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，視頻米集和呈現(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)

2、，以及管理控制環(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)靠攏一一安防聯(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?，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 維護管理的程度也越來越深，整

3、個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和維護管理模式逐漸形成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

4、，加強管控力度，現(xiàn)在很多下級單位的監(jiān)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？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NG架

5、構(gòu)是指宇視科技的iVS視頻監(jiān)控系統(tǒng)借鑒通信技術(shù)中“下一代網(wǎng)絡(luò) （NGN Next Gen eration 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)性能二該服務(wù)器接入的前端數(shù)量x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

6、端直接出實況流和存 儲流，雙流都是從前端直接通過IP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)器宕機不會影響正常進行

7、的實時查看和錄像存儲，整個系統(tǒng)可靠性大大增強。（二）數(shù)據(jù)生命周期管理降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 Managemen） ”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

8、降到正常滿幀存儲所需空間的30加右。圖2數(shù)據(jù)的生命周期管理此外，宇視科技的iVS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行存儲，靜止畫面不存儲；只有報警觸發(fā)后視 頻才進行錄像存儲，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，高清圖像在遠程查看很容

9、 易出現(xiàn)卡頓、馬賽克等現(xiàn)象，其圖像質(zhì)量甚至低于標清圖像。為支持高清圖像的遠程調(diào)閱，宇視科技的高清視頻前端（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；標清 滿幀碼流用于廣域遠程查看，為上級單位提供流暢清晰的遠程畫面。（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。若部署多個槍機來進行多角度監(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

10、使 部分重要信息被漏掉。若部署高速球型攝像機，則可對場景內(nèi)每一個細節(jié)都查看到，但 球機固有的監(jiān)控盲點問題導(dǎo)致除了當前查看的場景外，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的畫面拼接出一幅180°的高清全景畫面。由于是通用槍機，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?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到5760X 108030fps即620萬像素，遠高

11、于大部分全景攝像機的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的 2048X 153620fps或者4096X 15368fps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，使球機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，球機就快速聚焦定位的哪里，實現(xiàn)光學(xué)變焦機械 PTZ和電子變焦ePTZ的有機 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、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)控中心負責(zé)安防相關(guān)的攝像機實時圖像和 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、