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红苹果石油管线CDMA远程视频监控解决方案
发布日期：2014-05-27 09:08:0711、前言
为保障石油管线安全运行，及时掌握各个系统运行状况，指挥处理运行障碍并解决整条运输管线的实时监视和问题。红苹果提供11套稳定可靠的信息管理系统来辅助管理石油运输管线的正常运行。
随着计算机信息技术、联通CDMA网络的普及和高速发展，计算机管理系统及通信设备数量迅猛增加，已成为各类企事业单位业务管理的核心平台，石油天然气企业随着安全生产的要求不断提高，为了提高劳动生产率，保障设备的长期稳定运行、减少安全隐患，增强安全防范能力，以方便对重点部位的实时情况进行准确、直观了解， 实现对整条石油运输管线的严管地段进行图像监控。
目前石油天然气企业现代化水平不断提高，网络得到全面改造，各部、单位都有相应的网络，使远程网络监控成为可能。安全值班人员、企业领导可随时对重点部位进行监控和监视，对既发事件的影像记录随时调用，以便能实时、直观地了解和掌握重点部位的情况，及时扼制险情、分析险情，并对发生的情况做出反应，为事件的分析、处理提供直接有效的证据。
通过视频的采集、编码，将编码后的图像/信息数据通过联通的CDMA网络到监控中心，监控中心接收编码后的视频数据和监控数据，进行监控、存储、管理，值班人员能及时了解现场情况，网络上经过授权的用户都能进行查看。网络系统的实施全面提高企业的安全生产管理，从而为推动石油天然气企业的管理逐步向自动化、综合化、集中化、化发展方向提供有力的技术保障。
这11切都是基于红苹果远程视频传输实现的。
二、方案设计原则
本方案设计本着“易用、可靠、可扩展”的思路，根据实际情况而设计：
红苹果根据有关部门的要求和实际需要, 遵循家技术监督局、联通CDMA第三代通信技术和安全防范工程设计规范并参照内外的先进经验，经过细致分析和论证,拟定此套设计方案。
1．可靠性原则
系统可靠性：控制系统运行时采用与硬件相结合，功能结构设计模块化。
设备可靠性：所选定设备经过了典范的实践工程检验，产品品质及运行的安全性、稳定性十分优异。
严密性：采用的图像监控系统具有多重加密措施，设备的开、关机和操作均使用权限密码操作。
2．先进性原则
计算机管理：整个系统应用了功能强大的计算机管理软件，通过软件程序可以对图像巡回，群组切换；、的控制；操作员的操作级别、模式、标题字符等方面进行设置，还具直观的电子地图操作模式。
图像数字化存储：系统可将用户所选定的视频图像数字化后，存储在硬盘中，可以根据存储时间进行回放，剪切，打印等画面处理。将要保存的信息可录在硬盘上，保存简易，调用方便。
图像窄带传输特性：采用比较先进的智能图像压缩技术，压缩比高，对传输远程图像的网络带宽要求很低（12Kbit/Sec 至 1440Kbit/Sec）。
采用数据流格式传输压缩图像，将远程传输图像有效地压缩成指定带宽范围内的IP数据包流。
支持TCP/IP，占用很小的网络带宽传输图像压缩IP数据包流，在低带宽网络上仍可获得理想图像。彻底改变传统数码图像格式在低带宽网络上远程实时监视画面的不连贯性。
独创图像压缩技术，将压缩图像数码流控制在特定范围内，不需申请专门的网络带宽（CDMA、DDN、ISDN等）传输远程图像，可共享原有的网络带宽（CDMA、DDN、ISDN等）传输远程图像，图像与生产数据并传,互不干扰。从根本上解决了在低带宽网络上传统压缩图像与数据不能并行传输，必须申请专门的路传输图像的难题，大大提高了现有网络资源利用率。
3．高扩充原则
本系统可通过多种方式进行联网，实现本地及远程联网集中监控和报警，可根据用户需要任意扩充。采用先进的Server/Client系统结构，用TCP/IP 和 UDP 传输压缩图像数码流，因此，只需定义IP地址，即可任意组网。
4．开放性原则
系统具有良好的兼容性、开放性结构。可与各类型的多媒体电脑连接，运用来控制整个监控系统，包括视频切换，云台旋转，镜头的焦距、光圈调节、布/撤防操作等。
5．设备选用原则
可靠性原则：所选设备应具备抵御环境影响的能力，工作稳定可靠，并能适应工作。
模块化原则：应在软、硬件上都采用商业化、通用化、模块化结构的设备，使系统具有较强的扩展能力。
集成化原则：选用功能强大的控制设备，达到系统高度中央化和高度自动化。
安全性原则：可靠，防干扰性好。具有抗高压、电磁干扰能力、电气及过电压保护。
三、需求分析
石油天然气企业对于运输管线的视频监控主要有以下需求：
1、对于比较偏远，犯罪盗油多发点安装视频监控；
2、无人值守站点安装视频监控；
3、重点部位的安装，24小时不间断视频监控，报警可联动录像；
4、声光电告警设备的联动；
5、设备的联动；
6、工业图像监控系统主要功能是监视石油运输管线仪表设备的运行情况，对事故的报警录像，突发事件与主站的声像通讯等，具体有以下情况：
通过摄像机、光联动，等重要设备，监视场地和无人值守站设备的运行状态；
由于石油运输管线系统盗油是11个不容忽视的现象，因此对重要节点、接头进行监控比较必要；
通过图像监控结合远程和人员操作经验的优势，避免误操作；
对主控室设备仪表盘进行监视；
安全值班人员以及企业领导可以实时地掌握石油运输管线重点部位的工作情况，比如漏油、盗油、破坏管线设备等现象的发生，提高安全管理水平。
在无人值守站，能通过实现本地的监控、录像、联动报警。这样在正常生产时能得到11手资料；当发生故障时，能根据监控的实时报警功能，在11时间得到报警信息和现场影像，为处理问题提供依据，并通过远程回放，调用控制中心服务器的录像资料，作为调查取证的证据。
通过视频监控、灯光联动、环境监测监视现场设备的运行状况，起到预警和保护作用。
配合其他自动化系统的工作。
根据石油运输管线的要求，红苹果按照标准特为石油天然气企业度身定做了数字图像监控和窄带图像传输系统。
整个系统由前端部分、传输部分和监控中心三部分组成。
四、方案设计简述
（11）系统前端部分
系统前端部分包含视频监控。
视频监控主要可采用红苹果转晰摄像机，根据不同场所要求和方位可任意选择使用哪款摄像机。建议在单11且范围小的地方采用固定摄像机；在要求改变11定监视角度和控制变焦的地方采用云台；在要求快速监视的地方采用高速智能快球；在晚间使用且光线不足的地方使用彩色黑白自动转换摄像机或摄像机。所选设备要符合现场的特殊环境，必须满足防尘、、、防人为破坏等条件。所有摄像机将拍摄现场的实时图像传输到现场监控中心，操作人员在监控中心可直观的掌握现场情况和记录事件事实，及时发现并避免可能发生的突发性事件，通过录像设备进行录像存储，为石油天然气企业的安全与管理提供事实依据，为石油天然气财产安全提供可靠保障，是人防和技防完美的结合，极大的提高了保安管理的效率。
（二）系统传输部分
布线基本上考虑沿立杆穿管、埋地或在规划时采用穿管预埋等方法，如远点到监控中心的布线距离在1000～1500m以内，我们可以考虑视频信号线采用SYV75—9或更粗的传输线。如传输距离在1500米以上、3000米以下我们可采用加放大器的方法实现远距离的传输，如在3000米以上我们可考虑采用传输或传输。我们可根据具体的环境和要求来决定用什么方式传输。
服务器端与控制中心的传输方式是利用联通的CDMA网络。CDMA 是码分多址的英文缩写（Code Division Multle Access），是在数字技术的分支——扩频通信技术上发展起来的11种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有11定信号带宽信息数据用11个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
（三）系统中心部分
远程服务器系统中心部分设置在现场，控制中心设置在石油天然气企业的安全保卫中心，现场所有的控制、录像、存储、显示设备均设置在监控机房内，机房放置，服务器放在机柜里面，无线CDMA IP路由器与连接，视频服务器与交换机连接。视频服务器通过联通CDMA网络进行远距离的视频和控制传输。
1． 视频服务器
视频服务器主要作用是完成前端图像信号的采集、数字压缩、录像、报警、控制等功能。
本地录像质量通过参数设置，达到符合基于CDMA网络传输的远程回放效果；基于CDMA的实际带宽，建议录像以比较大的压缩比及比较小的数据打包时间。（如图所示）
2． 无线CDMA IP路由器
WM-200 DTU增强版是在实达原有无线产品的基础上，采用新的软硬件技术研发出来的11款性能更为优异的产品。该产品采用高性能的32位嵌入式处理器，内嵌完备的TCP/IP协议栈，同时提供RS232和10/100M以太网接口，适用于自身不带TCP/IP协议栈，但具有RS232或以太网接口的设备。该产品支持语音通信、数据通信及短信收发功能。
3． 转播服务器
a) 转播服务器改为Service模式，断电重启也无需担心。
b) 转播服务器支持启动后自动连接采集端。
c) 新增看门狗程序，保证转播服务器永远正常运行，与1、2两功能组合可实现真正意义上的无人值守。
d) 转播服务器支持组播连接方式。
e) 新增网络连接自适功能。网络异常时，转播服务器可自动断开与采集端的连接；网络正常时，又可以自动恢复连接，比较大限度保持系统的稳定。
f) 客户端新增数据载入状态判断。
g) 从测试的情况看,11台转播服务器可同时容纳128人进行观看.这样就减轻了视频服务器的负担,在不增加带宽压力的情况下,让更多的人实时监看远程图像。
4． 客户端监控软件
系统在监控中心设置了1台装有客户端程序的计算机，图像的显示可自由切换，也可对下面所有的远程图像显示（比较多十六画面显示）；可对远程视频服务器控制，下载、回放远程服务器的录像资料。
方案结构图示：
五、设备选型说明
（11）图像监控系统
监控系统是现代化系统的重要组成部分。观察者可通过比较易接受的信息方式—图像和声音获取现场情况，具有实时影像、真实反映监控区域的特点；通过多点布控，达到全面监控功能，弥补了人员巡查顾此失彼的缺陷，与录像系统，实现自动长期全面监控效果。
监视系统为物资财产安全提供可靠保障，同时通过闭路电视监控系统直观地掌握现场情况和记录事件事实，及时发现并避免可能发生的突发性事件，通过录像设备进行记录取证，为财产的安全与管理提供事实依据。
系统采用了技术先进的数字化网络，该设备集成了多画面处理显示，视频丢失检测、图像压缩编码/解码、数字录像/即时回放、影像资料管理、资料备份、还原、云台/镜头控制等多种功能，可满足现代化监视录像的全面功能要求；可取代传统模拟录像系统中的多、长时间(录像带)设备，操作简单、稳定可靠、使用寿命长、长期管理、维护费用低，代表技术发展的比较新方向。
（二）图像监控设计思想
在安全防范领域里，闭路电视监控系统（CCTV SYSTEM）的地位举足轻重，它可以及时地传送活动图像信息，并通过录像设备进行记录取证。目前，闭路电视监视系统己在现代化厂区被广泛使用。在安保工作中收到了良好的社会效果。
JGJ/T16－92第16.1.2条规定“闭路应用电视系统的设计，应符合技术先进、经济合理、安全适用、质量优良的原则”，其相应的“条文说明”更明确指出，要求系统“积极采用新技术，新设备”。家标准虽然预见到“控制技术和联网接续设备的发展”，提倡“使用由微机控制的视频切换汇接器，或在大系统中采用连接网络”（见JGJ/T16－92第16.2.1条“条文说明”）。但近几年网络技术和计算机技术的快速发展，使闭路应用电视系统摄像、传输、显示、控制四大部份都发生了根本性变化，而千兆以太网和超大容量磁盘存贮技术应用于闭路电视系统，正日益受到重视。这种基于网络技术的新型数字多媒体系统，称为数字闭路应用电视系统，以其扩展空前灵活、摄像机安装位置极其随意、图像存储全部数字化、录像回放无需倒带快速方便、监控功能更加丰富完善和极易使用等特点，正在成为闭路应用电视技术的新11代产品。
技术指标：
支持IS-95A/B和CDMA2000 1xRTT
支持13K QCELP音频编解码
支持RUIM卡接口
支持RS232和10/100M以太网接口
支持耳机麦克风接口
天线接口为：50Ω/SMA阴头
5～18V供电，通信状态下平均功耗小于2W，待机状态下功耗小于1W
工作环境温度：-20℃～65℃
相对湿度：95％（无凝结）
[邵明月 ]本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn