1 引言
海门港,位于浙江台州,清代末年开埠,至今已有百余年历史,是台州水上运输的主要通道。随着我国经济社会的飞速发展,国际贸易和水运业得到了前所未有的发展,海门港的吞吐量有了大幅提高,其中作为核心设施之一的电力设施也进行了大量建设,电力设施是现代港口作业效率赖以生存的动力源,包括电能生产、输送、供应,从某种程度上讲,保护好电力设施就是维护了港口作业安全。但此类小型老港口的防盗设施建设往往滞后,尤其是近些年来,受到各种利益的驱使,这些小型老港口港的电力设施的偷盗、破坏现象十分猖獗,电力设施盗窃现象也从个人作案发展到团伙作案,甚至形成了偷窃、窝赃、运输、销赃的一条龙,已经严重威胁到港口的正常作业。针对这种情况,很多港口采取了很多应对措施,增加人工值守和巡视力度进行24小时不间断工作成为防盗的主要手段,但人力的增加势必会大大增加港口的运行成本,严重制约港口整体的作业效率。因此,寻求一种高效、智能、全天候、24小时值守、全覆盖的辅助值守是大势所趋。
2 功能要求
港口电力设施防盗视频监控系统能直观、准确地实时反馈港口各个电力设施的运行状况,能弥补人工值守的易疲劳难适应异常气象等缺点,能进一步提高港口的安全运行水平,通过建立防盗视频监控系统,能实时取得港口各个电力设施周围的音频、视频等第一手多媒体信息,在中控室通过网络平台轻松实现取得现场场景、自动故障报警、历史视频回放、系统设置管理、远程操作指挥、处理突发性事件等功能。
2.1 取得实时场景
取得实时场景是防盗视频监控的核心,通过在监视对象处安装摄像机、感应探头等装置,实时取得各类电力设施如:路灯、作业灯、变压器、控制闸、电力物资、通信设备、稳压器、配电柜、电动机、电焊机、各类电线电缆、路面、角落、水岸、车辆、船只动态等现场实况,通过网络视频集中监控系统管理软件,可实时在中控室大屏幕或专线网上的任意监控微机上同屏显示多路(16、25、36、49路)实时图像信息,并能利用可旋转云台同时集中监视某一场景。
2.2 及时讯息报警
是煤炭中转港口码头,防火压力巨大,在建立电力设施视频监控系统后,人力值守和实地巡检大大减少,一旦港口发生火情,如不及时预警,后果不堪设想,因此在设计系统时应该同步安装一批烟感或温感探头;对于港口某些重要电力如变压器等设施周围,原则上不允许非电力作业人员靠近,可以在其四周安装红外探头;当探头探测到烟雾、高温或有人闯入时,就会通过专线网络及时向系统终端发出报警信号,自动弹出报警信息窗口,显示报警点的具体位置,并自动开启在线录像,以便操作人员第一时间掌握信息。
2.3 历史回放查询
系统广泛采用现代信息技术,利用计算机和网络组合实现在线防盗监控,中控室作为本系统的大脑,其硬盘在线保存各路场景。为了节省系统存储空间,视频信号以MPEG4格式压缩,并且应该设定手动和自动两种模式,自动可以设定特定时段或者不间断视频采集[1]。保存在硬盘上的数据每隔设定的时间进行清零,在此续存期间,操作者可以根据工作需要准确查询过去某个时间段的记录场景,并能实现逐帧、慢放、常速、快速及放大/缩小等多种回放模式,也可以实现视频截图、打印、编辑和视频复制等操作。
2.4 远程灵活控制
远程控制是指操作人员在中控室就能实现对远程的任意监控终端的操作,通过控制软件发送操作指令,就能够轻松准确选择并且控制待控制的远端摄像机镜头焦距和云台的旋转;对于某些能够按预案自动执行的串指令,对港口电力设施的某一事件触发报警条件时实现自动联动策略,可以在控制软件中预设串指令,一经触发自动执行。为了有效防止误操作,系统软件需要设置权限级别,赋予不同终端用户相应的口令,高优先级的用户根据等级优先的原则可无条件获得低优先级用户的控制权,同级别用户根据时间优先的原则获得控制权。同时,为防止人工操作后遗忘复位,系统应该设置一定时间无指令复原功能,对于受控的云台、镜头等前端监控设备,在控制完成后的可设定的时间段后恢复到默认状态。
2.5 管理简单方便
系统除了控制有优先权外,考虑到系统安全性,系统参数设置、视频文件管理、运行日志管理等也应该有相应的管理权限,一般分为系统管理员、操作员和低级操作员等管理级别。为查找和管理上实现方便操作,视频文件名应用时间结合地点方式以列表的形式给出,只有最高权限的管理员才能对这些文件进行修改和删除,删除具有确认机制,提醒操作人员再次确认,然后再真正删除文件,为了分清职责,系统记录运行过程中发生的重大事件,即将所有用户的登录、退出、操作以及报警都以运行日志的的形式自动记录下来。
3 系统架构
3.1 总体布局
按照港口电力设施防盗视频监控系统的功能要求进行设计,系统由硬件和软件两部分组成,其中硬件部分可分为监控前端部分、网络通讯部分、中央监控室服务器和远程在线网络终端等四部分。其中监控前端主要是全向云台摄像机,由有负责获取视频图像的高分辨率摄像机或红外夜视摄像机、安装在摄像机前方的电动变焦镜头、带动摄像机转动的全方位云台组成,用于云台和镜头控制动作解码的控制信号解码器、采集现场报警情况的烟感和红外等高灵敏度报警输入装置、负责采集音频信号的拾音器以及用于控制信号转换的RS232转换器和数模转换装置等[ 2];网络通讯部分主要有网络交换机、光纤、光交换机、光纤收发器、无线路由器等;中央监控室服务器和远程在线网络终端为小型商用电脑,中央监控服务器内嵌当今比较成熟具有高压缩比高还原率的H.264格式的视音频压缩卡,主要负责视音频数据的压缩、编码、存储以及响应远程网络在线终端指令申请等,是系统的核心组成部分,主要架构如如图1所示。
3.2 通讯网络
通讯网络是系统的数据通道,系统的通讯流程是:前端摄像探头、烟雾感应器,红外探头将捕捉到的的模拟信号通过视频专用电缆线传送至视频采集卡,通过数模转换器内置的图像采集卡将模拟视频信号转换为数字视频信号,经过处理的压缩音频、报警和其他信息一起采用UDP/IP协议通过有线网络和无线网络送往中控室服务器[ 3],中控室大屏幕显示器就能直接显示出实时图像,反之亦然。本系统的网络通信结构如图2所示。
3.3 数据传送
实现数据的流畅的接收和传送是系统的一个关键环节,监控端发送采集的数据必须发送到中控室才能实现监控的目的,监控端的视频、音频、烟雾和红外等数据通过数据发送模块能够在服务器端通过网络发送视音频数据流,使网络上的其他客户端可以通过软件实时接收,同时能够实现将多个现场的监控数据方便、实时、高效的传送到多台远程客户端,视频数据接受播放端,既能动态实现对前端数据的储存,同时依照工作人员的设定或者指令,达到实时单路或多路显示在大屏幕上,实现远程监控目的,数据发送与接收模块见图3、图4。
4 结束语
港口电力设施防盗视频监控系统的建立,从一定程度上扭转了港口电力设施防盗面临着的严峻形势,大大降低安排人力防盗的成本支出,大幅度提高港口电力设施防盗的震慑力,相对于传统人力值守昂贵的费用相比较,本系统综合运营成本优势十分明显,只要及时做好后续维护保养工作,系统就能实现全天候、全时段、无疲劳的连续作业,是港口电力设施名不副实的忠实的守护神。
参考文献:
[1] 西刹子.安防天下—智能网络视频监控技术详解与实践[M].北京:清华大学出版社,2010.
[2] 汪红瑾,徐斌.远程无线数字视频监控系统技术及应用[J].数字技术与应用,2011,（9）:93-96.
[3] 王辉麟,徐力.火车站视频监控与防盗报警系统的设计与实现[J].铁路计算机应用,2008,（10）:27-30.
作者简介:许云良(1984-),男,助理工程师,从事能源行业工控专业。