中國石化安全防爆攝像機(jī)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(yè)內(nèi)部安全生產(chǎn)管理的主要對象,政府也出臺相應(yīng)政策,要求在油庫及加油站作業(yè)場所安裝視頻攝像監(jiān)控設(shè)備和可燃?xì)怏w檢測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。本文簡單介紹某油庫加油站所安裝的安防設(shè)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(yè)內(nèi)部安全生產(chǎn)管理的主要對象。安全質(zhì)量監(jiān)督處和政府安全監(jiān)督部門根據(jù)企業(yè)安全規(guī)范要求和監(jiān)控要求提出了建設(shè)意見,要求在油庫和加油站作業(yè)場所安裝視頻攝像監(jiān)控設(shè)備和可燃?xì)怏w檢測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。同時,倉儲中心和零售管理中心根據(jù)業(yè)務(wù)管理與現(xiàn)場監(jiān)控需求,要求結(jié)合加油站形象改造工程和油庫改擴(kuò)建項(xiàng)目,在油庫和加油站工作區(qū)域安裝視頻攝像監(jiān)控設(shè)備,加強(qiáng)現(xiàn)場管理和安全監(jiān)控,提升企業(yè)信息化管理水平。
為了滿足企業(yè)安全監(jiān)控管理的要求,兼顧政府安全監(jiān)督部門的安全監(jiān)管要求,信息管理處基于石化公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及前期建設(shè)單個油庫、加油站安全監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況,對安全質(zhì)量監(jiān)督、零售管理及倉儲等部門的需求進(jìn)行綜合分析,從而制訂以下安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案。
需求分析
油庫加油站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)不同于普通工礦企業(yè)、居民小區(qū)的本地監(jiān)控,它是一種網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)。油庫加油站位置分散,而管理與使用相對集中,在系統(tǒng)實(shí)施前需要進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃,制定一個統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺,充分考慮油庫加油站安全監(jiān)控系統(tǒng)的自身特點(diǎn):
·油庫加油站與中心的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)共用一條線路,在現(xiàn)階段的系統(tǒng)平臺設(shè)計中要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)應(yīng)該具有較強(qiáng)的帶寬調(diào)節(jié)性,能夠根據(jù)不同的帶寬自動進(jìn)行調(diào)節(jié),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(tǒng)的維護(hù)能力較弱,前端使用的設(shè)備應(yīng)該能夠長期在穩(wěn)定的正常工作,便于遠(yuǎn)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(huán)境的特殊性,前端設(shè)備要具有一定的防爆特性;
·錄像、監(jiān)控數(shù)據(jù)都保存在前端,數(shù)據(jù)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(jiān)控中心人員,這就需要系統(tǒng)提供簡單、快捷的錄像、監(jiān)控數(shù)據(jù)檢索手段以方便用戶的使用;
·由于監(jiān)控系統(tǒng)對于油庫加油站的安全運(yùn)行起著重要的作用,因此整個系統(tǒng)的安全性要進(jìn)行充分的考慮,由于系統(tǒng)需要為相關(guān)部門提供外部接口,這樣監(jiān)控系統(tǒng)面臨著病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊的嚴(yán)重威脅,系統(tǒng)采取必要的隔離措施,保證安全監(jiān)控系統(tǒng)的安全;
·油庫加油站還有其它獨(dú)立的系統(tǒng),防盜、消防報警系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行,系統(tǒng)應(yīng)該能夠與其他系統(tǒng)進(jìn)行有效聯(lián)動。如當(dāng)消防系統(tǒng)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(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
基于上述加油站、油庫安全監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析,利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò),采用純數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)流媒體監(jiān)控軟件平臺構(gòu)建全省的安全監(jiān)控系統(tǒng)。其是一種完全依托于寬帶網(wǎng)絡(luò),提供圖像遠(yuǎn)程采集、傳輸、儲存、處理的一種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模式。
本次系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)流媒體監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺進(jìn)行集中管理,系統(tǒng)平臺能將不同類型的產(chǎn)品(如硬盤錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器)、不同視音頻編碼方式、不同通訊協(xié)議的視頻處理單元集中兼容處理,實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)絡(luò)客戶端,瀏覽不同站端現(xiàn)場、不同廠家及不同編碼方式的視頻信息。
系統(tǒng)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(shù)百個加油站、油庫,通過前端安裝的攝像機(jī)對前端進(jìn)行24小時實(shí)時監(jiān)控,每個監(jiān)控點(diǎn)通過視頻同軸電纜將視頻傳輸至前端的視頻監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行視頻處理、錄像、存儲,并通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻。
每個油庫、加油站各設(shè)置一個監(jiān)控室,配置視頻監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)采集控制單元、顯示器、報警器等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對本區(qū)域的實(shí)時監(jiān)控。
在省公司設(shè)置集控中心,配置圖像管理服務(wù)器、圖像轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、監(jiān)控工作站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、防火墻等設(shè)備,負(fù)責(zé)全省系統(tǒng)內(nèi)所有前端設(shè)備、用戶帳號、權(quán)限的管理,為監(jiān)控終端建立現(xiàn)場監(jiān)控視頻訪問通道,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、接入所有油庫、加油站,響應(yīng)內(nèi)外部用戶的接入請求,提供本區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。
在公司內(nèi)部網(wǎng)及安監(jiān)、公安部門均可設(shè)置監(jiān)控終端,所有監(jiān)控終端通過授權(quán)實(shí)現(xiàn)對前端的監(jiān)控。各前端通過網(wǎng)絡(luò)與各集控中心連接。
系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,前端監(jiān)控點(diǎn)、集控站、監(jiān)控終端都是系統(tǒng)中的獨(dú)立模塊,可以方便的進(jìn)行擴(kuò)充,任何一個模塊均可以單獨(dú)增減,而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,所需費(fèi)用僅僅是所增加的模塊的費(fèi)用。
油庫加油站
油庫加油站前端系統(tǒng)負(fù)責(zé)現(xiàn)場圖像采集、控制存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸。
1、油庫加油站組成:油庫加油站本地系統(tǒng)由四個部分構(gòu)成,前端監(jiān)控設(shè)備、傳輸電纜、視頻處理顯示控制存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備。
油庫和加油站端的前端監(jiān)控設(shè)備主要包括分散安裝的攝像機(jī)、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(qū)、便利店、倉庫等地點(diǎn)進(jìn)行全天候的圖像監(jiān)視和安全防范,滿足生產(chǎn)運(yùn)行對安全、巡視的要求。
油庫除了安裝攝像機(jī)外,還安裝了可燃?xì)鈭缶鳌⒁何粌x、手動按鈕等報警設(shè)備,其中可燃?xì)鈭缶骱鸵何粌x為模擬量設(shè)備,輸出模擬量信號(4-20mA電流),由數(shù)據(jù)采集控制單元采集電平信號,并存儲到數(shù)據(jù)采集控制單元中。能夠設(shè)定數(shù)據(jù)上下限,在越限時本地報警,同時可通知遠(yuǎn)方監(jiān)控中心報警,防止事故的發(fā)生,報警時具有報警日志記錄。數(shù)據(jù)采集控制單元可按照5分鐘一個數(shù)據(jù)點(diǎn)存儲數(shù)據(jù)曲線,保存下來,數(shù)據(jù)可形成曲線、報表顯示,并打印。
為了現(xiàn)場人員能夠及時對現(xiàn)場緊急情況做出反應(yīng),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(jù)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(qū),直接接入數(shù)據(jù)采集控制單元。手動按鈕為開關(guān)量設(shè)備,正常情況下按鈕處于斷路狀態(tài),當(dāng)按下按鈕時線路短路,數(shù)據(jù)采集控制單元獲得狀態(tài)變化后能夠立刻向視頻監(jiān)控主機(jī)發(fā)出信號,視頻控制主機(jī)一方面按照預(yù)設(shè)的操作聯(lián)動攝像機(jī)、警報器工作,另外一方面根據(jù)告警級別,選擇不同的操作:非上報政府監(jiān)管部門等級的告警由加油站、油庫現(xiàn)場管理人員處理;上報政府監(jiān)控級告警信息自動向政府監(jiān)控端和總部管理服務(wù)器發(fā)送。
一般加油站都是24小時營業(yè),夜間主要工作區(qū)都有燈光照明,因此認(rèn)為對于加油站攝像機(jī)不需要太過考慮紅外攝像機(jī),而是需要重點(diǎn)考慮設(shè)備的防爆問題,現(xiàn)在在加油站普遍連手機(jī)都不允許接打,一般的云臺攝像機(jī)在啟停時內(nèi)部會有輕微的電火花,因此對于在油氣濃度較高的區(qū)域的云臺攝像機(jī)需要采用防爆措施,為了節(jié)約成本,對于遠(yuǎn)離危險區(qū)域、沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動的攝像機(jī)來說則不需要專門采用防爆型設(shè)計。
綜合用戶的需求和我們的經(jīng)驗(yàn),建議監(jiān)控點(diǎn)配置。
2、監(jiān)控室設(shè)備:在監(jiān)控室是前端的核心,負(fù)責(zé)將前端視頻、報警、控制信號集中接入,并將被數(shù)據(jù)保存下來。
3、實(shí)現(xiàn)功能
·實(shí)時視頻監(jiān)控:監(jiān)視設(shè)備、人員情況與智能設(shè)備(防盜、防火等)配合,實(shí)現(xiàn)防盜、防火功能,并通過通信網(wǎng)絡(luò),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(jiān)控工作站對進(jìn)行監(jiān)控,能夠?qū)z像機(jī)進(jìn)行(左右、上下、遠(yuǎn)景/近景、近焦/遠(yuǎn)焦)控制,也可進(jìn)行畫面切換;
·控制功能:操作人員能對任一攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)視角、方位、焦距調(diào)整;對于帶預(yù)置位云臺,操作人員能直接進(jìn)行云臺的預(yù)置和操作,光圈、景深應(yīng)為自動調(diào)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(shè)備控制接口,能對變電站內(nèi)的空調(diào)進(jìn)行控制,對大功率照明設(shè)備等進(jìn)行控制,照明在攝像頭切換后能自動延時關(guān)閉;
·開關(guān)量、模擬量采集:采集油庫的可燃?xì)怏w濃度,對已安裝液位儀進(jìn)行液位儀數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)可設(shè)置報警上下限,超限時報警。在油庫的油罐區(qū)、接卸區(qū)、付油區(qū)和油泵房等區(qū)域安裝防爆手動按鈕,當(dāng)緊急情況發(fā)生時可按動按鈕報警;
·報警功能:當(dāng)發(fā)生報警時,能自動切換至相應(yīng)攝像機(jī)及指定預(yù)置位,并自動錄像,同時傳送報警信息和相關(guān)圖像至集控中心,并聯(lián)動相關(guān)設(shè)備,并在設(shè)定的時間內(nèi)自動關(guān)閉,視頻監(jiān)控主機(jī)具有對站內(nèi)攝像機(jī)進(jìn)行自檢和故障報警的功能,預(yù)留開關(guān)量接口,消防、門禁、電源等報警信號通過硬結(jié)點(diǎn)或其他通信方式接入;
·圖像錄像、數(shù)據(jù)存儲管理:圖像、數(shù)據(jù)存儲在前端,具備同時對所有視頻信號的實(shí)時錄像功能,重要檢測點(diǎn)的實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)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(yù)錄、報警后錄像延時存貯功能,并可自動循環(huán)覆蓋;
·系統(tǒng)對時功能:能從站端標(biāo)準(zhǔn)時間源或集控中心獲取標(biāo)準(zhǔn)時間,進(jìn)行系統(tǒng)對時。
集控中心
1、集控中心組成
集控中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由硬件和軟件組成,通過網(wǎng)絡(luò)其一端連接前端油庫加油站,另一端連接后端省市、安監(jiān)各監(jiān)控工作站,集控中心主要起著對整個系統(tǒng)的管理和服務(wù)的作用,其功能主要包括兩個方面:
·管理功能:保存前端設(shè)備的配置信息,并對前端設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測;同時可對監(jiān)控終端和用戶的管理,還可對系統(tǒng)事件如用戶登錄和退出、布防和撤防、報警等進(jìn)行記錄;
·流媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能:實(shí)現(xiàn)將前端視頻集中轉(zhuǎn)發(fā)到后端各監(jiān)控終端,響應(yīng)用戶的接入請求,提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。
上述兩個功能通過網(wǎng)絡(luò)流媒體監(jiān)控系統(tǒng)軟件管理服務(wù)器軟件、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)軟件來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模,在省公司總部設(shè)一臺圖像管理服務(wù)器與圖像轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器,另設(shè)一臺監(jiān)控工作站用于值班人員日常監(jiān)控,為了保證內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全,在與外網(wǎng)的連接處配置網(wǎng)絡(luò)防火墻用于與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。
2、實(shí)現(xiàn)功能
·報警管理:報警可根據(jù)需要分為多種類型的告警:外部報警、動態(tài)檢測、設(shè)備斷線報警等;報警信號內(nèi)容可在自動彈出顯示;實(shí)現(xiàn)不同語音分類語音報警提示;
·具有告警聯(lián)動功能,當(dāng)告警發(fā)生時,彈出對應(yīng)位置攝像頭畫面,聯(lián)動(照明、警鈴等),并自動錄像(錄像時間可設(shè)),以備進(jìn)行事故調(diào)查;所有報警信息均可自動保存,有需要時可打印輸出,進(jìn)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(jī)實(shí)時圖像;集控中心可遠(yuǎn)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(shù)據(jù)交換使用;
·安全管理:系統(tǒng)實(shí)行操作權(quán)限管理,按工作性質(zhì)對每個用戶賦予不同權(quán)限等級,而所有重要操作均有操作記錄,并可對操作記錄進(jìn)行查詢和統(tǒng)計;系統(tǒng)保存的所有重要數(shù)據(jù),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(tǒng)管理:系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯性,不會因誤操作等原因而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯和崩潰,并對設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和軟件運(yùn)行進(jìn)行在線診斷,發(fā)現(xiàn)故障,顯示告警信息;系統(tǒng)具有對站端設(shè)備遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程啟動的能力(遠(yuǎn)期系統(tǒng)實(shí));
·數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā):設(shè)備控制命令轉(zhuǎn)發(fā)與視頻轉(zhuǎn)發(fā)。
監(jiān)控終端
監(jiān)控終端是指掛在公司內(nèi)部網(wǎng)或相關(guān)部門網(wǎng)絡(luò)上的PC機(jī)或工作站。經(jīng)過授權(quán)的用戶終端可利用IE瀏覽器或?qū)S玫膱D像監(jiān)視客戶端程序監(jiān)視油庫和加油站實(shí)時圖像,調(diào)用油庫和加油站各時段錄像等各類設(shè)備,所需要的圖像信息均由集控中心的圖像管理服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
監(jiān)控終端可以設(shè)在網(wǎng)絡(luò)上的任何地點(diǎn),操作人員通過監(jiān)控終端對各進(jìn)行監(jiān)控,包括監(jiān)控點(diǎn)圖像顯示、報警器控制、圖像存儲等功能。一臺監(jiān)控終端可同時最大顯示25路圖像(顯示圖像數(shù)量跟監(jiān)控終端的配置有關(guān)),并可同時觀看25個油庫加油站各1個監(jiān)控點(diǎn)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(tǒng)項(xiàng)目是建立在統(tǒng)一的平臺上,如圖5所示。
安監(jiān)部門作為系統(tǒng)的一個用戶,在各個地市中心,通過專用線路連接到本系統(tǒng)中,其權(quán)限由公司管理員控制,可實(shí)現(xiàn)對監(jiān)管機(jī)構(gòu)用戶的身份維護(hù),分配系統(tǒng)登錄帳號等操作。
由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的租用費(fèi)用較高,而平時安監(jiān)部門對系統(tǒng)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(wǎng)連接,能夠同時提供1-8個左右的視頻連接,基本滿足安監(jiān)部門對系統(tǒng)的監(jiān)控要求。
系統(tǒng)安全性
為保障管理中心的長期正常工作,對硬件、網(wǎng)絡(luò)、軟件權(quán)限三個方面進(jìn)行安全方面的設(shè)計。
1、硬件方面
圖像管理、接入服務(wù)器作為系統(tǒng)的核心設(shè)備,對服務(wù)器配置雙CPU、冗余電源、RAID5磁盤陣列,保證圖像管理服務(wù)器的穩(wěn)定可靠,當(dāng)出現(xiàn)故障時,可快速解決故障,不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2、網(wǎng)絡(luò)隔離
由于對外部提供了接口,因此需要對內(nèi)外網(wǎng)進(jìn)行隔離措施,防止通過外網(wǎng)侵入內(nèi)部,對系統(tǒng)造成破壞,通過在內(nèi)外網(wǎng)間設(shè)置網(wǎng)絡(luò)防火墻,是一個十分有效的措施。
3、軟件權(quán)限
系統(tǒng)實(shí)行分級控制,軟件權(quán)限管理機(jī)制類似Windows操作系統(tǒng)用戶權(quán)限管理,具有角色、權(quán)限、操作用戶劃分。權(quán)限的劃分不僅針對軟件分項(xiàng)功能,還可針對某個攝像機(jī)的視頻預(yù)覽、控制分別設(shè)定權(quán)限。
監(jiān)控終端工作時首先登陸總部的圖像管理服務(wù)器,經(jīng)過用戶名、口令、數(shù)字證書等驗(yàn)證后,才能登陸視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),從中心獲取具有操作權(quán)的油庫加油站設(shè)備信息。系統(tǒng)中只有超級用戶才有對文件的全部存取權(quán),而普通用戶只能對錄像文件具有訪問權(quán)。
系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)采用加密處理,加密功能主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
·應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)通信加密:應(yīng)用軟件模塊之間的網(wǎng)絡(luò)通信報文采用加密機(jī)制,防止被竊聽后篡改非法使用;
·前端視頻編碼設(shè)備訪問控制:前端視頻編碼設(shè)備的控制命令、登錄用戶、密碼在網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)。
結(jié)語
該系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的使用,運(yùn)行穩(wěn)定無誤,不但可以在遠(yuǎn)程實(shí)時查看各個現(xiàn)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(lǐng)導(dǎo)的好評。