无人值守集气站安防系统集成研究

随着苏里格气田数字化水平不断提升, 基于规模化、网络化、集成化的数字化系统逐渐向智能化发展。在对原有安防系统改造升级的基础上, 立足于建设一套安全、高效、集成的视频安防系统。

一、集气站视频安防系统现状及存在问题

1. 集气站视频安防系统运行现状

(1) 视频监控通过解码器连入集气站海康威视硬盘录像机, 利用网口接入交换机传回监控中心, 监控中心通过海康威视硬盘录像机自带软件进行显示。

(2) 车牌识别摄像机接入牌照识别仪, 传回监控中心, 车牌识别利用自带车牌识别软件进行显示。

(3) 安防设备接入智安视频服务器, 利用网口接入交换机传回监控中心, 监控中心通过后期开发的“一站式”平台软件实现视频及语音通讯。

(4) 门禁控制器、红外报警主机现场采集信号通过串口接入集气站视频安防工控机, 通过平台程序软件进行命令发送与反馈, 实现远程开门及红外报警。

(5) 动力环境监测传感器接入BB控制机柜, 再通过BB控制器一同把站内所有的监控数据统一处理后转化为标准Modbus RTU协议传送至作业区监控调度中心上位机PKS软件。

2. 存在问题

(1) 集气站安防系统各子系统相互独立, 功能实现形式单一, 未实现视频服务器通讯协议的集成。

(2) 集气站安防系统无统一数据出口。

(3) 各子系统设备接口较多, 提高了故障发生机率。

(4) “一站式”平台软件是后期开发, 各项功能不够完善, 资源占用率较高, 使用过程中经常造成操作站死机, 运行不稳定。

二、集气站安防系统集成集气站安防系统集成

1. 系统设计

(1) 站端系统

站端系统对站内的视频监控、环境监测、安全防范、门禁等系统进行了整合, 主要负责对无人值守站视音频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储及上传, 并根据制定的规则进行自动化联动。

(2) 传输网络

主站用户可以对站端系统进行监控, 实时了解前端无人值守站的运行情况;站端系统的视音频、报警信息可上传至主站, 供主站用户查看调用。

(3) 主站系统

主站系统分厂级监控中心和区级监控中心, 各级主站的构架、功能基本一致。

系统功能实现

(1) 站端及各子系统功能实现

站端处理单元 (RPU) 是站端视频处理单元 (RVU) 、远程控制单元 (RCU) 等站端控制设备的合称, 是综合监控系统的核心设备, 实现视频、语音及环境信息实时处理、传输、存储等功能。

RPU结合了IT领域多项最新技术, 集成了各种报警、控制协议, 可采集模拟量信号、串口信号、开关量信号。它同时具备数字视音频录像机 (DVR) 和数字视音频服务器 (DVS) 的特性, 既可本地独立工作, 也可联网组成一个强大的安全监控网。

站端系统中, 模拟摄像机通过BNC接入RPU, 其他子系统通过4-20m A模拟量输入、开关量输入、RS-485/232串口、以太网接入RPU。RPU接收子系统上传的视音频及报警信息, 并进行处理、上传, 工作人员可通过客户端向子系统发送一系列的控制指令。

(2) 传输功能实现

无人值守站至主站的通道为光缆, RPU输出的数据信号经过网络交换机直接上传至监控中心, 主站配置有提供以太网接口的SDH, 通过以太网接口输出信号至主站系统的网络交换机。利用光纤直接传输视频裸数据, 裸数据经模数转换后无压缩, 在传输时实现最大程度的无损伤, 在后端显示时获得失真度最低的图象效果。

(3) 主站系统功能实现

(1) 管理服务器

管理服务器是综合监控主站系统的核心单元, 实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理, 报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理, 同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持。

(2) 流媒体服务器

流媒体服务器是综合监控系统厂级监控中心的媒体处理单元, 实现客户端对音视频的请求、接受、分发, 流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖, 在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。

(3) 存储服务器

存储服务器是网络存储的管理者, 集中配置以海量存储方式实现录像计划, 并按计划执行录像任务。

(4) 级联服务器

级联服务器主要用于平台与平台之间的互联互通, 它将本平台需要向其他平台传输的信令、音视频流转换成标准的协议, 发往其他平台的通信服务器, 同时将收到的采用标准协议的信令、音视频流转换成本平台所能解析的协议语言, 送往其他服务器进行分析操作, 由此实现平台与平台之间的互联互通。

(4) 平台软件功能实现

平台架构

(1) 基础开发平台

对操作系统、数据库、安全加密、多媒体协议的封装, 屏蔽差异, 实现上层应用的平台无关性, 提高开发效率和系统兼容性。

(2) 平台服务

在平台服务层提供了中心管理、认证授权、校时服务、流媒体服务、存储服务、网络管理、报警管理等通用服务外, 还提供了电信级系统必须具备的负载均衡、双机热备等服务。同时提供了设备抽象模型和接入服务。

(3) 业务逻辑子系统

通过常用业务的归纳、封装, 这层提供了视频、报警、智能、对讲、环境量等监控安防业务, 方便应用层调用。

(4) 应用系统

海康威视石化行业平台软件除了有传统的C/S客户端, 也有基于最新WEB技术的B/S客户端, 最大程度满足不同场合下的需要。

(5) Web Service接口

海康威视石化行业平台软件通过Web Service提供对外接口, 这可以在异种操作系统、异种语言之间进行交互, 也是和其他IT和业务应用程序集成的最好方法。

(6) 客户端

C/S客户端主要用于实时视频和环境信息的监控, 主站工作站内置C/S客户端程序, 可以在系统管理服务器认证下访问监控所有现场设备。

B/S客户端可作为应急指挥平台及非主站用户的主要监控程序。B/S客户端包括配置客户端、控制客户端。

结束语

按照苏里格技术集成化的发展需求, 在充分利用集气站安防系统现有模拟摄像机, 保护已有投资的基础上, 建立无人值守站综合监控系统, 改变目前各系统独立运行的局面, 为我厂集气站无人值守运行模式提供强有力的保障。

摘要：针对目前的集气站安防系统功能单一、未能形成系列化、集成化的产品, 可靠性较低的实际问题, 本文通过设计, 建立无人值守站综合监控系统。改变目前各系统独立运行的局面, 为我厂集气站无人值守运行模式提供强有力的保障。

关键词：无人值守,站端系统,主站系统,海康威视

参考文献

[1] 马明龙.基于ARM9的视频采集和处理系统的设计[D].长春:长春工业大学, 2010.

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[3] 李保国.基于嵌入式ARM的远程视频监控系统研究[D].南京:南京理工大学, 2009.