石油化工企業(yè)視頻監(jiān)控方案設(shè)計及新技術(shù)應(yīng)用

1、石油化工企業(yè)視頻監(jiān)控方案設(shè)計及新技術(shù)應(yīng)用一、項目背景高清高清就是監(jiān)控畫面需要有更廣闊的視野、更清晰的細(xì)節(jié)，從D1分辨率的40萬像素到720P的100萬像素，再到1080P的200萬像素、300萬像素、500萬像素監(jiān)控畫面的高清使得圖像攜帶的信息量更大，傳統(tǒng)的模擬信號傳送系統(tǒng)無法承載如此之大的信息量，這就必然要求采集前端、承載、處理、存儲等整個系統(tǒng)都需要數(shù)字化。技術(shù)IT化最初的視頻監(jiān)控就是一套閉路電視系統(tǒng)，但是隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的不斷發(fā)展，IT技術(shù)越來越多地滲透到視頻監(jiān)控領(lǐng)域中來，視頻采集和呈現(xiàn)環(huán)節(jié)中的數(shù)字編解碼技術(shù)，傳送環(huán)節(jié)中的網(wǎng)絡(luò)接入與承載技術(shù)，視頻存儲環(huán)節(jié)中的IP存儲、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，以及管理

2、控制環(huán)節(jié)中的多媒體通信調(diào)度技術(shù)等等，發(fā)展至今，一套完整的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為一套多媒體通信系統(tǒng)。不僅是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各個技術(shù)部件逐漸IT化，視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)與應(yīng)用也越發(fā)向IT服務(wù)靠攏安防聯(lián)動、智能識別、智能分析等，視頻監(jiān)控越發(fā)像一種基礎(chǔ)IT服務(wù)，除安保部門和安防應(yīng)用外，也能提供給不同的部門和應(yīng)用系統(tǒng)來調(diào)用。隨著技術(shù)部件的IT化和業(yè)務(wù)應(yīng)用的IT化，隨之而來的就是建設(shè)模式的IT化。過去，視頻監(jiān)控僅僅用于安防系統(tǒng)，基于傳統(tǒng)模擬閉路電視系統(tǒng)的視頻監(jiān)控單純地由安保部門來建設(shè)和維護(hù)?，F(xiàn)在，隨著IT化程度越來越深，信息部門在其中參與意見，系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)管理的程度也越來越深，整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)管理

3、模式逐漸形成IT化趨勢。二、需求分析石油化工企業(yè)生產(chǎn)包括原材料開采、生產(chǎn)加工、物流、銷售等多個環(huán)節(jié)。石油化工企業(yè)就包括油田、管道罐儲、煉化、加油加氣站點等環(huán)節(jié)，分別適用于園區(qū)監(jiān)控解決方案和廣域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控解決方案。隨著高清監(jiān)控系統(tǒng)的普及，也給監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)和使用帶來了一系列的挑戰(zhàn)與困擾。 隨著前端清晰度的提升，前端碼流帶寬也飛速增加，在前端點位數(shù)量沒有增加的情況下，原有系統(tǒng)平臺依然需要擴(kuò)容，需要增加大量服務(wù)器，增加系統(tǒng)向高清升級的成本。 前端碼流提升也帶來了存儲成本的增加，原先能夠存儲30天的存儲容量升級高清后可能只能存儲15天，甚至更少。 為了提升管理水平，加強(qiáng)管控力度，現(xiàn)在很多下級單位的監(jiān)

4、控畫面需要上傳到上級單位，在帶寬相對緊張的廣域鏈路上如何更好的傳送帶寬翻倍的高清視頻？ 高清的引入僅僅是為了滿足感官體驗的提升么？如何更好的使用高清畫面，使投入獲得更大收益？三、方案設(shè)計宇視科技依托在視頻編解碼、信令調(diào)度控制、IP存儲和網(wǎng)絡(luò)承載上的深厚技術(shù)積累，在產(chǎn)品研發(fā)、方案組合和實際項目實施中，較好地應(yīng)對了高清引入后的一系列挑戰(zhàn)，并協(xié)助用戶在現(xiàn)有技術(shù)條件下最大程度地挖掘了高清圖像的使用價值。針對石油化工企業(yè)開采環(huán)境惡劣、各環(huán)節(jié)對安全生產(chǎn)要求高、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜等特點，宇視科技的石油化工企業(yè)視頻監(jiān)控解決方案有如下特點。（一）NGN架構(gòu)有效提升系統(tǒng)容量所謂的NGN架構(gòu)是指宇視科技的iVS視頻監(jiān)控系

5、統(tǒng)借鑒通信技術(shù)中“下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN、Next Generation Networks）”中的核心思想，即交換與控制分離。從而規(guī)避了流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的瓶頸問題。傳統(tǒng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)能力受制于一個核心部件，即流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器。單臺流媒體服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)性能該服務(wù)器接入的前端數(shù)量單個前端的碼流，而服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)性能是恒定的，因此即便服務(wù)器接入的前端數(shù)量不變，當(dāng)單個前端的碼流提升時，從CIF到D1、從D1到720P、從720P到1080P，服務(wù)器不足以支撐原有數(shù)量的接入前端，從而導(dǎo)致了系統(tǒng)的擴(kuò)容。宇視科技的iVS監(jiān)控系統(tǒng)完全可以不配置流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，前端直接出實況流和存儲流，雙流都是從前端直接通過IP

6、網(wǎng)絡(luò)寫入顯示終端（客戶端/解碼器）和存儲設(shè)備，不經(jīng)過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，而iVS系統(tǒng)中的服務(wù)器僅僅用作系統(tǒng)調(diào)度管理控制，這就是交換/轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離。圖1 NGN架構(gòu)圖這種架構(gòu)的引入完全規(guī)避了流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)性能瓶頸的問題，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)性能僅取決于承載網(wǎng)絡(luò)的容量，而與服務(wù)器的性能完全無關(guān)，即便是全部部署1080P全高清前端或者未來隨著清晰度的進(jìn)一步提升，碼流增加至16Mb或20Mb，依然能夠保證單臺服務(wù)器系統(tǒng)5000前端的規(guī)模。由于視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)完全與服務(wù)器無關(guān)，這種架構(gòu)的引入還帶來一個額外的好處，即系統(tǒng)平臺服務(wù)器宕機(jī)不會影響正常進(jìn)行的實時查看和錄像存儲，整個系統(tǒng)可靠性大大增強(qiáng)。（二）數(shù)據(jù)生命周期管理降

7、低存儲所需空間由于碼流的提升，同等時間長度下高清視頻存儲空間大約會是標(biāo)清視頻存儲空間的38倍，極大增加了高清系統(tǒng)部署的成本。同時由于錄像視頻數(shù)據(jù)的價值是隨著時間的增長線性降低的，因此隨著時間的延伸，錄像數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)就越多?；谶@種認(rèn)知，宇視科技在安防監(jiān)控領(lǐng)域引入了在IT領(lǐng)域已經(jīng)非常成熟的“數(shù)據(jù)生命周期管理（ILM，Information Lifecycle Management）”的理念，通過正常滿幀存儲、I幀抽幀存儲、關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份等手段，大大降低了高清視頻數(shù)據(jù)的存儲空間，僅通過抽幀存儲就可以使錄像存儲空間下降到正常滿幀存儲所需空間的30%左右。圖2 數(shù)據(jù)的生命周期管理此外，宇視科技的iV

8、S監(jiān)控系統(tǒng)還可以通過事件觸發(fā)存儲的方式來降低高清監(jiān)控系統(tǒng)的存儲需求空間。例如只有活動畫面才進(jìn)行存儲，靜止畫面不存儲；只有報警觸發(fā)后視頻才進(jìn)行錄像存儲，無報警的視頻畫面不予錄像等。（三）三碼流前端助力高清廣域聯(lián)網(wǎng)隨著石油化工行業(yè)信息化不斷的發(fā)展，安防水平不斷的提升，省公司需要查看調(diào)閱下轄單位的實時或歷史監(jiān)控圖像，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的廣域聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程圖像調(diào)閱也就逐步提上議事日程。但隨著高清系統(tǒng)的部署，高碼流帶寬的高清圖像在遠(yuǎn)低于局域網(wǎng)帶寬水平的廣域網(wǎng)鏈路傳送就成了大問題。由于廣域鏈路帶寬相對緊張，高清圖像在遠(yuǎn)程查看很容易出現(xiàn)卡頓、馬賽克等現(xiàn)象，其圖像質(zhì)量甚至低于標(biāo)清圖像。為支持高清圖像的遠(yuǎn)程調(diào)閱，宇視科技

9、的高清視頻前端（高清IPC和高清編碼器）可支持高清滿幀、高清抽幀、標(biāo)清滿幀三種碼流的同時發(fā)送。其中高清滿幀碼流可用于本地硬解大屏上墻，體現(xiàn)高品質(zhì)畫質(zhì)；高清抽幀碼流用于本地存儲，節(jié)約存儲空間；標(biāo)清滿幀碼流用于廣域遠(yuǎn)程查看，為上級單位提供流暢清晰的遠(yuǎn)程畫面。（四）創(chuàng)新拼接全景監(jiān)控在石油化工園區(qū)、廠區(qū)跨度廣，全覆蓋監(jiān)控難度大。若部署多個槍機(jī)來進(jìn)行多角度監(jiān)控，則空曠場地布點施工量大，立桿、布線、取電，大大增加了工程成本，而且多個槍機(jī)的多個畫面，會造成整體場景的割裂，對于監(jiān)控人員掌握整體狀況產(chǎn)生困擾，容易使部分重要信息被漏掉。若部署高速球型攝像機(jī)，則可對場景內(nèi)每一個細(xì)節(jié)都查看到，但球機(jī)固有的監(jiān)控盲點問題

10、導(dǎo)致除了當(dāng)前查看的場景外，畫面外的場景都成了死角、被忽略或遺漏，于錄像存儲尤其不利。對于這種大空間監(jiān)控，宇視科技采用多個高清槍式攝像機(jī)的畫面拼接出一幅180的高清全景畫面。由于是通用槍機(jī)，可以選配合適的中焦高清鏡頭，既保證了沒有廣角鏡頭的魚眼變形，又可保證相當(dāng)?shù)木吧?，實現(xiàn)大角度、大景深的真正的全景監(jiān)控。圖3中間全景畫面就是由圖4三副1080P的圖像拼接而成。由于是三幅1080P30fps的圖像拼接，則全景的實際分辨率可以達(dá)到5760108030fps，即620萬像素，遠(yuǎn)高于大部分全景攝像機(jī)的300萬像素，畫面流暢度可以保證全畫幅30fps的全幀活動畫面，而不是某些全景攝像機(jī)的204815362

11、0fps或者409615368fps。在電子變焦實現(xiàn)局部放大ePTZ的時候，可以獲取更接近D125fps的效果，圖3拼接大圖的上下兩排即為ePTZ的效果。配合使用一臺高清快速球機(jī)，使球機(jī)的云鏡控制和全景畫面聯(lián)動配合，即全景畫面上點擊哪里，球機(jī)就快速聚焦定位的哪里，實現(xiàn)光學(xué)變焦機(jī)械PTZ和電子變焦ePTZ的有機(jī)結(jié)合，能夠提供更清晰的畫面和最佳的全景監(jiān)控效果。（五）立足安防，助力石油化工企業(yè)信息化建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在石油化工企業(yè)不僅是安防系統(tǒng)的重要組成部分，也是石油化工企業(yè)銷售管理系統(tǒng)的重要組成部分，如生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程、工藝的實時監(jiān)控調(diào)度管理等。宇視科技的iVS視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以結(jié)合靈活的用戶管理，將一個監(jiān)控系統(tǒng)劃分給不同部門及不同目的地應(yīng)用使用。該系統(tǒng)可以多種應(yīng)用、統(tǒng)一管理維護(hù)、最大限度的利用資源 、有效降低成本，因此無需為了安防和生產(chǎn)管理多種目的建設(shè)多套監(jiān)控系統(tǒng)。圖5 園區(qū)IP監(jiān)控網(wǎng)iVS監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)不同的用戶角色權(quán)限劃分和權(quán)限沖突處理機(jī)制，基于一套iVS系統(tǒng)為企業(yè)部署不同的監(jiān)控中心，其中安防監(jiān)控中心負(fù)責(zé)安防相關(guān)的攝像機(jī)實時圖像和相關(guān)錄像查看、調(diào)用和處理，而生產(chǎn)監(jiān)控中心則負(fù)責(zé)非安防相關(guān)權(quán)限內(nèi)的實時圖像和相關(guān)錄像查看、調(diào)