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1、工业视频监控技术的应用与发展范庆辉（中国矿业大学化工学院 江苏徐州221000）摘要: 在工业生产现场，通过在各个关键点安装摄像头，视频监控系统就能够快速、实时的以数据和图像的形式反应这些参数。控制人员通过对这些数据和图像的分析，能够直接快速的了解和掌握现场中各个设备的运行状况，对突然发生的故障和事故能在最短的事件作出反应，并制定出切实可行又高效的应急措施。当今这个时代是信息化、数字化的时代了，随着社会的进步和科技的发展，视频监控也经历着从模拟化向数字化、网络化、智能化的革命。关键词：视频监控； 工业生产； 网络化； 数字化； 智能化等Application and development o
2、f industrial video surveillance technologyFanqinghui(The school of chemistry in CUMT JiangsuXuzhou 221000)In the industrial production site, with the installation of cameras in the key points , the video surveillance system will be able to reflect all kinds of equipment parameters in the form of dat
3、a and images quickly by real-time.Through the analysis of these data and image,the ground controlman can understand and master the operating conditions of the various equipment directly and quickly ,and take effective practical and efficient measures to tackle with the sudden failures and accidents
4、in the shortest possible time。Nowadays，we are in a era of informationization and digitization，With the rapid progress of our socie and development of technology in the industry，the video surveillance system is experiencing the revolution from analog to digital, networking, and intelligence.Abstract:
5、 video monitoring; Industrial production; Networking Automation; Digital, Intelligent etc进入21世纪以来，工业的安全生产越来越受到社会各界人士的关注。每一次重大安全事故例如化工厂某容器的泄漏从而发生爆炸导致附近的河流被污染、某个煤矿由于操作不当或者设备老化的原因致使井下瓦斯含量超标都会牵动这人们的神经，政府也出来了各种文件和政策来努力改观这一现象。要提高工业生产的安全性，那么安防产品不得不用，使用安防产品，那么视频监控系统不可避免的进入工业的生产线。提到视频监控，相信生活在21世界的各行各业的人对这个词都
6、不会陌生，现在的企业例如学校、工厂等都引入了视频监控系统，事实证明，视频监控系统在提高我们周围环境的安全方面发挥了极其重要的作用。随着社会的发展和科技的进步，社会上的各行各业要真正做到安全生产对视频监控系统的依赖性越来越强，视频监控系统由于其易用性、稳健性等优点已成为安防产品的第一首选。在工业化的现场，对各个设备的运行状态参数的检测是分析故障发生可能原因和可能部位的主要依据，而视频监控系统能够快速、实时的以数据和图像的形式反应这些参数。控制人员通过对这些数据和图像的分析，能够直接快速的了解和掌握现场中各个设备的运行状况，对突然发生的故障和事故能在最短的事件作出反应，并制定出切实可行又高效的应急
7、措施。同时视频监控系统能够减少工业生产中的人力物力的投入，在保证工业的安全生产条件下提高生产效率。事实上，现代化的工业生产也离不开视频监控系统了。下面以几个例子来说明工业视频监控技术的应用：1 在水利行业领域的应用随着社会的发展，水利行业在现代人们生活中重要性越来越凸显出来。其实，不仅是人们的日常生活，可以说，社会上存在的哪一行都离不开水利水电这个行业，在人类文明高度发达的今天，设想一下，没有水，没有电，整个世界都会黯然失色。因此，水利行业的正常运转对整个社会无论是经济、科技的发展方面都有至关重要的作用。传统的水利行业由于物力人力投入较大，同时管理机制运行的效率不高，致使水利水电行业的信息化、
8、自动化 、智能化、现代化的方向上发展较慢。近些年来，随着视频监控系统的采用，在很大程度上改观了这一现象。视频监控系统在水利行业的运用主要体现在以下几个方面：（1）抗洪救灾方面。我国的水资源比较丰富，长江黄河流域的繁荣在很大程度上取决于两位母亲河的无私奉献。但是它们也经常有生气的时候，1931年、1954年1998都有特大洪水灾难发生。很长一段时间以来，由于我国在洪水的防范、堤坝的安全检测技术水平较低，主要采用以人力为主要监控方式，工作人员的工作条件恶劣，工作时间厂，工作任务有非常艰巨，效率又不高，而且在洪水真正到来之时对其原因的分析以及应对方案的采取不够及时，即使做出来应急性比较差。然而，通过
9、安置视频监控系统，在大型水库、河流关键部位安置摄像头，可以对堤坝的水位进行实时监控，传输出来的图像通过专业人士进行科学分析，可以预测或者对正在发生的洪流提出应对措施，进一步提高防汛、抗洪的效率，保障人民的财产安全。（2）对河流渠水质的分析，从而提高工厂、人民群众对水的利用率。我国水资源虽然丰富，但是近些年来随着污染范围的进一步扩大，很多地方的水质都受到不同程度的污染。长期以来，水文工作人员或者科学家依靠手、眼睛来对水质进行分析，工作量大，测报水的精度和分析结果不够准确。建立水文站视频监控系统，利用所拍摄的图像进行分析处理，利用计算机可以对水质进行科学计算，不但在很大程度上提高了精度，也节省了很
10、多物力人力与财力。（3）水利水电工程的建设与管理。堤坝、沟渠等民生水道的建设也在很大程度上依赖于视频监控系统才能发挥良好的作用。在工程现场的重要地点安装摄像头，值班人员能够实时的看到工程现场的整个状况，对进入现场的陌生人员进行比对、跟踪和报警等。还可以监测水面状况，是否有废弃物等污染水质的有害物质，可以及时进行清理。各层摄像头 各层摄像头摄像头 视频光视频线视频线视频线视频线 视频光视频服务器视频服务器前端监视层电视监控系统 前端监视层电视监控系统 大坝水利局网络监控系统总控制平台大坝水利局局域网总控制式电视墙图2某水利局视频监控运行原理图序号名称型号产地数量1多媒体管理主机研华P 600台湾
11、1台2视频切换器16对1国产1台3视频光端机英国6对4控制光端机英国1对5摄像机日本16只6自动光圈定焦镜头日本9只7待添加的隐藏文字内容2自动光圈变焦镜头6倍2可变日本3只8室外防护罩国产8只9室外支架国产8只10室内防护罩国产4只11室内支架国产4只12摄像机电源国产12只13室内全方位云台V3939国产2只14室外一体化全方位云台V3937国产8只15解码器国产10只16电磁兼容型工业监视器PHILIPS21国产1台17稳压电源国产1只18控制站附件国产1项19屏柜国产一面20视频电缆SYV-75-3-1国产1000m21四芯屏蔽线SVVP国产2000m22四芯多模铠装光纤国产800m表
12、1 某水利局视频监控系统设备配置表2 在化工厂的应用化工行业由于其高危性其安全性问题一直备受社会和政府的关注，由于其涉及到的大多是一些换热器、反应釜、塔等设备，主要处理一些易燃、易爆的气体、液体及少数种类的粉尘，在换热器、反应釜、塔等设备中进行反应时，这些设备由于材料老化、操作不当等原因容易发生泄漏。这些易燃、易爆的气体、液体及少数种类的粉尘与空气混合后，达到它们爆炸浓度的范围极易发生事故，这样它周围的场所也会受到影响，若是在周围都是一些易燃物就容易发生火灾。近年来，化工厂经常由于物质泄漏发生重大安全事故的新闻报道，造成了人员伤亡及巨大的经济损失，同时也产生恶劣的社会影响，随着经济的发展，传统
13、的粗糙管理模式也不再使用，陈旧的安全观念也被抛弃，社会在追求GDP，经济总量高速增长的同时，也对企业尤其是煤化工、石油等高危行业的安全生产越来越重视。基于上述情况的存在，企业的发展也对自己提出了要求，迫切需要一种手段来增强化工厂各种设备运行安全系数，完善管理机制，在最大程度上降低各种潜在事故的发生和潜在隐患出现的概率。工业生产尤其是现代化的工业生产，对设备运行的稳定、高效、安全三个方面的要求程度越来越高。视频监控系统可以对换热器、反应釜、塔等设备的运行情况进行监视，并能以数据和图像的形式进行存储，必要时打印出来，对存在故障的设备进行分析和监测，利于控制人员提出切实可行的解决方案。事实上，在化工
14、厂的实际运行过程中，在每个设备的关键部位都应该设置摄像头，例如防爆盖。各个设备的具体运行情况以图像形式打在监视墙上，同时，各个业务部门之间通过视频监控系统方便进行调度和应急事件的处置协调。一旦发生安全事故，能够在最短的时间找出故障部位，通过对数据和图像的分析和研究找出事故原因，从而制定出应急方案，各个部门也能在最短的时间各就各位，将事故发生的影响范围缩到最小。此外，一个良好的视频监控系统也方便于厂方领导与下级部门负责人之间开展视频会议，视频会议不同于传统的办公室会议，视频会议不受时间、空间的限制，基本上可以随时随地开展，这样厂方领导可以及时了解厂内的状况，易于现场指挥或调度，下级各部门负责人也
15、可以随时随地向领导汇报厂内各大设备可能存在的问题或隐患，提前做好准备。在化工厂中一般采用闭路电视监控系统。闭路电视监控系统亦称为CCTV（close circuit television）。它包括摄像部分传输部分控制部分显示与记录序号项目内容备注1CPU2.8GHz2内存1G3硬盘容量160G2（可扩充，最多可装8块）4处理能力同时支持30路2Mbps视音频码流的录像和30路2Mbps视音频码流的点播每个码流支持64kbps4Mbps的带宽5录像格式MPEG-4编码6视频分辨率最高可达4CIF(720576)7录像控制定时启停、告警触发启停、手动启停8录像方式单码流、双码流、抽帧9抽帧方式12
16、5帧/秒，可调10录像文件大小7201920M/小时/路(4CIF、25帧/秒)164384 M/小时/路(4CIF、5帧/秒)150240 M/小时/路(CIF、25帧/秒)3048 M/小时/路(CIF、5帧/秒)11文件处理多个录像文件转储合并12文件播放专用播放软件支持Mediaplayer或其他通用播放软件播放支持转发到视频解码器输出到监视器客户端通过Web浏览器直接点播录像13硬盘空间管理多种覆盖方式：同一编码点覆盖、循环覆盖等。硬盘容量自动检测，并产生告警文件14录像回放检索可根据时间、告警、录像方式、别名等参数检索15录像回放功能慢放、快放、中途拖拉等16抓图功能抓图图像分辨率
17、最高可达72057617安装方式机架式表2 闭路监控系统的配置要求3 在煤矿中的的应用化石燃料作为我国的主要能源，一直是推动我国经济发展的主要原动力。而在化石燃料中，煤炭又是作为主体，我国的电力、水利等很多行业依托于煤来作为主要动力。然而，我国的煤炭开采效率一直比较低，浪费严重，且由于地质构造的复杂性等原因主要是人工开采，生产效率非常低，同时管理运行机制比较差，近些年来，经常会有某某地某某煤矿由于井下瓦斯含量超标、地下渗水等原因而发生爆炸，严重威胁了人们的生产安全，同时对社会产生的影响也很恶劣。事实上，我国煤炭开采中的安全生产问题一直很突出，问题产生的原因也是多方面的，解决这些问题将是一项极其
18、艰巨的工作。在应对煤矿开采安全生产措施上，视频监控系统提供了一项行之有效、高效稳健的解决方案。以矿井风机房为例，风机房由于其特殊性，应避免外来人员的蓄意破坏影响其正常工作。风机的运行状态除了通过具体运行参数进行反映以外，要是能通过其直观的具体形态来分辨出运行障碍和故障必将更好为矿井通风流程进行服务。在风机房各处关键点安装摄像头，通过电视墙不仅能直接反映出风机房设备的运行状况，及早发现故障可能发生的部位，防患于未然，也能为及时事故真的发生提供第一手最初的图像资料，对分析事故原因和提出切实可行的应急方案有极大的帮助和促进作用。基于此，视频监控系统已俨然成为现代化的煤矿开采安全生产的重要组成部分。再
19、以矿井下的水泵房为例，由于水位的频繁变动，水泵电机需要根据这些变化进行不停的启动开启，同时井下环境恶劣、噪声很大，温度有相当的高，传统的采用人力进行监控和操作容易对人生安全产生较大的威胁，同时井上的操作人员对井下的具体情况了解不够及时，即使井下发生事故可能需要一定时间才能传达至井上能够，这无疑造成了事故发生后人员解救的难度变大，制取应急方案的时间也不够及时，从而可能造成更大的事故发生。采用数字化的视频监控系统，在井下的水泵房安装智能化的摄像头，通过光纤将图像传至井上控制室，这样既可以实时的检测出水位的变化，还能根据水位的变化及时向水泵电机发出指令如有过载、温度过高、振动超标等现象立即停止电机。
20、这在减少人力财力物力的支出同时，也大大改观了人工监测的效率。如果有突发事件发生，监控人员可以通过摄像头对现场进行全方位监控，继而了解事件发生的状况或者指导现场的操作。此外，利用局域网或者互联网，操作人员可以对外界发出报警或警告，让相关组织了解到现场所发生的突击事件，从而及时制定切实可行又高效的措施，来避免严重事故的发生，作为管理人员，基于互联网可以不受到地域性的限制，只要使用计算机就可以调出各个监控点的监控录像，从而掌握更详细的信息，这样极大的提高了管理水平，可以实现自动化，应变突发情况的能力也大大提高。通过光纤传输，风机房的实际情况还可以传到县里、市里等监控中心，相关组织可以对所检测煤矿生产
21、状况作出评价，发生事故可以掌握第一手资料，避免信息的遗漏或者煤矿的蓄意隐瞒等状况，这对提高煤矿安全生产程度有极大的促进作用。必要时，监控录像可以进行存储或打印，当管理人员或相关组织需要了解某一天的具体工作情况，可以及时调出来。实际上，视频监控系统运用的范围远远不止于文章中所提到的三种，视频监控系统以其高度的自动化控制水平备受到各行各业的青睐，从诞生以来，就持续高温，俨然成为世界各个行业安全生产及控制中必不可少的配置系统之一。从以上三个例子中可以看出，视频监控主要运用在行业中各个设备的运行、控制室电气设备等的监测，保证其处于持续、稳健的正常工作状态，继而预防、监测故障的发生，一旦发生事故又可以在
22、最短的找出事故部位和发生原因，对症下药，提出解决方案。4 视频监控行业技术发展趋势4.1 数字化 21世纪的今天，社会的各行各业都充斥着数字化。众所周知，我们所处的时代是信息化的时代，数字化也就主要指信息的数字化。对视频监控系统来说，20世纪70、80年代，相机基本上都是胶卷相机，其存储量的有限性和胶卷的兼容性严重制约着视频监控系统的发展。安防产品的监测对象的范围和幅度比较小，对数据的分析不够准确，对场景比较恶劣的化工厂煤矿例如低温、潮湿、强磁等的监测比较困难。随着数字化相机的出现，它改变了传统胶卷相机的成像技术结构，信息采集方式与数据处理方式发生了根本性的变化，这也带动了安防产品的数字化进程
23、。近些年来，传统的磁带录像机由于存储的局限被网络化的录像机取代，网络摄像机功能的集成使得视频监控系统的发展进入了一个全新的时代。图4 CCTV 系统架构 (DVM全数字化)4.2 网络化 当今社会是信息的时代，更是网络的时代。所谓网络化主要是值利用现代通信技术将分布在不同地点的计算机网络终端联系起来，采用通用化的网络协议使不同终端之间进行通讯，从而各个终端可以共享数据资源和网络软件等。视频监控系统到了网络化这一步，运用无线通信、计算机网络、高效、稳健的数据处理、存储技术辅以各种智能化的设备来实现监控系统的互联。以网络摄像机为例，相比于传统的硬盘录像机，它在物理位置上不受任何约束，不像硬盘录像机
24、需要摆放在固定地点，可以在虚拟化的网络任意位置进行部署。图5 IP摄像机报警系统结构图4.3 智能化 提到智能化，当今社会，除开视频监控系统不说，各行各业都在追求智能化来实现自动控制，提高生产、管理效率。所谓智能化，实际上是采用现代的通信技术结合计算机网络技术而生成的一个智能应用的集合。在视频监控系统中，尤其是现在数字化的视频监控系统中，监测对象的范围和幅度越来越广，对监测性能的要求也越来越高，产生的数据与图像的分析也趋于采用智能的分析技术，从而能够分析出监测对象可能发生的故障和潜在的隐患。实际上，智能，化的视频监控系统对社会安防的发展促进作用非常大，可以说智能化的视频监控系统的出现使得银行、
25、医院、学校的安全性较之以前会有根本性的变化。智能化的视频监控系统更加适应例如低温、潮湿、强磁恶劣的场景，而这些场景下的化工厂、煤矿等的安全系数一直比较低，发生事故的概率也远远大于其他行业，可以设想，有了智能化的视频监控系统，对这些高危性行业的异常事件的分析会更加全面和透彻。智能化俨然成为视频监控系统发展的一个主流方向。参考文献1 孙立峰，卜仁斌. 工业电视监控系统研究及其在矿井中的应用J. 中国高新技术企业.2011（4）：130-1322 罗世伟等. 视频监控系统原理及维护M北京：电子工业出版社.20073 文斌. 小水电工业电视监控系统的应用现状与发展J. 小水电.2006（6）：41-4
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