石油行业智能型周界防范系统的应用

石油行业智能型周界防范系统的应用一、行业背景石油行业采油站点、传输管道、油库等场所分布比较零散，一般多个采油站点只有一个管理站进行管理，一个采油站点通常设置好几台磕头机，工作人员很难做到24小时巡视和管理，以致盗油、盗窃及破坏事件时有发生。因此，周界防范就显得尤为重要。天津亚安推出的智能型的周界防范应用系统可对石油行业周界进行全天候的安防监控和智能防范，能做到事前预警机制，有效降低入侵行为的发生率。二、周界防范系统特点传统的周界安防解决方案能够实时报警，但是防护等级较低，误报率高；报警发生时，监控人员不能确定现场情况，事后无视频图像信息作为证据。本系统相比较传统防范系统而言，优势特点如下：1、一体化高防护产品设计，适用全天候无盲区应用，三维监控设计，解决视频监控盲区和管理员下视盲区，提高视频清晰度及恶劣气候下的视频采集能力。2、通过一个球机与三个摄像头智能化集成报警入侵云台摄像机，智能分析模块、LED红外摄像机、全景红外摄像机、夜视云台摄像机和网络模块支持预警区域自由划线、PTZ定位、网络传输功能。实现入侵检测、目标跟踪和行为分析，辅助执勤哨兵进行先期预警、事前预防，避免入侵行为发生后查录像破案，从根本上减少入侵行为的发生。3、对油站周界出现可疑人翻越、逗留、入侵等执勤险情时，进行智能判定、声光警告和联动报警，实施示警和警告，较大程度减少事件发生。4、设置石油行业敏感区域为预警区域，实现无人值守，对入侵目标实行自动警戒，智能联动报警图像信息可通过安装在控制中心及分控中心的液晶显示屏进行实时发布。5、利用DVR/NVR实现对预警监控云台摄像机的录像和管理，集中灵活的配置相关的设计和触发报警的模式。6、利用后端综合监控平台实现对系统的管理，涵盖门禁、电子围栏、智能分析以及石油采集传感信息等反馈。三、视频入侵报警云台摄像机根据石油行业需求和监控设备现状分析，针对采油站、油库等固定执勤目标的环境特点，本方案采用了一款具有全天候监视、具备检测、跟踪、行为分析能力的嵌入式智能化哨位预警监控系统。其核心技术组成包括智能哨位预警终端及综合管理平台软件。具有监控范围大、跟踪目标准确、转移速度快和环境适应能力强的特点。1.组成及工作原理智能哨位预警终端的整机外观结构如图1所示，主要由高清全景检测摄像机（预警机）、高清红外伺服跟踪云台摄像机（定机位）组成。高清全景检测摄像机（预警机）由一台广角摄像机和多台长焦摄像机组成，内置图像检测处理板、音视频压缩编码板、环境感知处理板、高清全景摄像机、加热风冷组件等组成。高清红外伺服跟踪云台摄像机（定位机）内嵌高清光学变倍一体化摄像机、红外变焦激光照明器、高速旋转控制主板、示警喇叭、示警灯和风冷加热组件、两轴旋转机构和密封壳体组成。智能哨位预警终端由高清全景检测摄像机（预警机）组成无盲区覆盖监控区域的高清全景图像，内置图像处理器对监控区域进行移动目标、越界目标、侵入目标进行图像抓拍、行为分析，得到目标在全景视场中的偏差信号以及目标大小，快速指挥高清红外伺服跟踪云台摄像机（定位机）旋转指向目标，并对目标放大/缩小，使目标始终处在视场中心，达到始终跟踪目标，同时对其目标进行声光示警。图像处理对场景目标自动聚焦、自动变倍、环境照度自适应增益调整、对比度和色度调整；低照度环境下，自动调整补光照度，并和摄像机变倍联动，实现看哪儿照哪儿。哨位预警终端嵌入式软件控制原理如图2所示：智能哨位预警终端需要对三路定焦摄像机视频进行运动检测及跟踪处理，将三个摄像机拍摄的画面中所有移动目标提取出来，并通过相对空间定位算法，将目标相对于云台摄像机的位置计算出来。在统一的相对于云台摄像机的空间坐标下，进行目标合并（合并同时出现在两个摄像机画面中的目标），判断哪些目标属于即将越界的目标，并选择进行云台控制跟踪。前端配置和设置要根据采油站等周边环境，水平和垂直方向的预警机可以自由组合监控区域，多形状设计，灵活实现对不同监控区域形状的全适用，实现视频入侵报警云台摄像机的应用面广泛，全区域覆盖监控、智能分析报警和跟踪。四、周界防范系统功能和设计针对东北某采油站周界防范的示例来介绍其功能应用：1.自动跟踪功能预警跟踪摄像机启用智能分析模块自动对预警机视场范围内的图像进行分析，将运动目标在视频画面上加以标示，并启动自动跟踪预警机对移动目标进行智能跟踪示警。人工监控时，可切换成高速球模式，支持传统高速球的全部功能；无人监控时，可切换至自动跟踪模式，球机可自动侦测、自动跟踪移动目标；大范围全景监控时，可切换至广角模式，超大视野尽收眼底。2.越线检测功能在需要检测的区域边缘绘制一条警戒线，当有目标越过警戒线时，运动目标立刻被报警框框示出来提醒监控人员，对目标进行云台智能跟踪的同时启动声光报警警示入侵者。3.优先跟踪区域设置产品在进行跟踪时，对优先跟踪区域内移动的物体优先进行跟踪。可设置多个任意形状的优先跟踪区域，不同区域内的参数可独立设置（如警告高度），互不影响。4.警告高度设置产品进行跟踪时，优先跟踪优先跟踪区域内超过警告高度的物体。使用此功能可区分入侵者类型（人和小动物），根据预设条件符合指定条件的入侵行为优先引发报警跟踪。5.快/慢切换功能当有多个目标进入警戒区域时的跟踪策略。快切换：目标越线，云台对其进行跟踪；当有新的目标越线，则立即跟踪新目标；若有多个目标同时越线，选其中之一进行跟踪；无越线目标时，对之前越线且仍在界面内的目标进行跟踪。慢切换：当目标越线，跟踪越线目标，此时不再对其他越线目标进行响应，直到该目标丢失；目标丢失后对当前正越线的目标进行跟踪，若此时没有目标越线，选择曾经越线且仍在界面内的目标进行跟踪。6.时间计划产品根据设置的时间，对敏感区域或重点部位定时开启和关闭自动跟踪，可以根据自己的实际需求灵活选择时间段自动开启或者关闭智能分析功能。7.手动/自动示警功能用户根据需要可随时手动开启声光报警警示入侵者，当监控室内执勤人员发现违法入侵者可立即手动示警。启动优先跟踪或越线报警后，打开报警输出的相关设置，当有运动目标进入优先跟踪区域或越过警戒线，自动跟踪示警机在跟踪目标时可启动声光报警，或输出报警信号启动录像等功能。8.系统网络构架设计本项目中，需要建成油田专用通信网络，监控系统可以利用此资源进行专网内的网络规划设计，对于确保视频信息和安全保密性都有较为突出的优势，比如监控系统与其他系统互不干扰；可确保监控系统无延时；可保证实时视频和录像流畅。本项目中采用光纤通信专网的方式进行网络传输，传输系统具备极高的安全性和稳定性。三层网络架构采用层次化模型设计，即将复杂的网络设计分成几个层次，每个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。三层网络架构设计的网络有三个层次：核心层、汇聚层、接入层。核心层是网络的高速主干，具有可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、适应性、低延时性等特性，对整个网络的连通起到至关重要的作用。汇聚层是网络接入层和核心层的中介，就是在工作站接入核心层前先做汇聚，以减轻核心层设备的负荷。汇聚层具有实施策略、安全、工作组接入、虚拟局域网（VLAN）之间的路由、源地址或目的地址过滤等多种功能。接入层向本地网段提供工作站接入。在接入层中，减少同一网段的工作站数量，能够像工作组提供高速带宽。三层监控网络架构采用模型设计，前端油站的监控、管理分站、监控中心三个级别：前端视频入侵报警云台摄像机为布局周界防范，同时在当地实现DVR/NVR高效存储管理，本地化保存，配备声光报警实现远程油站监控的无人值守，同时可兼容接入油站传感采集的数据，实现系统的融合。管理分站对所属油站进行管理，同时配合客户端浏览、显示墙、键盘控制等，报警信号会第一时间传到管理分站，实现对报警信息进行处理和排查，可联动短信、电话等方式提供巡视人员。监控中心对周界防范系统进行统一管理，平台化集中存储备份，权限的分配，实现所有子系统的服务汇总，集中实现管理、显示、解码、控制、报警处理等。三层网络架构的特点是网络性能高、层次清晰、网络管理直观、方便，并合理的分散了网络设备带来的安全风险。9.集中平台管理周界防范的综合管理平台软件，基于网络全数字化的信息传输和管理系统，结合了视频流媒体传输技术、流媒体存储技术、智能检索、三维地图显示和虚拟现实漫游技术，采用模块化的软件设计理念，以集中管理和网络传输为核心，完成信息采集、传输、控制、管理、GIS地图和储存、智能搜索的监控报警联网指挥管理平台综合解决方案。主要包括存储服务器、web服务器、事件服务器、GIS服务器、流媒体转发服务器、注册服务器、目录服务器、管理服务器等，可以管理支持1000路实时录像与2000路转发。整个系统数据共享，需要兼具设备自动查找与巡检、图像智能化分析与快照检索、云镜控制与远程管理、个性化浏览与多级地图等功能。具备网络集成一体化，统一图形用户接口(GUI)、跨平台共享数据库；用网络视频流检测异常行为并且自动发出警告；符合开放标准的视频处理兼容性、扩展性；系统支持多级的组网方式，并能实现对全系统的灵活管理与配置。周界防范管理平台软件从上至下共分四个层次，分别是业务展现层、业务接入层、操作和管理业务层、设备接入/数据持久层，最底层是前端设备与存储设备及数据库。具体结构参考下图：总结石油行业的周界防范系统应用为实现重要区域的无人值守、智能跟踪、预警示警等环节都提供了强有力的技术支撑，有效的保障了石油能源行业的安防监控和周界防范。随着技术水平的提高和完善，全智能高集成自动化的周界防范应用必将是未来重要的发展方向。