電視監控系統的應用及優(yōu)化改造

　　企業(yè)電視監控系統是電視監控系統與數字視頻網(wǎng)絡(luò )監控系統的完美結合，用以改善企業(yè)的現場(chǎng)管理、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強安全生產(chǎn)防范力度，對財產(chǎn)和人身安全起到保障作用，為企業(yè)實(shí)現現代化管理創(chuàng )造了極有利的條件。

安鋼第二煉軋廠(chǎng)是集團公司“三步走”發(fā)展規劃標志性重點(diǎn)工程，裝備水平國內領(lǐng)先，電氣控制水平國際一流,其軋機生產(chǎn)線(xiàn)的每個(gè)角落都是安全防范的重點(diǎn)對象。安鋼第二煉軋廠(chǎng)堅持“安全第一，預防為主”的方針，制定和采取安全有效的防范措施，加強對重點(diǎn)部位和危險性較大的作業(yè)場(chǎng)所的安全管理。對軋機生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行全方位的安全生產(chǎn)監控，使安全管理人員和操作人員在及時(shí)發(fā)現問(wèn)題或隱患的同時(shí)，在操作室和調度室就可以及時(shí)處理、解決問(wèn)題或及時(shí)提醒現場(chǎng)的工作人員和操作人員以防事故的發(fā)生。

　　優(yōu)化前的電視監控系統

　　監控系統

　　電視監控系統共有三個(gè)監控系統中心，分別是煉鋼調度室、軋鋼調度室和中心調度室，用視頻線(xiàn)(同軸電纜)進(jìn)行圖像信號的傳輸。煉鋼調度室、軋鋼調度室和中心調度室均由6臺34寸彩色監視器組成的電視墻。系統選用彩色攝像機鏡頭和云臺、多媒體計算機、視頻矩陣切換器、智能鍵盤(pán)及彩色監視器、長(cháng)時(shí)間錄像機。對生產(chǎn)線(xiàn)和重點(diǎn)部位實(shí)現全方位實(shí)時(shí)監控。

　　系統構成

　　系統主要由前端部分、管理控制設備、終端顯示設備、信號傳輸系統組成。通過(guò)長(cháng)鏡頭接收光信息，經(jīng)光學(xué)鏡片分成兩部分，一部分通過(guò)日本松下彩色CCD攝像機形成圖像信號，另一部分經(jīng)比色掃描形成信號經(jīng)A/D轉換后和圖像信號一起由同軸電纜進(jìn)入主控器，經(jīng)數字化處理后的圖像在監視器上顯示出來(lái)。

　　·系統的前端設備由彩色CCD攝像機、鏡頭、云臺、譯碼器、攝像機防護罩等。

　　·管理控制設備由操作室信號控制器、中心信號控制器、中心矩陣及智能鍵盤(pán)構成。

　　·終端顯示設備采用監視器和計算機的CRT構成。

　　·本系統全部采用同軸電纜傳輸視頻和數據信號。

　　優(yōu)化前安鋼第二煉軋廠(chǎng)電視監控系統結構框圖示于圖1。

　　存在問(wèn)題及分析

　　原電視監控系統存在的問(wèn)題如下：

　　·安鋼第二煉軋廠(chǎng)的電視監控系統原來(lái)共有三個(gè)監控系統中心，分別是煉鋼調度室、軋鋼調度室和中心調度室，不利于集中監控。

　　·完全是視頻線(xiàn)(同軸電纜)進(jìn)行圖像信號的傳輸，視頻線(xiàn)易受強電、電磁、高壓等電力系統的干擾，受傳輸距離的限制，需要改進(jìn)傳輸方式。

　　·終端畫(huà)面長(cháng)期處于不穩定和模糊狀態(tài)，嚴重影響了調度對現場(chǎng)的監控和管理，對生產(chǎn)的順利進(jìn)行造成影響。

　　優(yōu)化方案

　　針對系統存在問(wèn)題，經(jīng)過(guò)詳細論證，從以下幾方面進(jìn)行處理：

　　·電視監控系統優(yōu)化分兩步走：第一步完成調度室的監控設備；第二步逐步完善增加并優(yōu)化改造各個(gè)操作室的遠程監視設備和光纖傳輸設備。

　　·移動(dòng)軋鋼調度室和煉鋼調度室的工業(yè)電視監控終端到中心調度室,取消軋鋼調度室和煉鋼調度室的工業(yè)電視監控，改為中心調度室集中控制。

　　·從連鑄操作室經(jīng)煉鋼調度室到中心調度室采用光纖傳輸。

　　·用三套001T/R型光端機進(jìn)行信號的傳輸。

　　·中心調度室增加6臺34寸彩色監視器，便于集中監控。

　　傳輸部分是指傳輸圖像信號，視頻信號的流向是從系統前端的攝像機流向數字監控系統的控制中心，根據現場(chǎng)實(shí)際情況，采用光纜傳輸，由于分廠(chǎng)面積較大，廠(chǎng)區分布距離較分散，東西距離較遠，采用光纜傳輸可以避免使用一般電纜傳輸帶來(lái)的視頻衰減，從而使終端顯示的圖像更加清晰，在監控點(diǎn)的前端配置視頻光端機發(fā)射端，在主控室配置視頻光端機接收端，視頻光端機發(fā)射端和視頻光端機接收端通過(guò)光纜同步傳輸多路信號實(shí)時(shí)視頻信號，該光端機可適用于多種惡劣環(huán)境，是監控系統應用的理想選擇。即插即用的設計使得安裝極為簡(jiǎn)便，并且無(wú)需進(jìn)行電氣和光學(xué)調節，該光端機配有每個(gè)獨立通道的電源和視頻狀態(tài)指示的LED，可實(shí)時(shí)監測系統的正常運行。

　　光纖傳輸系統的特點(diǎn)如下：

　　光纖傳輸系統主要由三部分組成：光源(光發(fā)送機) 、傳輸介質(zhì)、檢測器(光接收機)。光源和檢測器的工作由光端機完成，數字光端機的主要作用就是實(shí)現電—光、光—電的轉換。光纖作為傳輸介質(zhì)具有信號傳輸損耗低，傳輸距離遠，采用單模光纖；電視信號具有很寬的頻帶，遠距離傳輸非常困難，用光纖傳輸視頻信號，可保證遠距離傳輸具有很高的信躁比，不需高頻補償，這是常規電纜無(wú)法比擬的；抗干擾性強，無(wú)電磁輻射，無(wú)信號泄露，無(wú)接地和短路問(wèn)題，系統功耗??；光纖傳輸壽命長(cháng)。

　　優(yōu)化后的電視監控系統

　　系統的監控中心設在廠(chǎng)中心調度室，中心調度室有由12臺34寸彩色監視器組成的電視墻，電視墻的機架內放置可擴展的SJC12824大型視頻矩陣切換器，矩陣切換器內置1塊16路視頻輸入板和2塊8路的視頻輸出板。因此本視頻矩陣切換器配備了16路系統的監控中心設在廠(chǎng)中心調度室，中心調度室有由12臺34寸彩色監視器組成的電視墻，電視墻的機架內放置可擴展的SJC12824大型視頻矩陣切換器，矩陣切換器內置1塊16路視頻輸入板和2塊8路的視頻輸出板。因此本視頻矩陣切換器配備了16路視頻輸入和16路的視頻輸出，其單個(gè)箱體最大輸入可達到128路，最大的視頻輸出可達到24路，是一套擴展性極強的大型矩陣切換控制系統設備。本電視監控系統的圖像，經(jīng)嵌入式數字硬盤(pán)錄像機，可把視頻信號數字化壓縮后經(jīng)網(wǎng)絡(luò )接口RJ45可接入MIS網(wǎng)。

　　本系統遠端是生產(chǎn)線(xiàn)各個(gè)操作室需要的遠程監控，遠端的視頻信號通過(guò)視頻光端機傳輸到中心調度室，同時(shí)每對光端機都帶有一路反向的控制信號通道，以實(shí)現調度室中心控制矩陣切換器對遠端射像機的云臺和鏡頭的動(dòng)作控制。系統在前端共設有108臺松下彩色CCD射像機。
優(yōu)化后采用光纖傳輸的電視監控系統結構簡(jiǎn)圖示于圖2。

　　系統功能及特點(diǎn)

　　工業(yè)電視數字視頻網(wǎng)絡(luò )監控系統具有技術(shù)先進(jìn)、監控嚴密、防范有力提供儲存信息及時(shí)準確和與其他防范系統聯(lián)動(dòng)運行的功能，它不僅可以對監控現場(chǎng)進(jìn)行不間斷實(shí)時(shí)監視，還可以通過(guò)各種存儲媒體將監視內容清晰地記錄下來(lái)以備隨時(shí)查閱。特點(diǎn)在于它所采用的是多元信息采集、傳輸、監控、記錄、管理以及一體化集成等一系列高新技術(shù)。

　　·監控系統實(shí)現現場(chǎng)多畫(huà)面實(shí)時(shí)監視和實(shí)時(shí)視、音頻硬盤(pán)錄像兩種功能，錄像保存時(shí)間可按客戶(hù)要求設計?，F場(chǎng)監視可達到視音頻同步實(shí)時(shí)25幀/秒，采用MPEG-4視音頻硬件壓縮方式，圖像預覽監視分辨率達704×576像素以上，錄像分辨率達352×288像素以上。

　　·視頻存儲設備采用硬盤(pán)錄像機，硬盤(pán)空間巨大，實(shí)現海量存儲。硬盤(pán)錄像存儲文件滿(mǎn)時(shí)，系統可自動(dòng)提示，并將存儲最早的錄像文件自動(dòng)替換，實(shí)現循環(huán)錄像，同時(shí)，可將重要錄像文件自動(dòng)或手動(dòng)枷鎖，防止硬盤(pán)滿(mǎn)時(shí)自動(dòng)刪除。

　　·具有動(dòng)態(tài)監視報警錄像功能，靈敏度可調，錄像持續時(shí)間可調，每路圖像支持多個(gè)分區檢測，視頻報警觸發(fā)時(shí)，可預錄觸發(fā)前60秒(預錄時(shí)間可調)的內容，使錄像內容完整。

　　·系統具有自檢功能，視頻源丟失時(shí)系統自動(dòng)報警。具有圖像抓拍、打印功能。具有密碼保護功能，防止非法修改系統設置。

　　·系統圖像資源壓縮為數字圖像信號通過(guò)廠(chǎng)內局域網(wǎng)傳輸，便于各級管理人員隨時(shí)觀(guān)看。

　　·圖像顯示方式可以根據管理需要進(jìn)行預先設定，各監視器可以對任意一臺攝像機進(jìn)行定點(diǎn)顯示或4畫(huà)面、9畫(huà)面、16畫(huà)面的顯示；同時(shí)各監視器可以對所有攝像機或部分攝像機圖像進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)顯示，也可同時(shí)顯示16路硬盤(pán)錄像機放像信號顯示圖像信號。

　　·系統具有圖像可編程功能，操作控制鍵盤(pán)上的相關(guān)按鍵，可以方便地設定各監視器上圖像循環(huán)切換的內容及時(shí)間，自動(dòng)循環(huán)顯示時(shí)間可在1-30秒內調整。

　　改進(jìn)后，經(jīng)過(guò)近一年多的實(shí)踐驗證，圖像清晰、集中、穩定，效果良好。

　　結語(yǔ)

　　隨著(zhù)生產(chǎn)管理自動(dòng)化水平不斷提高，特別是對于監控對象多、涉及區域廣、監控點(diǎn)分散的行業(yè)，對遠程實(shí)時(shí)圖像的集中監控的要求越來(lái)越迫切。同時(shí)，隨著(zhù)光通信技術(shù)的不斷推廣，為遠程的實(shí)時(shí)高清晰度的電視監控系統提供了良好的契機。

　　電視監控系統在安鋼第二煉軋廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)優(yōu)化改造投用以來(lái)，目前運行良好，可靠性高，故障率低，達到了滿(mǎn)意的效果。