智能管理平臺(tái)在能源行業(yè)的應(yīng)用

1、智能管理平臺(tái)在能源行業(yè)的應(yīng)用導(dǎo)讀：天然氣作為高危能源產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)、施工及系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的高標(biāo)準(zhǔn)要求是毋庸置疑的，本次項(xiàng)目將完成調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)軟硬件升級(jí)，這篇文章將從以下幾個(gè)方面來(lái)論述智能管理平臺(tái)在能源行業(yè)的應(yīng)用。    一、項(xiàng)目概況本次項(xiàng)目將完成調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)軟硬件升級(jí)，以及全省38個(gè)站點(diǎn)圍墻監(jiān)控?cái)z像機(jī)改造和新建5個(gè)分輸站、5個(gè)合建站監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)山西省天然氣遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和其它相關(guān)的設(shè)計(jì)文件，并結(jié)合山西天然氣股份有限公司已建成站場(chǎng)的實(shí)際情況，本項(xiàng)目將負(fù)責(zé)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成到驗(yàn)收、售后服務(wù)、培訓(xùn)的全過(guò)程，并對(duì)工程建設(shè)的技術(shù)、質(zhì)量、進(jìn)度

2、、服務(wù)負(fù)全部責(zé)任。實(shí)現(xiàn)一個(gè)性能安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、具備可擴(kuò)展性、兼容性的系統(tǒng)，充分滿足并實(shí)現(xiàn)業(yè)主對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理的需求。二、建設(shè)目標(biāo)根據(jù)用戶要求以及本司近年來(lái)的成功經(jīng)驗(yàn)，為本次項(xiàng)目建設(shè)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案提出以下總體目標(biāo)：建立一套數(shù)模結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，覆蓋山西省全省，總共涉及多個(gè)分輸站，使監(jiān)控值班人員能通過(guò)監(jiān)視器了解監(jiān)控?cái)z像覆蓋區(qū)的情況，同時(shí)通過(guò)錄像裝置，進(jìn)行記錄存檔，為以后分析取證提供可靠依據(jù)。突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，根據(jù)所在分輸站攝像機(jī)拍攝的圖像信息進(jìn)行分析，做出決策，采取相應(yīng)的措施，保證天然氣輸送管理的安全暢通。系統(tǒng)將建設(shè)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)，中心包含電視墻、數(shù)據(jù)

3、存儲(chǔ)、切換控制、編解碼等設(shè)備，集實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能視頻分析與診斷、圖像切換、遠(yuǎn)程指揮于一體。系統(tǒng)將建設(shè)分輸站監(jiān)控，各分輸站部署高標(biāo)清攝像機(jī)，本地高清錄像，本地監(jiān)控保障分輸站安全運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)建成后達(dá)到的功能有以下幾項(xiàng)：（一）全天候、全方位視頻監(jiān)視功能：采用1080P全高清攝像機(jī)，7×24小時(shí)不間斷監(jiān)控，不論在白天還是晚上，均能在省調(diào)控中心清晰地觀察到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像；（二）圖像控制切換功能：授權(quán)用戶在省調(diào)控中心，可分別切換、瀏覽和控制任意一路監(jiān)控圖像；（三）授權(quán)用戶在授權(quán)電腦上，在網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)權(quán)限和級(jí)別，能實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)控點(diǎn)圖像和查詢歷史圖像；（四）圖像記錄和備份功能：圖像資料在分輸站存儲(chǔ)本

4、站所有視頻等信息，同時(shí)在省調(diào)控中心存儲(chǔ)每個(gè)分輸站的視頻等信息，存儲(chǔ)均采用1080P的分辨率，4Mbps的碼流；（五）系統(tǒng)擴(kuò)充、升級(jí)功能：系統(tǒng)為以后擴(kuò)展或與其他系統(tǒng)連接留有相應(yīng)接口，并且中心采用機(jī)架式模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)建只需增加相應(yīng)的板卡即可實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)軟件能提供開發(fā)包，并可及時(shí)升級(jí)，充分滿足今后監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)、擴(kuò)容的發(fā)展需求；（六）系統(tǒng)管理功能：配置智能管理平臺(tái)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一管理，系統(tǒng)穩(wěn)定，功能強(qiáng)大。三、設(shè)計(jì)原則分輸站多、監(jiān)控終端多、傳輸距離遠(yuǎn)、作業(yè)面大是該項(xiàng)目的特點(diǎn)。我司針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)，在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、施工人員配置管理、設(shè)備及材料選型等多方面，均作了認(rèn)真分析，以確保項(xiàng)目如期完成及保障系統(tǒng)整體

5、性能。（一）本設(shè)計(jì)以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合具體情況，用最佳設(shè)計(jì)方案滿足項(xiàng)目需求，以期獲得最高的性能價(jià)格比。（二）本設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性、可靠性、安全性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、系統(tǒng)開放/升級(jí)及擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)操控性等特點(diǎn)。四、設(shè)計(jì)概述綜合考慮天然氣視頻監(jiān)控的整體情況，以及今后的擴(kuò)展性、操作性，系統(tǒng)在架構(gòu)上分為分輸站系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、省調(diào)控中心系統(tǒng)三大系統(tǒng)（一）分輸站監(jiān)控在省內(nèi)所有的天然氣分輸站內(nèi)部署高清攝像機(jī)，對(duì)分輸站的安全情況進(jìn)行晝夜7×24小時(shí)監(jiān)控，特別在夜間光照度不足的情況下，采用的超低照度的高清攝像機(jī)仍可呈現(xiàn)清晰的監(jiān)控畫面，真正做到全天候無(wú)盲點(diǎn)監(jiān)控;對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的改造采用更換標(biāo)清

6、監(jiān)控為高清的方式，對(duì)新建分輸站采用全高清的監(jiān)控方式。在天然氣分輸站內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全高清、30天數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。（二）省調(diào)控中心省調(diào)控中心連接各個(gè)分輸站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并可有選擇的調(diào)用、控制、回放各個(gè)分輸站監(jiān)控分中心道路沿線的視頻資源，了解分輸站安全情況和周圍環(huán)境。省調(diào)控中心同時(shí)接收各個(gè)分輸站的視頻數(shù)據(jù)，在調(diào)控中心本地進(jìn)行二次存儲(chǔ)，視頻存儲(chǔ)30天，更加有效保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)安全。由于帶寬有限，分輸站上傳視頻采用標(biāo)清D1的方式上傳，依據(jù)帶寬條件天然氣分輸站采用高清或者高標(biāo)清混合的方式將信息上傳至省調(diào)控中心，然后在省調(diào)控中心瀏覽和存儲(chǔ)。同時(shí)在省調(diào)控中心部署視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)控診斷所有的視頻信號(hào)。如果有攝

7、像機(jī)信號(hào)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警，提示用戶進(jìn)行維護(hù)更換。部署在調(diào)控中心的無(wú)線終端發(fā)布系統(tǒng)，支持外網(wǎng)3G視頻手機(jī)查看、瀏覽及控制，供省領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)了解掌握各個(gè)分輸站安全狀況及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)報(bào)警事故發(fā)生后，省級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可控制監(jiān)控點(diǎn)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)和鏡頭變焦來(lái)調(diào)整監(jiān)控范圍并調(diào)取相應(yīng)分輸站的視頻錄像文件，對(duì)相關(guān)事故情況進(jìn)行分析和做出決策。五、系統(tǒng)架構(gòu)本系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)架構(gòu)，采用二級(jí)星形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：分輸站監(jiān)控點(diǎn)-省調(diào)控中心，見圖1。    （一）分輸站系統(tǒng)本次項(xiàng)目目前有大約38個(gè)分輸站改造以及5個(gè)新建站和新增5個(gè)合建站，分別分布在山西省內(nèi)的不同地市范圍內(nèi)，分輸站系統(tǒng)改造現(xiàn)有高標(biāo)清混合的方

8、式為全高清方式；新建分輸站為全高清方式。分輸站系統(tǒng)(圖2)分為前端監(jiān)視子系統(tǒng)、分輸站傳輸子系統(tǒng)、分輸站機(jī)房子系統(tǒng)、分輸站供電子系統(tǒng)。    （二）前端監(jiān)視子系統(tǒng)前端采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，所選用的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具有低照度、寬動(dòng)態(tài)、影像降噪處理技術(shù)等特性，能有效解決低照度下圖像不清晰等問(wèn)題(見圖3)。    （三）傳輸系統(tǒng)由于分輸站的位置非常分散，地處山西全省不同的位置，且多在偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過(guò)光纖組網(wǎng)的方式不易實(shí)現(xiàn)，我們采用租用運(yùn)營(yíng)商信道的方式，實(shí)現(xiàn)將各個(gè)分輸站的信息上傳至省調(diào)控中心。由于租用帶寬有限，上傳視頻采用標(biāo)清D1的方式上傳，碼流為1

9、Mbps，當(dāng)省調(diào)控中心需要調(diào)取高清視頻時(shí)，系統(tǒng)可將其他標(biāo)清視頻自動(dòng)停止上傳，為高清視頻上傳留出帶寬，當(dāng)省調(diào)控中心停止瀏覽高清視頻時(shí)，可自動(dòng)恢復(fù)所有視頻標(biāo)清上傳。（四）創(chuàng)新的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)由于租用帶寬有限，分輸站上傳視頻采用標(biāo)清D1、碼流為1Mbps，當(dāng)省調(diào)控中心需要調(diào)取高清視頻時(shí)，系統(tǒng)可將其他標(biāo)清視頻自動(dòng)停止上傳，為高清視頻上傳留出帶寬，當(dāng)省調(diào)控中心停止瀏覽高清視頻時(shí)，可自動(dòng)恢復(fù)所有視頻標(biāo)清上傳。（五）植入高清網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)存儲(chǔ)本項(xiàng)目采用分散式存儲(chǔ)與集中式存儲(chǔ)并存的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，前端在分輸站進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，每個(gè)分輸站的視頻等信息由分輸站高清網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，采用1080P分辨率進(jìn)行

10、高清存儲(chǔ)，已建分輸站工藝區(qū)監(jiān)控和站控室監(jiān)控存儲(chǔ)同樣在高清網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，存儲(chǔ)分辨率為720P，錄像保存30天。同時(shí)分輸站所有視頻以標(biāo)清D1方式上傳省調(diào)控中心，在省調(diào)控中心將天然氣分輸站所有視頻做第二次集中式存儲(chǔ)，視頻存儲(chǔ)采用D1分辨率，當(dāng)省調(diào)控中心調(diào)看高清視頻時(shí)，中心將采用高清視頻進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)30天，雙重存儲(chǔ)以確保安全性。  六、系統(tǒng)特點(diǎn)（一）專業(yè)圖像質(zhì)量：高標(biāo)清混合解碼輸出，系統(tǒng)最大支持1080P分辨率；（二）分布式架構(gòu)、多級(jí)聯(lián)網(wǎng)：服務(wù)器可以擴(kuò)容到無(wú)限級(jí)數(shù)，每個(gè)級(jí)別服務(wù)器的數(shù)量沒(méi)有限制，可在各服務(wù)器間構(gòu)建"多叉樹"拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)和分

11、層管理；（三）網(wǎng)絡(luò)流量分配與控制：支持網(wǎng)絡(luò)組播和單播，平衡網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)負(fù)載；（四）冗余與備份：具有多冗余、互備份的功能，支持單服務(wù)器雙機(jī)備份功能，增加了單服務(wù)器的穩(wěn)定性；（五）"雙碼流"錄像：支持高碼率本地存儲(chǔ)和低碼率遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?quot;雙碼流"技術(shù)；（六）流式錄像回放：采用流式回放技術(shù)，各用戶可以獨(dú)立回放服務(wù)器上的錄像文件，每個(gè)客戶端可以同時(shí)回放16路視頻；（七）用戶權(quán)限分級(jí)管理：基于多級(jí)服務(wù)器架構(gòu)，每級(jí)服務(wù)器負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理本級(jí)用戶，上級(jí)服務(wù)器用戶可以調(diào)看下級(jí)服務(wù)器的音視頻資料，控制下級(jí)服務(wù)器管理的設(shè)備；（八）分布式存儲(chǔ)管理：支持多種存儲(chǔ)方案，提供全網(wǎng)共享的無(wú)

12、限存儲(chǔ)能力和存儲(chǔ)空間，分布式存儲(chǔ)能同時(shí)解決網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)成本問(wèn)題；（九）實(shí)時(shí)報(bào)警：系統(tǒng)提供多種報(bào)警聯(lián)動(dòng)方式，聯(lián)動(dòng)報(bào)警延遲不超過(guò)200毫秒。七、智能管理平臺(tái)納入的新設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)方案最新技術(shù)包括以下幾個(gè)方面：（一）高標(biāo)清互轉(zhuǎn)智能管理平臺(tái)能夠支持對(duì)不同廠家、不同品牌、不同格式、不同協(xié)議的視頻設(shè)備的管理、接入、存儲(chǔ)及控制，同時(shí)支持高清、標(biāo)清視頻統(tǒng)一管理，支持高清視頻通過(guò)高清、標(biāo)清端口輸出，也支持標(biāo)清視頻通過(guò)高清、標(biāo)清端口輸出。（二）視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)可以對(duì)前端傳回的視頻圖像進(jìn)行質(zhì)量分析判斷，能對(duì)視頻故障做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺算法，對(duì)視頻圖像出現(xiàn)的清晰度異常、對(duì)比度異常、PTZ失控、

13、視頻信號(hào)缺失、偏色、噪聲干擾、亮度異常、畫面凍結(jié)、條紋干擾等常見攝像機(jī)故障，做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。系統(tǒng)還可以檢測(cè)視頻信號(hào)的有無(wú)和前端云臺(tái)、快球攝像機(jī)的運(yùn)行情況，能有效地預(yù)防因硬件導(dǎo)致的圖像質(zhì)量問(wèn)題及所帶來(lái)的不必要的損失，并及時(shí)檢測(cè)破壞監(jiān)控設(shè)備的不法行為。（三）無(wú)線終端發(fā)布手機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(3G、4G、WiFi)將社會(huì)和生活場(chǎng)景的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)直播、檢索及分享;手機(jī)視頻直播產(chǎn)品支持現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò)(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)、2G/2.5G網(wǎng)絡(luò)、以及未來(lái)的4G網(wǎng)絡(luò)或者WiFi網(wǎng)絡(luò)，并可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量對(duì)手機(jī)視頻進(jìn)行自適應(yīng)管理；手機(jī)視頻直播系統(tǒng)支持iPhone、Android等智能手機(jī)；移動(dòng)視頻服務(wù)器可根據(jù)手機(jī)視頻直播需要，將傳統(tǒng)視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼為標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，可以與現(xiàn)有的監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行互操作。（四）低帶寬控制支持將多個(gè)攝像機(jī)劃定為一個(gè)帶寬組，并制定最大帶寬等信息，自動(dòng)限定這些攝像機(jī)上傳的數(shù)據(jù)流量;支持設(shè)定帶寬組內(nèi)攝像機(jī)的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)高優(yōu)先級(jí)攝像機(jī)申請(qǐng)視頻時(shí)，自動(dòng)切斷低優(yōu)先級(jí)的攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)高優(yōu)先級(jí)攝像機(jī)釋放帶寬時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)原視頻圖像傳輸。（五）動(dòng)態(tài)