現(xiàn)狀

    石油化學工業(yè)的生產安全問題，是國家和政府一直關注的問題，每一起重大的安全生產事故，都引起了黨和國家領導人的密切關注。生產安全的信息化，是能源生產領域信息化的重中之重。黨的十六屆五中全會從經濟社會發(fā)展的全局出發(fā)，把安全擺在與資源、環(huán)境同等重要的戰(zhàn)略位置，強調“堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”。安全發(fā)展指導原則的確立，迫切要求以石油化學工業(yè)企業(yè)轉變安全生產管理觀念，創(chuàng)新發(fā)展安全管理方式，充分利用信息技術發(fā)展的新成果，通過信息化手段改善安全生產狀況，實現(xiàn)生產與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調。

1.

    石油化學工業(yè)生產是一種高危險性的行業(yè)，具有易燃易爆、有毒、強腐蝕性、生產連續(xù)等特點，一旦發(fā)生火災、爆炸事故，往往造成較大的傷亡或財產損失后果。因此石油石化對安全管理要求極為嚴格。

    一直以來，科技的發(fā)展，特別是CCTV技術、計算機通信、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的進步都在影響著石化行業(yè)安全生產管理的應用水平。行業(yè)內部分企業(yè)已建成了獨立的環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如煙感、可燃氣體探頭、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)等）和基于模擬方式的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、需要雙向視頻交互時再建一套視頻會議系統(tǒng)。這些應用系統(tǒng)在企業(yè)的安全生產過程中起到了一定的作用。但以上實現(xiàn)方式存在著以下不足：

  兼容性差：多套系統(tǒng)，多個個控制中心，且相互獨立，無法兼容。

  共享性差：多個用戶終端獨立操作，所需視頻信息不能共享。

  操作復雜：控制中心需配置多個不同用戶終端，操作和管理復雜，使用不方便。

  重復建設：設備的重復投入，建設成本和維護成本高。

    這些不足導致傳統(tǒng)應用解決方案無法真正滿足企業(yè)生產安全管理對事故預防、應急響應和安全事故的事后處置等一系列安全生產調度需求。

應用方案

2.

    針對以上傳統(tǒng)視頻應用系統(tǒng)的不足，本文綜合網絡數(shù)字視頻產品研發(fā)和實踐案例經驗，提出了“企業(yè)綜合視頻監(jiān)控調度系統(tǒng)”應用方案。該方案以“企業(yè)綜合視頻監(jiān)控調度系統(tǒng)”為平臺，采用分布式控制結構和高清晰度的MPEG-4/H.264數(shù)字視頻編碼技術，緊密結合大中型企業(yè)多種視頻業(yè)務的綜合應用需求，應用多項自主開發(fā)的專利技術，實現(xiàn)了視頻指揮調度、視頻會議、智能視頻監(jiān)控、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、視頻報警聯(lián)動等多種關鍵業(yè)務功能。滿足了企業(yè)生產安全監(jiān)控和指揮調度的保障需求。

 2.1方案特點

    先進性：采用先進的MPEG-4/H.264視頻編碼技術，壓縮比高，圖像質量好；

    兼容性：一套系統(tǒng)綜合實現(xiàn)了遠程視頻監(jiān)控，視頻指揮調度，視頻會議功能；

    易用性：操作界面簡潔、友好，易于使用；系統(tǒng)組織靈活、響應速度快。

    智能性：支持智能視頻行為分析判別，自動監(jiān)控報警。

    省費用：一套系統(tǒng)支持多向業(yè)務，建設成本和維護本低。

    “企業(yè)綜合視頻監(jiān)控調度系統(tǒng)”能夠將視頻指揮調度、視頻會議、智能視頻監(jiān)控、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、視頻報警聯(lián)動有機地結合。該系統(tǒng)可以滿足用戶對威脅安全生產情況的事前預防、安全生產的事中監(jiān)控、業(yè)務部門之間的生產調度和應急處置協(xié)調，安全事故的事后處置等一系列安全生產調度需求。真正實現(xiàn)了企業(yè)生產調度和安全生產管理的可視化和智能化的有機結合，是一個真正實現(xiàn)了企業(yè)中視頻監(jiān)控和指揮調度和多業(yè)務統(tǒng)一管理的綜合視頻通信應用平臺。

系統(tǒng)結構

2.2

    系統(tǒng)采用基于網絡的分布式控制結構。核心設備綜合視頻交換機，對接入系統(tǒng)的各種媒體設備實現(xiàn)統(tǒng)一配置、管理；通過級聯(lián)，方便系統(tǒng)容量的擴展。

    系統(tǒng)采用終端代理方式支持數(shù)字化接入不同廠商的多種視頻編碼器，使第三方的視頻編碼器的數(shù)字音視頻信號能夠直接接入到系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)能夠兼容來自不同廠商的視頻編碼格式，實現(xiàn)已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的無縫接入。

    系統(tǒng)支持各種環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳感器（煙感、紅外、水浸、可燃氣體探測、設備狀態(tài)數(shù)據(jù)等）通過數(shù)據(jù)采集器接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)/報警服務器，實現(xiàn)視頻報警聯(lián)動功能。系統(tǒng)支持接入原有環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的報警數(shù)據(jù)，實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的關聯(lián)視頻報警聯(lián)動。

    該系統(tǒng)分為主控中心子系統(tǒng)、分控中心子系統(tǒng)、監(jiān)控前端子系統(tǒng)、移動監(jiān)控子系統(tǒng)，結構圖如下。

主控中心子系統(tǒng)

    由綜合視頻交換機、視頻錄像服務器、網絡視頻矩陣、數(shù)據(jù)/報警服務器、指揮調度終端、音視頻切換矩陣和音視頻輸入輸出設備等組成，部署在總廠生產調度中心。主要作用是：完成信令和控制信息交換、調度以及系統(tǒng)管理；實現(xiàn)視頻指揮調度、遠程視頻瀏覽、視頻錄像、電視墻顯示以及視頻報警聯(lián)動等功能。

分控中心子系統(tǒng)

    分控中心子系統(tǒng)由指揮調度終端、音視頻輸入設備（攝像機、話筒等）和音視頻輸出設備（電視機、音箱）等組成，部署在各分廠生產調度中心。主要作用是：通過指揮調度終端與總廠生產調度中心進行音視頻雙向溝通，參加視頻會議，對所轄監(jiān)控現(xiàn)場進行監(jiān)控管理；根據(jù)實際網絡環(huán)境要求實現(xiàn)視頻錄放像。

監(jiān)控前端子系統(tǒng)

    監(jiān)控前端子系統(tǒng)由監(jiān)控前端、音視頻輸入設備（攝像機、云臺、云臺解碼器、防護罩、話筒）等組成，部署在各監(jiān)控點現(xiàn)場。主要作用是：現(xiàn)場音視頻采集，并把采集的數(shù)據(jù)上傳；實現(xiàn)已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的物理接入。監(jiān)控前端子系統(tǒng)為智能視頻處理終端和環(huán)境采集設備接入系統(tǒng)提供聯(lián)網接口。

移動監(jiān)控子系統(tǒng)

    移動監(jiān)控子系統(tǒng)由專業(yè)一體化攝影機、背負式無線寬帶圖像發(fā)射機、無線寬帶圖像接收機組成。主要作用是：在突發(fā)情況時，在移動環(huán)境中對任意指定現(xiàn)場進行高清晰圖像采集傳輸。

系統(tǒng)功能

2.3

生產調度指揮功能 

    借助于企業(yè)綜合視頻監(jiān)控調度系統(tǒng)獨具的多種級別和權限模式設置，上級指揮員或管理者通過指揮調度終端可以向下級發(fā)布指揮和調度命令，上下級各個部門、各級領導與下屬之間可以實時地進行音、視頻信息的雙向交流。

    總廠生產調度中心的調度人員在日常生產過程中可以利用視頻監(jiān)控調度功能與各分廠生產調度中心的值班人員、各車間現(xiàn)場的工作人員進行業(yè)務協(xié)調。

    當車間現(xiàn)場發(fā)生意外事故或設備發(fā)生故障，現(xiàn)場人員不能解決，各級領導和相關專家又不能及時趕到現(xiàn)場，此時可以利用系統(tǒng)的指揮調度功能召集相關業(yè)務主管和專家實時的監(jiān)視現(xiàn)場情況，并與現(xiàn)場人員進行語音實時交流，共同指導現(xiàn)場進行意外事故的處理以及對設備搶修的技術指導，為現(xiàn)場解決問題提供有力的技術支持，大大節(jié)省時間，提高工作效率。

視頻會議功能 

    根據(jù)用戶的應用需求，召開傳統(tǒng)視頻會議，進行雙向音視頻交流互動。主席可以設定多個例會，每個例會包含相對固定的成員，主席可以方便地組織會議。會議成員可隨時加入和退出會議組。主席可以對各個會場的發(fā)言權進行控制，并可廣播某一分會場。系統(tǒng)支持多種會議形式：即時會議、支持例會、多組會議。

生產過程視頻監(jiān)控功能

    用戶能靈活切換現(xiàn)場視頻畫面、控制云臺和攝像頭，方便地組合顯示一至九路的視頻畫面并支持雙向語音可視對講。支持多種監(jiān)控模式：

    總廠生產調度中心利用本系統(tǒng)提供的功能，對各分廠生產調度中心、各車間生產現(xiàn)場等部位進行視頻監(jiān)視。可實現(xiàn)現(xiàn)場畫面靈活切換、對遠端攝像云臺遙控，方便地組合顯示多路視頻畫面等功能。

    各分廠生產調度中心對本廠車間生產現(xiàn)場等部位進行視頻監(jiān)視。可實現(xiàn)現(xiàn)場畫面靈活切換、對遠端攝像云臺遙控，方便地組合顯示多路視頻畫面等功能。

    企業(yè)領導在辦公室里直接對總廠生產調度中心、各分廠生產調度中心的值班人員或車間生產現(xiàn)場進行視頻監(jiān)控。可實現(xiàn)現(xiàn)場畫面靈活切換、對遠端攝像云臺遙控，方便地組合顯示多路視頻畫面等功能。

安全報警聯(lián)動功能

    在生產作業(yè)現(xiàn)場可以接入環(huán)境采集傳感設備，如紅外、濕度、煙感、可燃氣體探測器等，當采集到環(huán)境數(shù)據(jù)不正常時，可發(fā)出報警，聯(lián)動該地域的監(jiān)控圖像立即顯示在指定的監(jiān)視設備（如：指揮調度終端、瀏覽終端），提醒值班人員及時處理。同時視頻錄像服務器啟動對該監(jiān)控點圖像的錄像任務，為日后取證提供寶貴資料，也為以后教育學習提供素材。

智能視頻監(jiān)控

    對特殊地點、敏感區(qū)域通過智能視頻監(jiān)控安全策略，進行智能監(jiān)控識別。比如：重要設備不能被人盜竊、移動等，有些區(qū)域是危險區(qū)域、不能讓人接近或有逗留等，某些區(qū)域只允許單方向通過等，以上這些區(qū)域出現(xiàn)了違反規(guī)定的情況，智能檢測設備能夠自動識別，并在無人值守的情況下實現(xiàn)對多種安全威脅的自動報警，記錄整個違規(guī)的過程，同時聯(lián)動到調度中心進行報警通知。

多路錄像與回放

    用戶通過錄像服務器控制終端選擇任意多路現(xiàn)場的畫面隨時手動錄像、也可根據(jù)要求設定定時錄像。

    用戶經授權通過瀏覽器可根據(jù)終端名稱、錄像時間、錄像地點、錄像事件特征，隨時查詢檢索視頻文件，遠程播放所需視頻圖像。

無線視頻監(jiān)控接入 

    系統(tǒng)支持無線視頻監(jiān)控接入，增大視頻監(jiān)控覆蓋區(qū)域。

系統(tǒng)應用

2.4

    在石化行業(yè)安全生產管理中主要應用如下：

事故預防

    企業(yè)綜合視頻指揮調度系統(tǒng)在安全生產事故預防中發(fā)揮以下作用。

    通過視頻圖像各級管理者能夠實時了解一線工人的工作情況，發(fā)現(xiàn)問題及時提醒糾正，從而督促各級各部門嚴格執(zhí)行安全生產的規(guī)定。

    通過智能視頻監(jiān)控功能，各類安全生產管理人員，根據(jù)生產環(huán)境現(xiàn)場具體情況，設定各種安全警戒區(qū)域和各項安全偵測規(guī)則，通過智能視頻行為分析判別技術，檢測到安全威脅時，能夠在無人干預的情況下實現(xiàn)對多種違犯安全規(guī)則的行為實現(xiàn)自動報警。系統(tǒng)能夠做到預測危險，提示生產調度人員控制和消除事故，將事故發(fā)生的機率控制在最低程度。

    系統(tǒng)通過環(huán)境監(jiān)測報警聯(lián)動功能，實時采集各類環(huán)境數(shù)據(jù)，使管理者能夠及時掌握生產環(huán)境的實際情況變化，還能夠根據(jù)現(xiàn)場需要，設定各種環(huán)境參量的上下限以及各種報警開關量，當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到設定觸發(fā)條件時，即可產生報警信號并聯(lián)動視頻監(jiān)控、啟動錄像功能，報警點圖像將及時傳給調度中心值班人員，使異常情況得到及時處理。

應急處置決策 

    石化行業(yè)安全事故的發(fā)生具有突發(fā)性，事件發(fā)生后的最初幾分鐘, 往往是最為關鍵的時刻。其間能否采取迅速而有效的應變行動, 將決定整個狀況能否被控制, 損害是否減輕。因此應急處置決策就是在最短時間內處理大量與事故相關的信息, 合理調配各種資源,組織應急搶險, 以減少事故造成的損失。

    正確進行應急處置決策的前提包括：完善的應急響應預案、充分有效的協(xié)調組織、充分準確的信息。當前應急處置決策面臨的主要問題是對事故現(xiàn)場的情況缺乏客觀及時了解，相關部門分布在各處無法進行直接有效的協(xié)調組織。

    企業(yè)綜合視頻指揮調度系統(tǒng)視頻監(jiān)控和視頻調度功能，一方面通過視頻圖像能夠提供豐富、形象、直觀的現(xiàn)場信息，特別是移動監(jiān)控子系統(tǒng)可以及時地部署到事故發(fā)生現(xiàn)場，了解監(jiān)控前端子系統(tǒng)控盲區(qū)發(fā)生的情況；另一方面處于不同地理位置的有關人員通過該系統(tǒng)，共享實時的監(jiān)控圖像，相互面對面地討論分析形勢，匯總各方面專家的意見，協(xié)調組織各種力量，做出正確的判斷和決策。

事故調查

    事故調查是石化行業(yè)安全生產管理的重要環(huán)節(jié)，通過調查分析事故原因，開展事故損失評估與索賠，總結經驗教訓，對存在的問題及時地、科學地提出相應的預防方案和整改措施。用戶可以選擇任意多路現(xiàn)場的畫面手動錄像、也可根據(jù)要求設定定時錄像和設定聯(lián)動報警觸發(fā)錄像。用戶經授權可根據(jù)終端名稱、錄像時間、錄像地點、錄像事件特征，隨時查詢檢索視頻文件，遠程播放所需視頻圖像。系統(tǒng)記錄的視頻圖像和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)就是用于調查分析事故原因最重要的原始材料。

結語

    石化系統(tǒng)下屬各企業(yè)均是安全防范的重點對象。一旦發(fā)生火災或爆炸等事故，都會造成重大的人員傷亡和國家財產的重大損失，因而，各企業(yè)如何落實“安全第一，預防為主”的方針，采取哪些先進技術實現(xiàn)安全有效的防范措施，滿足企業(yè)的安全生產管理，是擺在各個企業(yè)面前的重大課題。“企業(yè)綜合視頻監(jiān)控調度系統(tǒng)”專門針對石化行業(yè)設計開發(fā)，滿足該行業(yè)的安全生產監(jiān)控調度要求。目前該系統(tǒng)已經在某大型化工廠成功應用，該系統(tǒng)的使用降低了調度人員的勞動強度，使各級生產調度人員可以通過監(jiān)視遠端傳送上來的現(xiàn)場圖像、語音和環(huán)境數(shù)據(jù)直觀、準確和及時的了解各廠區(qū)的實際情況，降低事故報警處理時間，提高事故處理決策的及時性和準確性。