、厂边角地带的6路画面的监测。白天主要监测人员的流动有无可疑事件的发生；晚上主要监测是否有人员走动和有无可疑事件的发生。根据需要这6路画面只在天黑到次日天亮报警，因季节原因，报警时间随时调整。
3）主控室用户电脑一台，用于电厂所有视频画面的监测和前台5个大屏的控制。可自定义报警，设定报警时间、报警类型和报警区域。报警类型有人员进出报警区域报警、烟雾明火报警、重要设备运行参数超上下限报警。报警区域可以是点线面或点线面的自由组合，只要在这个区域出现异动，流媒体报警异动客户端瞬间弹出报警的画面，且有声音提示哪有报警，此种报警方式替代了人员专盯，大大提高了及时性、准确性，使人员及时做出准确判断处理问题故障。电厂建立《南屯矿电厂图像异动报警系统管理制度》，如有报警提示，运行班长应立即查看报警画面，对报警的图像进行分析处理。经查看分析后，如图像属于正常报警没有异常情况，对所报警画面消缺；如图像属于异动报警，出现设备或人员受到危害等，立即通知值长，由值长按照相关章程进行处理。
2.2 系统原理
综合运用图像异动算法技术、视联云技术、实时数据与图像叠加技术、PSIM仿真预警预案技术为一体。比较容易的实现了在现有设备基础上通过增加分析预警模块的方式就达到异动预警的功能，提高了利用率，同时又降低系统升级费用。本项目采用SOAP技术架构体系、模块化设计，利用手动圈画异动监控区域技术取代传统的矩形遮挡技术，使异动预警的准确性、可靠性、易用性大大提高。全面建立了自动、手动布撤防，分类预警反馈、自动弹出画面及报警区域的电子地图显示等综合应用功能；生产实时运行参数与视频图像的嵌入叠加技术，实现立体多维监视生产现场；主要技术创新点有以下几方面。
1）视联云技术是“智慧视频”与“云计算”技术的融合体。云内采用网格计算、并行计算、效用计算、负载均衡，其运算能力可比肩超级计算机。截止2012年底累计报警10961次，仅有9次误报，准确率大于99.9%。
2）图像异动技术：图像异动可在海量的视频数据中快速搜索到想要找的图像，将操作人员从繁杂而枯燥的“盯屏幕”任务解脱出来。通过独有的算法，把每帧的色彩转与时间编码序号为数字特征信息；最后通过指定的情境信息库，将库内情境规则与数字特征信息进行比对、匹配则传送信息至相关服务。主要内容有：物体异动监测：检测物体是否移动或脱落。行为分析：针对监测区域内是是否有物体闯入、物体遗弃、物体挪动、出现火焰和烟雾的检测。报警联动应用：针对物体异动检测、行为分析等报警行为的联动应用，包括图像弹出、同步录像、语音报警、短信提醒、视频联动、大屏幕切换显示报警等联动视频。统一时钟校时技术：针对已接入系统的设备的时钟自动校时。系统自身运行状态检测：针对系统本身的软、硬件设备运行状态进行实时检测并报警。
3）智能流媒体技术：具有连续性、实时性、时序性。项目采用智能流媒体技术研发出“统一视频流媒体中间件”模块，完成了南屯电厂现有摄像头品牌（大华、海康）DVR/DVS/IPC三种类型视频流的综合处理计算，实现了统一流转、统一存储、统一共享。
3 系统效益分析
本系统在降低监控人员劳动强度的同时提升了预警及时性，避免人员专盯错失故障最佳处理时机，提高预控能力，在工业现场发现设备隐患更加及时，能有效的降低损失、避免或减少人员伤亡，充分发挥视频监控直观的特点，大大提高了视频监控系统的应用价值。
参考文献
[1]满宪金.浅析智能视频监控中的人体检测与识别[J].煤炭技术，2012（09）.
[3]肖沁雨.智能视频监控关键技术分析[J].制造业自动化，2012（12）.