化工企业智慧营运视频监控集成与应急管理智慧系统总体设计方案.doc

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1、化工企业智慧营运视频监控集成与应急管理智慧系统总体设计方案1.1 总体设计思路从系统层面上来讲，目前在大型企业的安全防范建设领域的各个安防子系统中，包括视频监控、智能一卡通系统、防盗入侵系统等各种检测系统在内，在其系统内部的建设上都已经较为成熟，在这一部分面对的主要任务是引入一些先进的技术或设备，如高清化视频设备、智能分析技术、生物识别技术、物联网技术、视频云存储技术等应用。基于此，彩格电子以综合安防平台iVMS-8800为核心的智慧建筑综合安防解决方案改变了以往对安防系统的简单定义。以综合安防平台iVMS-8800为核心的智慧运营综合安防解决方案，融合数字图像处理技术、物联网技术、IT、网络

2、通信技术、软件系统集成技术、图像智能识别技术、生物识别技术等多项先进技术，将视频、报警、门禁、访客、梯控、巡更、等安防组合和集成方案融合在一个统一的架构下，通过标准的界面为客户提供一个开放、集成、高效、灵活可扩展的七星体验应用，以帮助用户获得更便捷的操作、更透彻的感知、更高效的管理与更智能的决策支持，从而实现高效的安全管理和持续运营。1.2 系统设计范围根据建设单位的要求，结合建筑智能设计标准要求，对本工程作如下设计规划：1.视频安防监控系统 2.门禁管理系统3. 安防综合管理平台1.3 关键技术应用1.3.1 综合安防技术应用现代的安全防范系统将传统的安防系统独立运作模式和被动的视频安防监控

3、为重点的安防报警系统功能要求，转而以防破坏、防爆炸、防恐怖袭击、事先侦测和视频监控图像的智能分析与突发事件响应相结合的多重防范及协同功能为重点。一旦出现恐怖分子或潜在的犯罪分子，安全防范系统应该具有强有力的预防能力，能够在犯罪分子入侵建筑后，通过主动侦测、智能分析、及时发现。公共安全新技术应用的重点是：数字化与智能化技术的整合，将入侵报警、侦测报警、视频监控图像智能分析报警等主动发现、将报警、视频跟踪、门禁控制、智能视频分析形成“一体化”的主动式安全防范体系，同时将报警与出入口控制、电子巡查进行功能协同，实现检测、捕捉、识别和快速应急处理相结合。实现“一体化”安防应用系统功能要求、设备、信息及

4、数据的整合，实现“一体化”系统快速、自动化、多功能应变响应综合技术应用。通过建成的“统一编解码标准、统一联网协议、统一控制协议、统一发卡授权、统一数据互联、统一管理界面、统一系统架构”的综合安防管理系统，可以整合各类不同来源、不同系统的视频图像资源、报警资源、信令资源，实现视频图像及安防数据信息的互联互通。1.3.2 视频安防监控新技术应用数字视频监控技术是目前视频安防网络监控所采用的主流技术。数字视频技术应用系统由现场数字监控前端摄像机、网络视频转换与传输设备、网络视频监控中心设备等。通过智能化物联网对现场监视摄像机、控制设备、模数转换设备、网络传输设备、网络视频存储设备、数字视频矩阵、大屏

5、幕显示设备等进行操作和监控，有CCTV系统指定摄像头指定时间的动态检测功能，CCTV影像远传监控功能，摄像头、线路被破坏报警功能，实现数字化视频信号的采集、分析、传输、存储、选择、调用等各项功能。要求监控画面的数据保存的有效时间不小于30天。通过完整系统运维管理模块整合视频质量诊断、流媒体直存集中存储设备N+1热备、流媒体集群冗余、双机热备等系统运维手段，对系统设备及前端监控设备的码流进行解码与图像质量评估，对视频信号、安防系统中存在的问题进行判断和告警。系统采用轮询的方式，若发现设备工作异常，如清晰度异常（图像模糊），亮度异常（过亮、过暗），偏色，噪声干扰（雪花、条状、滚屏），画面冻结，信号

6、丢失，及时提供报警信息和通知，使得工作人员能快速排除系统问题，有效预防因硬件设备导致的图像质量问题而带来的损失。数字视频系统的主控设备（或现场数字视频编码器）将现场监控摄像机数字视频信号进行数字化压缩，并将压缩后的数字视频信号通过网络进行传输。视频安防监控系统新技术应用的重点是：视频信号的数字化和网络化传输与存储；视频监控图像的智能分析、报警、识别、跟踪等技术的应用。采用GIS楼层地图进行日常安全防范管理，结合数字视频系统与智能分析搭起以防为先、杜绝安全隐患的数字安防平台。通过手持式可视化移动终端设备与GIS楼层地图相结合的方式，实现巡更人员的自动跟踪与视频录像记录。通过前端摄像头内置智能分析

7、算法，可在前端即可实现对人脸识别、人流量统计、区域入侵、徘徊、跨线（区域）入侵、智能后检索等智能分析功能，一旦发现异常事件或特征行为超越设定阈值，系统则获取该异常事件并进行一系列的报警联动动作，例如报警联动上墙、报警联动录像、驱动声光报警器等，并记录该事件的全过程，该记录或日志无法被恶意篡改。无需增加任何在后端智能分析的成本开支。系统具有独立的视频移动报警功能，可按需要设置任意的报警画面或局部画面的移动报警。在夜间正常时无人出现（如各主要出入口、电梯前室等）或平时少人出现的重要部位，可将摄像机设为检测报警状态，即在操作站上将这些部位的画面框定在一定范围，当有人出现，画面发生变化时，画面处理器会

8、发出声光报警信号，提醒保安员注意，同时联动录像机进行录像。为了提高存储数据的安全性，考虑多种存储模式相结合的策略，录像计划可自定义多个模板，多种报警事件录像存储类型：移动侦测、报警录像、计划录像等；为了保护报警事件触发的重要录像资源能够长期并低成本的存储。系统能对多种报警类型进行探测，如监控点报警：视频丢失、视频遮挡、移动侦测报警；智能报警：如穿越警戒面、区域入侵、人员聚集、徘徊、物品遗留等、视频质量检测。I/O报警、设备硬盘满报警等在线状态报警、入侵报警等等。另外，提供丰富的报警联动预案，包括：客户端联动（视频图像、声光显示、信息叠加、语音对讲）、联动云台、联动录像、联动报警输出、EMAIL

9、通知、短信发送、联动电视墙显示等。前端网络摄像机具备智能编码、智能侦测、智能控制等功能，通过先进的编码技术、图像感知与处理技术等在保障甚至提高监控图像质量的前提下，大幅度降低视频码流，使得在有限的网络带宽的条件下传输高质量的视频图像数据，并且通过丰富多样的功通满足不同环境的监控要求，提升视频监控系统的智能化水平。具备智能编码的功能1）低码率同等图像质量下，720p码率只需12M，1080p码率只需34M；码率最多降低3/4，存储空间最多减少3/4，带宽占用最多减少3/4。2）ROI（感兴趣区域编码）ROI可将码流资源按需分配，将有限的资源集中在一块或多块感兴趣区域，提升感兴趣区域（如车牌、人脸

10、）图像质量；在保证关键区域图像质量的前提下，码率至少可降低1/2。3）SVC（可伸缩视频编码技术）SVC使得网络摄像机编码后的视频流具有伸缩能力，配合后端支持SVC的NVR，可实现对任意时间段录像抽帧压缩，压缩后可将录像时间延长3倍；海康720pIPC低码率+ROI综合运用可节省3/4的存储空间，一块2T硬盘，可存储4路720pIPC录像47天。4）多码流支持多路独立编码码流，双路实时高清码流；每路码流可分别设置不同分辨率、帧率、编码格式(H.264/MJPEG/MPEG4)；总带宽提升至80M，可满足20路同时在线预览。5）低延时高效编码算法，所有网络摄像机产品延时均在200ms以内；最短延

11、时模式下，平均延时720p/2M可达140ms，1080p/4M可达160ms。具备智能侦测的功能1）行为侦测智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。2）人脸侦测智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。3）音频侦测摄像机音频侦测功能可对

12、声音的强度进行检测，当检测到无音源输入或某一时刻音频强度超过声音强度阈值时，可实现自动预警。同时具备环境噪音过滤功能，可通过软件算法处理的方式缓解背景噪声对音质带来的影响。4）场景侦测彩格电子视频质量诊断技术可对场景变更、图像虚焦问题进行自动分析检测，并联动报警；彩格电子场景模式可对各种场景下的参数进行预设，方便客户选择；支持日夜两套参数配置，可实现自动切换。具备智能控制的功能1）智能Smart IR新一代Smart IR技术可自动检测画面亮度，通过内部算法自适应调节红外灯亮度以及画面亮度，从而达到抑制近处物体过曝同时保证背景区域亮度的效果。2）ABF自动背焦调节部分枪机具有ABF(自动后焦调

13、节)功能，通过摄像机上的ABF按钮或者客户端/IE上的辅助聚焦等按钮可自动或手动实现图像传感器的细微调整，从而达到微调焦距的作用，方便了安装调试。3）AF自动对焦普通电动镜头受减速齿轮控制，聚集速度慢，且不能实现实时全自动聚焦，只支持一键辅助聚焦；齿轮不具备自锁功能，所以不抗震；彩格电子电动镜头支持变倍后自动对焦功能（AF），无需手动聚清，且聚焦速度快，同时具有自锁功能，抗震效果好。1.3.3 门禁控制技术以经济实用为前提，遵循可靠性、先进性、实用性、安全性、开放性和经济性的原则，采用基于TCP/IP与RS-485混合组网的门禁体系架构，系统主控设备采用稳定高效的工业级嵌入式RISC 32Bi

14、t CPU为核心并加入了设备的自诊断机制，对故障的发现和排除均能做到智能化和及时性；在紧急情况下，系统各控制设备均备有应急卡功能，保证在紧急情况下，即使系统中多处断线，受控门仍可以应急通行，因而该体系架构具有强大的组网能力、系统响应能力及高稳定性。门禁控制系统作为本项目的物理基础实施，其安全、稳定、可靠运行为本次项目成功实施的基石。综合考虑门禁系统建设的安全性、可靠性、可维护性、可扩展性、通用性和先进性，门禁系统的设计需满足如下要求：1) 考虑到系统运行效率、响应性能以及今后施工安装维护的方便，门禁系统基于TCP/IP的混合架构；2) 门禁系统的系统设计和设备选型为技术先进、性能安全可靠、易于

15、维护、使用灵活方便，并适合项目使用环境的、成熟的产品；3) 系统核心产品多门控制主机DS-K2500通过国际或国内权威机构认证，有CE 、FCC、MA等国际国内标准的认证报告；4) 系统的硬件、软件的设计具备故障诊断、在线修改的功能，离线编辑功能。系统软、硬件均采用模块化设计，通过硬件扩展、增加终端设备就可以实现门禁点扩展的要求；5) 系统主控器作为核心部件需采用工业级控制系统，系统设计、设备配置均应具有较强的抗电磁干扰能力，满足机房环境条件下正常使用，同时应考虑防尘、防潮，确保运行可靠；6) 门禁系统设备必须安全可靠，适应24小时不间断工作的要求；7) 系统软件iVMS-8700-ACS需同

16、时支持C/S和B/S结构，便于系统多子系统集成和WEB查询；8) 支持WEB查询功能，系统通过Intranet/Internet具有网络查询功能。根据不同的授权，可以进行网络管理系统信息查询；9) 系统应具备标准的第三方接入接口，用于接入现有系统及相关的第三方系统，至少应包括：SOA、WEB SERVICES、OPC SERVER、DLL SOCKET等两种及以上接口方式；10) 关键区域采用指静脉生物识别技术。1.3.4 视频防爆技术石油、化工、煤炭的国防等许多工业部门，在生产、加工、运输和贮存的各个过程中，经常可能泄露或溢散出各种各样的易燃易爆气体、液体和各种粉尘及纤维。这类物质与空气混合

17、后，可能成为具有爆炸危险的混合物，当混合物的浓度达到爆炸浓度范围时，一旦出现火源即会引起爆炸和发生火灾等严重事故。在这类危险环境中使用的电气设备都必须时经过专业机构认证的具有防爆性能的产品，因此便有了防爆技术。现代用于工业生产的可燃物种类繁多，数量庞大，而且生产过程情况复杂，因此需要根据不同的条件采取各种相应的防护措施。从爆炸破坏力的形成来看，爆炸一般需要具备5个条件：1) 提供能量的可燃性物质（释放源）；2) 辅助燃烧的助燃剂（氧化剂）；3) 可燃物质与助燃剂的均匀混合；4) 混合物放在相对封闭的空间（包围体）；5) 有足够能量的点火源。上述条件中的点火源、可燃物质和助燃剂是燃烧爆炸的三要素

18、，防爆技术就是根据这些爆炸条件，采取相应的技术措施和管理措施，达到预防事故的目的。1）可燃物浓度的抑制爆炸强度与爆炸性混合物的浓度有密切关系，爆炸强度随浓度变化的关系近似于正办周期的正弦曲线，浓度国底或过高都不能发生爆炸，这两个点称为爆炸下限浓度或爆炸上限浓度。在爆炸下限浓度以下，由于可燃性物质的发热量已经低到不能维持火焰在混合物中传播所需要的最低温度，因而该混合物不能被点燃；若浓度逐渐增加而超过爆炸上限浓度时,虽然可燃物质增加，但助燃的氧气浓度低于化学当量值，不能满足混合物完全燃烧的需要，也不会发生爆炸。因此可以通过可燃物浓度的控制来预防爆炸事故的发生，或者把爆炸事故可能造成的破坏力降到最小

19、限度。2）氧浓度的控制在爆炸气氛中加入惰化介质时，一方面可以使爆炸气氛中氧组分被稀释，减少了可燃物质分子和氧分子作用的机会，也使可燃物组分同氧分子隔离，在它们之间形成以层不燃烧的屏障；当活化分子碰撞惰化介质粒子时会使活化分子失去活化能而不能反应。另一方面，若燃烧反应已经发生，产生的游离基将与惰化介质粒子发生作用，使其失去活性，导致燃烧连锁反应中断；同时，惰化介质还将大量吸收燃烧反应放出的热量，使热量不能聚积，燃烧反应不蔓延到其它可燃组分分子上去，对燃烧反映起到抑制作用。因此，在可燃物/空气爆炸气氛中加入惰化介质，可燃物组分爆炸范围缩小，当惰化介质增加到足够浓度时，可以使其爆炸上限和下限重合，再

20、增加惰化介质浓度，此时可燃空气混合物将不再发生燃烧。3）点火源的控制温度对化学反映速度的影响特别显著，对一般反应来说，若初始浓度相等，温度每升高10反应速度大约加快2至4倍。因此，温度（也就是通常所指的点火源）使加快反应速度，引起爆炸事故的最初因素，控制点火源使防止爆炸事故的重要措施之一。4）减弱爆炸压力和冲击波爆炸现象的重要特征之一就是爆炸物质爆炸时，产生高温高压气体产物以极高的速度膨胀，使包围体内压力骤增，进而使包围体炸裂，形成冲击波，造成破坏力。为了防止或减弱因炸而使包围体内压力的骤增，应尽可能地不使包围相对封闭。1.4 系统总体设计某集团“智慧营运”视频监控集成与应急管理智慧系统，主要

21、分为三个部分：前端监控系统、传输网络和监控中心组成；前端监控系统由视频监控子系统、环境监控子系统、出入口子系统、门禁子系统、周界报警子系统、消防报警子系统组成，监控中心由存储子系统、显示子系统和控制子系统组成，系统架构如图：根据整体系统拓扑图，可以清晰地把系统进行归类：1.4.1 前端子系统1）视频监控子系统视频监控子系统主要包含前端各个装置的普通高清视频监控、特殊场所的防爆高清监控、特殊区域的智能分析监控，该子系统主要负责全厂区的视频图像的采集，所有前端摄像机分辨率全部高于720P。2）出入口控制子系统出入口控制子系统主要由车牌抓拍摄像机、LED补光灯、过车道闸、出入口控制终端组成，该子系统

22、主要负责化工厂园区出入口车辆进出的控制和记录，同时该系统和车辆过磅称重系统进行对接，两个系统可以实现相互联动。3) 门禁控制子系统门禁控制子系统主要由门禁控制器、读卡器、发卡器、开门按钮、磁力锁组成，该子系统可以通过中心管理平台控制全厂区所有门禁的开启和关闭，能够接收全厂区所有门禁的状态信息，门禁系统可与视频监控系统实现联动，并可以获取门禁刷卡信息和视频进行叠加。4)环境监测子系统环境监测子系统主要包含各类传感器：温湿度传感器、水浸传感器、风速传感器等，该子系统负责采取监测区域的各类环境量数据，控制中心综合监控平台可记录实时环境量信息，可设置各类环境量数据的阈值，一旦传感器采集的数据超过设定的

23、阈值即可联动视频弹出相关区域的图像进行报警。5)周界防范子系统周界防范子系统可分为两种类型：红外对射方式、电子围栏方式，两种方式都可以实现周界防范的功能，并都能和视频监控系统实现防区报警联动视频弹出相关区域的图像进行报警。6)智能控制子系统智能控制子系统主要接入了远程可触发设备，实现在中心平台控制前端各类装置中的灯光、空调、风机、抽水泵等远程可触发设备，可与环境监测子系统、报警子系统等其他子系统实现联动输出控制的功能。7)消防报警子系统消防报警子系统可与视频监控子系统实现联动，当某一区域消防报警时能够立刻联动对应区域的视频，相关人员可以第一时间获取该区域最真实的情况，能够迅速做出正确决策。1.

24、4.2 传输子系统考虑视频监控系统占用带宽较大，本次系统传输子系统的设计为CCTV监控系统单独铺设一套独立的专用网络，视频监控系统独立运行在视频监控专用网络里，不影响化工厂其他各类装置的生产和数据的采集，本系统采用光纤传输方式，前端各类装置采用二层以太网交换机，各机柜间和全厂控制中心采用三层以太网交换机，最终实现整个网络的连通。1.4.3 全厂控制中心1)存储子系统存储子系统实现真个系统中的存储管理，包括所有机柜间的NVR、控制中心的磁盘阵列，前端实现7*24小时不间断存储不少于30天，重点区域实现6个月的存储时间，报警录像和重点区域录像备份录像存储在控制中心的磁盘阵列中。2)显示子系统全厂控制中心显示子系统主要通过DLP/LCD拼接大屏显示全厂所有视频画面、生产数据、报警画面弹出、电子地图等。3)控制子系统控制子系统主要是通过控制中心的视频综合平台控制视频和数据上墙，实现视频画面在大屏上的拼接、分割、漫游、开窗等功能。