智能视频监控在库区安防中的应用

李哲

(宁波大榭开发区信海油品储运有限公司，浙江 宁波 315812)

小田湾油品仓储项目是一个集储存、中转、分拨、汽柴油公路发油以及原油管道外输、保税为一体的大型油品罐区。为了加强管理，有效防止非法入侵及保障油库的安全，对设备运行、文明生产等各类情况加以监视，特别是对火灾、爆炸、泄漏、失窃、恶意破坏等对安全生产构成威胁的情况加以监视，该油库建立了一套含视频监控、智能分析、防盗报警等在内的安防系统。就视频监控而言，该系统方案采用了和SCADA控制系统的联动功能，即在一个安防平台上可以集成监控视频、周界、门禁等所有的安防功能，并实现自动联动。笔者根据智能视频监控系统在项目中的应用，进一步分析智能视频IV(intelligent video)监控系统在厂区安防中的应用。

1 智能视频监控的定义

智能视频源自计算机视觉CV(computer vision)技术，计算机视觉技术是人工智能研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。而智能视频技术主要指“自动分析和抽取视频源中的关键信息”。如果把摄像机看作人的眼睛，智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅为监控者提供有用的关键信息。

智能视频监控系统(IVS)以数字化、网络化视频监控为基础，用户可以设置某些特定的规则，视频监测系统能够识别不同的物体，同时会识别目标行为是否符合这些规则以及发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出报警和提供有用信息，从而更加有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地减少误报和漏报现象。

2 IVS的优势

2.1 传统视频监控的不足

技术上可以将视频监控行业的发展划分为三个阶段。

第一阶段： 全模拟视频监控。其特点是视频的采集、传输和存储均是模拟方式，即所称的闭路电视系统。模拟视频监控系统技术比较成熟，缺点是传输距离比较近，不适合远程传输，不能与门禁等其他安防系统集成，无法形成联动。

第二阶段： 部分数字视频监控。其特点是数字硬盘录像机(DVR)的采用，视频内容以数字方式存储在DVR上，可实现内容的方便检索，但在远程传输的时候，通常需要部署光纤和安装光端机，系统成本比较高。

第三阶段： 网络化的数字视频监控。其特点是结合成熟的视频编码和IP网络技术，以较低的成本实现监控系统的大规模部署和灵活扩展；它采用开放式架构，可实现与门禁等安防系统以及其他IT系统的整合。然而，不论上述哪一种方案，都存在以下不足。

1) 完全依赖人工监控。有实验数据表明，在经过22 min监控后，监控人员可能错过最高达95%的画面监控内容。面对日益复杂的监控内容，在监控人员责任感、工作状态等各种因素的影响下，整个视频监控系统的有效性无法得到保证。

2) 监控时间受各种客观条件的限制。一个监视器必须分时显示多个监控现场的画面，对于大型的系统，每个监控点实际上只有很少一部分时间处于监控人员注视下，漏报的概率非常高。

3) 数据分析难度大。当前的视频监控系统，通常都是7×24 h录像。在进行事后回顾时，必须依靠人工方式进行检索，耗时耗力，可靠性也比较低。实时性差，响应时间长，当监控系统规模比较庞大时，这种完全依赖人工的方式往往浪费很多时间，并可能直接引起损失的扩大。

2.2 IVS的优势

相对于传统视频监控，IVS具有以下优势：

1) 全天时运行。IVS可根据用户设定的规则，对监控画面进行7×24 h不间断地分析。

2) 提高报警实时性。IVS延迟很短，基本上可实时监控和分析画面；能在异常事件发生的第一时间报警，提示监控人员注意；在与其他安防设备和IT系统集成时，IVS可实时调动其他系统做出联动响应，大幅度缩短整个安防系统的反应时间。

3) 提高报警精确度。IVS内置各种智能算法，可全天时运行，有效弥补人工监控的不足，降低IVS整体的误报率和漏报率。

4) 可广泛扩展至其他用途。IVS不但可用于安防，也可用于其他用途。例如基于智能视频分析的人数统计功能，可用于商业场所统计每天的人流量，这些数据具有一定的商业参考价值。

3 IVS的典型配置

3.1 基于模拟视频的系统配置

基于模拟视频的系统配置如图1所示，该方式适用于传统模拟视频系统的升级改造，增加智能视频分析的功能。前端摄像机视频经过传输后，在监控中心获取模拟视频，将模拟视频连接到智能视频分析服务器进行视频分析。

图1 基于模拟视频的系统配置

3.2 基于IP网络视频传输的系统配置

基于IP网络视频传输的系统配置如图2所示，该配置方式适用于基于IP网络的视频监控系统，前端采用IP摄像机或编码器，将数字视频传送到监控中心，连接到服务器获取数字视频后进行分析。

图2 基于IP网络视频传输的系统配置

4 IVS的特点

1) 智能视频分析。除基本的视频监控功能外，利用系统中的智能视频分析功能，可通过分析现场视频检测出可疑的活动、事件或者行为模式，然后执行确认性联动，将各类报警的现场视频图像信息直接显示在计算机屏幕上，使监控人员及时了解到报警现场的实际情况，同时将分析信息记录到录像资料中用于事后检索。

2) 图像清晰。采用Motion JPEG/MPEG4编解码技术时，可以实现CIF/4CIF质量的图像显示；在较低的带宽下，图像能做到无抖动、马赛克等现象。

3) 实时监控。支持多路视频输出到客户端；支持多画面分屏功能；支持多客户端，用户可以在普通PC上通过IP网络观看监控图像。

4) 报警录像存储和回放功能。支持报警事件录像，保存事件前10 s，后20 s视频；支持各种录像回放功能，如慢放、快放、中途拖拉、静止观看等；录像可通过线路号、时间等参数回放，也可按照事件、报警和联动搜索回放。

5) 输入输出支持报警输入功能。可由外部报警设备激活布防或者撤销布防；具有开关量输出功能，可实现即时声光电报警(报警设备可选)。

6) 可靠性。高智能分析设备采用嵌入式设计，结构紧凑、功耗低、可靠性高；采用实时操作系统，具有抵御病毒的能力，系统软件运行稳定，安全性高；达到工业级温度范围，能在室外环境下长期工作。

7) 操作简便。人性化设计，全中文、图形化管理操作，界面友好、维护方便；支持多个用户同时登录，具有严格的用户安全检查和权限检查机制。

8) 成熟可靠。IVS是目前国际领先的视频监控设备，运用最新的智能分析算法对目标行为进行跟踪识别。该系统已经广泛应用于全球多个国家和行业的安全防范和反恐领域。

5 IVS在小田湾库区的应用

5.1 IVS配置

系统采用三层架构，即现场接入层、视频传输层及中心控制层，系统配置如图3所示。现场接入层为摄像机，根据实际情况布置快球、防爆摄像机，保证无盲点。视频传输层根据摄像机汇聚点，设置视频编码器、网络交换机，包括接入交换机、核心交换机。中心控制层位于油库安防总控制室，包括视频管理服务器、NVR录像系统、数字虚拟矩阵、视频管理客户端、大屏系统等。

视频监控系统由摄像头、硬盘录像机、视频矩阵、编码器等组成。编码器和硬盘录像机可以通过TCP/IP联网，并且编码器和硬盘录像机能提供基于浏览器/服务器结构的终端访问方式。SCADA系统和油库管理平台具备集成视频画面的功能。

图3 小田湾库区IVS配置

5.2 小田湾油品仓储项目的运用

小田湾油库网络化的视频监控系统视频以标准Internet网络为传输媒介，采用流媒体技术，实现视频在网上的多路复用传输。不仅具有传统数字监控系统所具有的计算机快速处理能力、抗干扰能力、快速查询记录及单机显示多路图像等优点，此外报警、门禁、巡更等前端设备输出的数字信号，可以由“多网合一”的方式，进行网络复用传输，并在同一平台上进行管理与控制。SCADA系统选用HS系统，LED大屏显示，安防监控支持SCADA控制系统的联动功能，经综合考虑采用基于模拟视频的系统配置方式即“模拟摄像头+编码器+数字”传输方式，成本比纯数字方式大幅降低。实现了以监控平台为主，将安防系统、弱电系统、SCADA系统(含火灾报警系统)集成到一个系统平台上，其中SCADA系统冗余配置，集中进行弱电各系统数据备份，各系统互相独立，通过数据接口实现联锁联动，在统一的集成平台管理控制下，构成了一个智能化程度高、功能完善、界面友好、操作简单、维修方便的集成控制平台，为厂区安全防范工作、统一管理、指挥调度打下坚实的基础。

6 结束语

由于人类自身的客观原因，无法对多个视频保持高度集中监视，常常会遗漏一些重要的视频信息，最后只能靠回放视频录像来找寻事件发生过程，视频监控沦为一个事后取证的工具，失去原本的实时监控目的。利用当今先进的IV监控技术来监控生产区域，对事件的发生提前预警，最大程度地防止意外或损失发生，并达到控制成本，提高效率的目的。

参考文献：

[1] 李景方，杨志蓬，童时.GA/T 75—94 安全防范工程程序与要求[S].北京： 中国标准出版社，1994.

[2] 温伯银，沈育祥，徐钟芳，等.GB/T 50314—2000智能建筑设计标准[S].北京： 中国计划出版社，2004.