全数字工业视频系统在LNG接收站中的应用

申屠晓东

（中海石油气电集团有限责任公司，北京东城 100000)

近年来随着科学技术的发展，电视监控作为一种安全手段和新型管理方式，在各个领域中广泛利用。为满足当前企业安全管理以及现代化生产的需求，大规模的石油化工企业在生产装置的重要位置以及厂房室外交通要道安装了电视监控摄像机，能够为企业实时了解现场设备运行情况和生产区域中的安全情况，尤其是对于一些易燃易爆场所及有毒有害场所，无须就地巡检就能够实时观察监控厂区的生产，能够为部分事件的发生提供重要依据。减少了巡检人员的劳动强度，提升了企业安全生产效率，并能够为企业实现现代化管理奠定基础。

1 LNG接收站阐述

LNG是指液化天然气，通过脱水、脱硫、去杂质以及重烃等，将其冷却到-160℃，将气带变为液态。LNG接收站是指用于天然气储存之后向外输送天然气的重要装置。LNG是一种高效安全的能源，近年来受到了广泛重视，在能源供应中其所占的比例快速增加，各地LNG接收也纷纷兴起。工业电视系统是企业安全管理的重要举措，尤其在石油化工企业中安全生产具有十分重要的意义。视频监控技术由过去百分百模拟系统，到之后部分数字化系统，再到现在全数字化系统，经历了这三个阶段的发展变化，相比前两代来说全数字化视频监控系统能够实现智能化、网络化控制，也是未来视频监控系统的主要发展趋势。针对LNG低温、易燃易爆等特点，本研究以LNG项目作为具体实例，阐述了在LNG生产中全数字工业电视电控系统的具体应用分析。

2 全数字化工业电视监控系统的整体设计

第一，合理进行监控点的布置。需要结合石油化工企业工艺生产进行监控点的布置，在装置主要位置需要结合实际情况设置防爆和安全监控点，从企业整体安全角度出发，在厂区的主要控通道和重要部门设置普通或户外电视监控点，对于一些较大规模的企业，由于企业厂区规模较大，相应装置区域应当设置独立监控室，进而能够在生产场地中将其作为控制中点，在各个监控室按照就近原则设计区域监测站，并将监测站连入到企业局域网中，以实现对局域中实施信息的共享交换。第二，需要配置合理的设备，完成企业数字工业电视监控点的设置，结合厂区内的监控系统功能需求和监控点数量，做好系统后台设备的设置，在厂区中多个监测区域有效配置16路数字硬盘主机，该主机中需要安装不同的监控软件，能够构建对监控点摄像机的管理操作，同时还能够实现单、多画面显示和视频监控等不同的功能。第三，控制方式相对灵活。目前在石油化工厂区采用模块化的设计方式进行电视监控系统安装，多媒体电视、图像报警、结构灵活控制方式融为一体。比如能够与扩音对讲系统，火灾自动报警系统实现联网，进一步强化系统的功能。第四，监控系统软件权限的设置。通过对石油化工企业电视监控系统进行软件权限设置，使在局域网中的多个分控电脑能够用于监控局域网前端任意图像。

3 系统的设计构成和原则

首先在涉及全数字工业电视监控系统过程中需要遵循先进性、可靠性以及实用性原则，同时还需要遵循系统的规范化和灵活拓展性原则。

从系统过程上来看，系统组成方式采用的是MPEG-2图像压缩方式，在实现稳定运行的基础上，能够尽可能实现数字图像网络扩展，具有广泛的网络覆盖范围和网络数据流量，在国内图像监控系统中这种规模是比较少见的，也是目前相对先进的工业电视图像网络，该系统能够在数字图像网中远程观看前端设备和在OA系统中观看录像、前端设备以及其他的监控功能。前端数据采集是由网络摄像机完成的，前端设备中包含摄像机共计90台，其中有70台为可控云台摄像机，有10台为固定式摄像机，此外还包含温湿度传感器、灯光控制器、视频光收发器以及电源相等。网络系统中包含13个节点，信号箱、数字网络、光收发器、芯光纤、中心机房、信号箱、图像编解码器等。系统终端设备中包含4台计算机，其中分别为管理服务器、办公楼远端工作站、网内工作站、移动工作站、彩色打印机、在线不间断电源。该系统最大特点为数字图像网络，整个系统是由电脑、摄像机等多个设备构成的，各个摄像机经过编码压缩之后其流量能够控制在3～4Mbps，控制信号、温湿度传感器状态、流量相比图像数据来说要较小，但温湿度传感器需要进行信号回传，整个数据流是单向大量数据信息以及双向少量状态数据。由于所有图像数据需要上网，网络总流量为270～360Mbps，这对于千兆网络来说在数据传输过程中面临较大的网络压力，甚至会使网络处于瘫痪状态。因此在本系统中可将整个图像网络分为10个不同的虚拟网络。MPEG-2编码器能够使图像数据利用组播方式，在某终端进行图像调用过程中，如果被终端和所调用图像处于同一个vlan中，此时在valn中图像数据会向终端内流，如果两者不处于同一个vlan，则摄像机无法直接向终端vlan流，进而能够减小碰撞域，可以在不同的位置上实现数据流随机分配并获得高质量图像。可以通过网络光端的光缆和接口将经过压缩后的图像信号接入到厂房中心机房和48口以太网交换机中，该交换机采用对接方式进行交点接，可将其设置为clIent状态，而另一台24口交换机在办公楼内安装，可调节设置为server状态，办公楼的交换机与厂房交换机可通过光纤长距离千兆光收发器进行连接，办公楼的交换机另一多模光纤短距离千兆光收发器能够与外公楼的OA系统实现有效连接，如果工业电视网络与办公楼微信通信连接，此时需要将办公楼交换机设为clIent，系统的交换机同样设置server状态且不能随意改变。

从存储系统上来看，该系统的图像信息会由NVR进行储存，结合图像储存的相关策略，能够实现所有摄像机信息集中化储存。该系统包含高清摄像机，将其压缩格式为H.264，其分辨率为1 920×1 080，各个摄像机全是25fps，所需要的视频流量为5Mbps。表1为厂区中CCTV系统的储存流量规划设计表。

表1 储存流量规划设计表

在一个月期间所需要的储存空间为92TB，该系统采用2TB的阶级硬盘，该硬盘机构格式化之后的容量达到1.85TB，因此根据该数据可以换算最终需要50块2TB的硬盘。管理员需要适当调整录像分辨率以减少硬盘和系统的储存负荷压力，针对不同应用选择录像功能，包括实时、定时录像等相关策略。

除此之外，该系统还能够实现储存策略组合，能够为用户提供动态侦测录像、报警录像、日程录像等多种储存策略，针对同一设备使用不同的储存策略实现有效组合。在报警处理方面利用门禁系统、报警系统、消防系统实现自动化报警。根据每次报警事件设置相应的等级，能够提供精确的报警事件联动机制，建设多种报警联动，弹出电子地图、视频画面、图标闪烁，针对一个事件采用多个联动的策略。

4 结束语

总而言之，当前LNG接收站工业电视监控系统采用了先进的视频监控器技术，由前端设备到传输网络到储存管理平台等采用的是全IP数字化手段，能够利用IP网络技术和网络传输设备进行有效储存，进而能够实现IP网络与数字监控系统的有效整合，将该系统运用于ING接收站中，能够为其实现安全生产提供帮助。