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        中國石化安全防爆攝像機解決方案

          油庫、加油站作為成品油存儲和銷售的重要場所,是政府及企業內部安全生產管理的主要對象,政府也出臺相應政策,要求在油庫及加油站作業場所安裝視頻攝像監控設備和可燃氣體檢測設備進行監控。本文簡單介紹某油庫加油站所安裝的安防設備,供讀者參考。

          油庫、加油站作為成品油存儲和銷售的重要場所,是政府及企業內部安全生產管理的主要對象。安全質量監督處和政府安全監督部門根據企業安全規范要求和監控要求提出了建設意見,要求在油庫和加油站作業場所安裝視頻攝像監控設備和可燃氣體檢測設備進行監控。同時,倉儲中心和零售管理中心根據業務管理與現場監控需求,要求結合加油站形象改造工程和油庫改擴建項目,在油庫和加油站工作區域安裝視頻攝像監控設備,加強現場管理和安全監控,提升企業信息化管理水平。

          為了滿足企業安全監控管理的要求,兼顧政府安全監督部門的安全監管要求,信息管理處基于石化公司現有的網絡現狀及前期建設單個油庫、加油站安全監控系統的運行情況,對安全質量監督、零售管理及倉儲等部門的需求進行綜合分析,從而制訂以下安全監控系統建設方案。

          需求分析

          油庫加油站網絡監控系統不同于普通工礦企業、居民小區的本地監控,它是一種網絡化安全監控系統。油庫加油站位置分散,而管理與使用相對集中,在系統實施前需要進行統一的規劃,制定一個統一的系統平臺,充分考慮油庫加油站安全監控系統的自身特點:

          ·油庫加油站與中心的網絡連接通常都是租用電信部門的線路,帶寬有限,還要與其它系統共用一條線路,在現階段的系統平臺設計中要充分考慮到網絡帶寬不足的情況,既要能夠在目前較低的帶寬下傳輸圖像,也能在今后的高帶寬下傳輸圖像。系統應該具有較強的帶寬調節性,能夠根據不同的帶寬自動進行調節,用有限的帶寬傳輸盡量多的圖像;

          ·由于油庫加油站的人員對系統的維護能力較弱,前端使用的設備應該能夠長期在穩定的正常工作,便于遠程管理,斷電后來電自動重啟,具有故障報警等功能。由于工作環境的特殊性,前端設備要具有一定的防爆特性;

          ·錄像、監控數據都保存在前端,數據量很大且分散在前端的加油站、油庫,而察看錄像的主要是后端監控中心人員,這就需要系統提供簡單、快捷的錄像、監控數據檢索手段以方便用戶的使用;

          ·由于監控系統對于油庫加油站的安全運行起著重要的作用,因此整個系統的安全性要進行充分的考慮,由于系統需要為相關部門提供外部接口,這樣監控系統面臨著病毒、網絡攻擊的嚴重威脅,系統采取必要的隔離措施,保證安全監控系統的安全;

          ·油庫加油站還有其它獨立的系統,防盜、消防報警系統等,這些系統各自獨立運行,系統應該能夠與其他系統進行有效聯動。如當消防系統報警時,查看報警器所在部位的圖像,檢查是否誤報。

          整體解決方案

          系統總體結構

          基于上述加油站、油庫安全監控系統的需求分析,利用現有的通信網絡,采用純數字化的網絡流媒體監控軟件平臺構建全省的安全監控系統。其是一種完全依托于寬帶網絡,提供圖像遠程采集、傳輸、儲存、處理的一種網絡監控模式。

          本次系統采用網絡流媒體監控系統軟件平臺進行集中管理,系統平臺能將不同類型的產品(如硬盤錄像機、網絡視頻服務器)、不同視音頻編碼方式、不同通訊協議的視頻處理單元集中兼容處理,實現同一網絡客戶端,瀏覽不同站端現場、不同廠家及不同編碼方式的視頻信息。

          系統主要分為三級:油庫加油站、市集控中心、省集控中心。共涉及多個地市的數百個加油站、油庫,通過前端安裝的攝像機對前端進行24小時實時監控,每個監控點通過視頻同軸電纜將視頻傳輸至前端的視頻監控主機進行視頻處理、錄像、存儲,并通過現有網絡傳輸視頻。

          每個油庫、加油站各設置一個監控室,配置視頻監控主機、數據采集控制單元、顯示器、報警器等設備,實現對本區域的實時監控。

          在省公司設置集控中心,配置圖像管理服務器、圖像轉發服務器、監控工作站、網絡交換機、防火墻等設備,負責全省系統內所有前端設備、用戶帳號、權限的管理,為監控終端建立現場監控視頻訪問通道,實現系統的集中管理、聯網監控、接入所有油庫、加油站,響應內外部用戶的接入請求,提供本區域內數據轉發功能。

          在公司內部網及安監、公安部門均可設置監控終端,所有監控終端通過授權實現對前端的監控。各前端通過網絡與各集控中心連接。

          系統采用模塊化設計,前端監控點、集控站、監控終端都是系統中的獨立模塊,可以方便的進行擴充,任何一個模塊均可以單獨增減,而不影響系統的正常運行,所需費用僅僅是所增加的模塊的費用。

          油庫加油站

          油庫加油站前端系統負責現場圖像采集、控制存儲、網絡傳輸。

          1、油庫加油站組成:油庫加油站本地系統由四個部分構成,前端監控設備、傳輸電纜、視頻處理顯示控制存儲設備、網絡傳輸設備。

          油庫和加油站端的前端監控設備主要包括分散安裝的攝像機、云臺、探測器、聲光報警器等,用于對油庫加油站主要出入口、油罐區、便利店、倉庫等地點進行全天候的圖像監視和安全防范,滿足生產運行對安全、巡視的要求。

          油庫除了安裝攝像機外,還安裝了可燃氣報警器、液位儀、手動按鈕等報警設備,其中可燃氣報警器和液位儀為模擬量設備,輸出模擬量信號(4-20mA電流),由數據采集控制單元采集電平信號,并存儲到數據采集控制單元中。能夠設定數據上下限,在越限時本地報警,同時可通知遠方監控中心報警,防止事故的發生,報警時具有報警日志記錄。數據采集控制單元可按照5分鐘一個數據點存儲數據曲線,保存下來,數據可形成曲線、報表顯示,并打印。

          為了現場人員能夠及時對現場緊急情況做出反應,通知集控中心,在油庫還安裝了手動報警按鈕,用于緊急情況下的報警手段。考慮到油庫的特殊性,手動報警按鈕采用防爆型,根據用戶需求每個油庫安裝10-30個手動報警按鈕,同時將按鈕分為4-8個防區,直接接入數據采集控制單元。手動按鈕為開關量設備,正常情況下按鈕處于斷路狀態,當按下按鈕時線路短路,數據采集控制單元獲得狀態變化后能夠立刻向視頻監控主機發出信號,視頻控制主機一方面按照預設的操作聯動攝像機、警報器工作,另外一方面根據告警級別,選擇不同的操作:非上報政府監管部門等級的告警由加油站、油庫現場管理人員處理;上報政府監控級告警信息自動向政府監控端和總部管理服務器發送。

          一般加油站都是24小時營業,夜間主要工作區都有燈光照明,因此認為對于加油站攝像機不需要太過考慮紅外攝像機,而是需要重點考慮設備的防爆問題,現在在加油站普遍連手機都不允許接打,一般的云臺攝像機在啟停時內部會有輕微的電火花,因此對于在油氣濃度較高的區域的云臺攝像機需要采用防爆措施,為了節約成本,對于遠離危險區域、沒有機械轉動的攝像機來說則不需要專門采用防爆型設計。

          綜合用戶的需求和我們的經驗,建議監控點配置。

          2、監控室設備:在監控室是前端的核心,負責將前端視頻、報警、控制信號集中接入,并將被數據保存下來。

          3、實現功能

          ·實時視頻監控:監視設備、人員情況與智能設備(防盜、防火等)配合,實現防盜、防火功能,并通過通信網絡,將被圖像傳到集控中心;

          ·油庫加油站工作人員通過本地顯示器或本地監控工作站對進行監控,能夠對攝像機進行(左右、上下、遠景/近景、近焦/遠焦)控制,也可進行畫面切換;

          ·控制功能:操作人員能對任一攝像機實現視角、方位、焦距調整;對于帶預置位云臺,操作人員能直接進行云臺的預置和操作,光圈、景深應為自動調整;保證控制的唯一性,同一時刻只允許一個操作人員控制同一控制對象;留有智能設備控制接口,能對變電站內的空調進行控制,對大功率照明設備等進行控制,照明在攝像頭切換后能自動延時關閉;

          ·開關量、模擬量采集:采集油庫的可燃氣體濃度,對已安裝液位儀進行液位儀數據采集,數據可設置報警上下限,超限時報警。在油庫的油罐區、接卸區、付油區和油泵房等區域安裝防爆手動按鈕,當緊急情況發生時可按動按鈕報警;

          ·報警功能:當發生報警時,能自動切換至相應攝像機及指定預置位,并自動錄像,同時傳送報警信息和相關圖像至集控中心,并聯動相關設備,并在設定的時間內自動關閉,視頻監控主機具有對站內攝像機進行自檢和故障報警的功能,預留開關量接口,消防、門禁、電源等報警信號通過硬結點或其他通信方式接入;

          ·圖像錄像、數據存儲管理:圖像、數據存儲在前端,具備同時對所有視頻信號的實時錄像功能,重要檢測點的實時監控數據保存3天,音視頻信息保存10天,報警信息保存30天。報警錄像具有報警前錄像預錄、報警后錄像延時存貯功能,并可自動循環覆蓋;

          ·系統對時功能:能從站端標準時間源或集控中心獲取標準時間,進行系統對時。

          集控中心

          1、集控中心組成

          集控中心視頻監控系統主要由硬件和軟件組成,通過網絡其一端連接前端油庫加油站,另一端連接后端省市、安監各監控工作站,集控中心主要起著對整個系統的管理和服務的作用,其功能主要包括兩個方面:

          ·管理功能:保存前端設備的配置信息,并對前端設備工作狀態進行實時檢測;同時可對監控終端和用戶的管理,還可對系統事件如用戶登錄和退出、布防和撤防、報警等進行記錄;

          ·流媒體轉發功能:實現將前端視頻集中轉發到后端各監控終端,響應用戶的接入請求,提供數據轉發功能。

          上述兩個功能通過網絡流媒體監控系統軟件管理服務器軟件、流媒體轉發軟件來實現。

          根據系統的規模,在省公司總部設一臺圖像管理服務器與圖像轉發服務器,另設一臺監控工作站用于值班人員日常監控,為了保證內部網絡的安全,在與外網的連接處配置網絡防火墻用于與外部網絡的連接。

          2、實現功能

          ·報警管理:報警可根據需要分為多種類型的告警:外部報警、動態檢測、設備斷線報警等;報警信號內容可在自動彈出顯示;實現不同語音分類語音報警提示;

          ·具有告警聯動功能,當告警發生時,彈出對應位置攝像頭畫面,聯動(照明、警鈴等),并自動錄像(錄像時間可設),以備進行事故調查;所有報警信息均可自動保存,有需要時可打印輸出,進行綜合查詢;

          ·圖像管理:集控中心可顯示、抓拍、存儲、檢索、回放各油庫和加油站的所選攝像機實時圖像;集控中心可遠程回放站端的任一攝像頭的歷史圖像,并可將任意一幅回放圖像存放成JPEG或BMP格式的圖像,供數據交換使用;

          ·安全管理:系統實行操作權限管理,按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級,而所有重要操作均有操作記錄,并可對操作記錄進行查詢和統計;系統保存的所有重要數據,包括用戶信息、報警信息、操作記錄、日志等,不可人為刪除和更改;

          ·系統管理:系統具有較強的容錯性,不會因誤操作等原因而導致系統出錯和崩潰,并對設備、網絡和軟件運行進行在線診斷,發現故障,顯示告警信息;系統具有對站端設備遠程配置、遠程維護、遠程啟動的能力(遠期系統實);

          ·數據轉發:設備控制命令轉發與視頻轉發。

          監控終端

          監控終端是指掛在公司內部網或相關部門網絡上的PC機或工作站。經過授權的用戶終端可利用IE瀏覽器或專用的圖像監視客戶端程序監視油庫和加油站實時圖像,調用油庫和加油站各時段錄像等各類設備,所需要的圖像信息均由集控中心的圖像管理服務器進行數據轉發。

          監控終端可以設在網絡上的任何地點,操作人員通過監控終端對各進行監控,包括監控點圖像顯示、報警器控制、圖像存儲等功能。一臺監控終端可同時最大顯示25路圖像(顯示圖像數量跟監控終端的配置有關),并可同時觀看25個油庫加油站各1個監控點的畫面或1個油庫加油站的16個畫面同屏顯示。

          對外接口

          本系統項目是建立在統一的平臺上,如圖5所示。

          安監部門作為系統的一個用戶,在各個地市中心,通過專用線路連接到本系統中,其權限由公司管理員控制,可實現對監管機構用戶的身份維護,分配系統登錄帳號等操作。

          由于網絡帶寬的租用費用較高,而平時安監部門對系統的訪問較少,因此建議在各市集控中心通過2M-10M的帶寬與外網連接,能夠同時提供1-8個左右的視頻連接,基本滿足安監部門對系統的監控要求。

          系統安全性

          為保障管理中心的長期正常工作,對硬件、網絡、軟件權限三個方面進行安全方面的設計。

          1、硬件方面

          圖像管理、接入服務器作為系統的核心設備,對服務器配置雙CPU、冗余電源、RAID5磁盤陣列,保證圖像管理服務器的穩定可靠,當出現故障時,可快速解決故障,不影響系統的正常運行。

          2、網絡隔離

          由于對外部提供了接口,因此需要對內外網進行隔離措施,防止通過外網侵入內部,對系統造成破壞,通過在內外網間設置網絡防火墻,是一個十分有效的措施。

          3、軟件權限

          系統實行分級控制,軟件權限管理機制類似Windows操作系統用戶權限管理,具有角色、權限、操作用戶劃分。權限的劃分不僅針對軟件分項功能,還可針對某個攝像機的視頻預覽、控制分別設定權限。

          監控終端工作時首先登陸總部的圖像管理服務器,經過用戶名、口令、數字證書等驗證后,才能登陸視頻監控網絡,從中心獲取具有操作權的油庫加油站設備信息。系統中只有超級用戶才有對文件的全部存取權,而普通用戶只能對錄像文件具有訪問權。

          系統關鍵數據采用加密處理,加密功能主要體現在以下兩個方面:

          ·應用軟件網絡通信加密:應用軟件模塊之間的網絡通信報文采用加密機制,防止被竊聽后篡改非法使用;

          ·前端視頻編碼設備訪問控制:前端視頻編碼設備的控制命令、登錄用戶、密碼在網絡上均采用密文傳輸,確保訪問控制安全。前端視頻編碼器具備會話限制功能,可防止過多的會話請求阻塞網絡。

          結語

          該系統經過一段時間的使用,運行穩定無誤,不但可以在遠程實時查看各個現場的情況,提高辦事效率,也在一定程度上提高科技水平,贏得用戶與上級領導的好評。

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