煤矿智能视频监控方案.doc

矿区监控解决方案2010年2月 目录 一.前言 3 二.需求分析 4 2.1 矿区实时监控 4 2.2 办公区监控 4 2.3 井下监控 4 2.4 周界报警 4 2.5 计量监测 4 2.6 多级分控 5 2.7 监视功能 5 2.8 图像远程调节 5 2.9 音视频存储功能 5 2.10 日志信息查询 5 2.11 图像传输功能 5 2.12 录像播放器 6 2.13 图像联网功能 6 2.14 配置管理 6 三.系统设计原则 7 3.1.规范化 7 3.2.安全可靠性 7 3.3.控制优先级 7 3.4.实用性 7 3.5.先进性 7 3.6.可扩展性 7 3.7.可维护性 8 3.8.经济性 8 四.解决方案 9 4.1 前端系统 9 4.2 矿区监控室 10 4.3 中心监控端 10 4.4 网络部分 11 4.5 存储部分 11 4.6 视频解码 11 4.7 报警联动 11 五.总体方案特点 12 5.1.目标识别 13 5.2.穿越警戒线 13 5.3.穿越双警戒线 13 5.4.进入识别 13 5.5.离开识别 14 5.6.出现识别 14 5.7.消失识别 14 六. 本方案所用产品介绍 16 6.1 IVO System智能视频分析器 16 6.2 NS系列网络存储服务器 19 6.3 VE2008HA网络矩阵解码器 20 6.4 RACK多功能机箱 22 6.5 ED1016环境动力监测服务器 24 6.6 VE1201H网络视频服务器 26 6.7 VStar软件平台子牙软件功能介绍 29 七.煤矿监控系统配置清单 30 一.前言 随着煤矿安全生产监督管理的需要,视频监控技术已广泛应用于煤矿生产的各个重要环节。目前,大部分煤矿使用的视频监控系统基本都是早期的模拟CCTV和数字DVR系统,性能和稳定性不高。模拟监控系统具有很大的局限性传输受距离限制,并且易受干扰,影响图象质量;无法实现联网,只能以点对点的方式监视现场;数据存储需要大量介质,不易于检索查询。另外,基于PC多媒体卡的DVR系统,由于可靠性和性能差,灵活性和扩充性差,难于维护,不能实现多监控中心和多级管理,不适合当前有关部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。 现在,随着网络技术、计算机技术和多媒体技术的飞速发展,基于TCP/IP网络的视频监控技术,由于其具有分布式接入、便于共享访问和控制、视频信号占用带宽资源少、图像质量好、易于存储和管理等诸多优点,已经广泛应用于各个行业。因此,在煤矿安全监控系统中采用网络视频监控技术是发展的大趋势。 二.需求分析 实时了解各矿井、厂区情况,避免违规作业,确保安全生产,防盗。通过图像监控、灯光联动、环境监控,监视现场设备的运行状况,起到预警和保护的作用。配合其他系统的工作。 2.1 矿区实时监控 对进出厂区的人员、车辆进行记录和统计,便于事后追踪和查询。同时可以对矿区的工作秩序、设备运行状况进行实时监控,减少现场人力的开支。 2.2 办公区监控 对办公区的办公秩序以及进出办公区的人员、物流进行记录和监控,通过突发事件的录像,提高处置突发事件的能力。 2.3 井下监控 对井下的生产情况进行实时监控,不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况,而且能及时发现事故苗子,防患于未然,也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。 2.4 周界报警 对矿区或办公楼的紧要区域可接入智能行为分析设备,设立警戒线,重点区域等规则建立周界报警。如对矿区周边设立警戒线防止人员的潜入盗窃,对一些危险或重点区域设置进入规则等,对人员的擅自闯入进行报警。 有时候在需要对可疑人员在周界徘徊或是在矿区一些敏感或重点区域遗留可疑物体进行监测,也可以通过智能行为分析及早发现,及时制止。 2.5 计量监测 为了保证运煤车辆在运输过程中没有谎报重量或是超载等问题,可以在矿区出入口或交通卡口设置磅秤,对每辆出入的车辆进行重量的监控。如有重量的异常则在中心监控报警,并联动该卡口实时视频。 2.6 多级分控 在县级相关部门、市级管理部门设置分控中心,通过网络登录系统,即可看到实时监控图像,并根据权限对系统进行各种操作。 2.7 监视功能 根据监控点的实际情况,提供全天候及全方位的画面监视功能。通过实时观测手段进行图像查看,采用全天候、多方位、的方式对监看目标进行实时、直观、清晰的监视;全天24小时均可在上级监控中心、煤矿监控室观察到前端现场的实时监看画面;监视界面可通过25、16、9、4、单画面显示,特殊情况下可用13、17界面显示;可通过轮询选择对所有的镜头进行分时段的浏览; 2.8 图像远程调节 系统通过矩阵的控制功能来操作前端活动云台的运动方向,摄像机的焦距及景深来达到最佳的监控效果; 2.9 音视频存储功能 可以通过录像计划对音视频信息进行记录,可采用硬盘、磁盘阵列多种存储介质,有本地和远程两种存储方式; 2.10 日志信息查询 通过查询此日志了解与分析系统运行情况; 2.11 图像传输功能 利用网络视频服务器压缩编码后,将模拟音、视信号转换成数字信号通过以太网络把数据传送到远程用户,实现网络内计算机的远程观看; 2.12 录像播放器 根据对画质或对时间的不同需求选择VCD、SVCD、DVD选择存储,依据录像时间、地点、企业信息等各种关键字进行综合查询、检索,查询后可以实时显示录像资料,对于其中的图像可以单帧存储以便于做进一步的分析处理; 2.13 图像联网功能 系统通过多种网络环境可以进行图像的联网传输,在实时观看的同时还可调用远程管理中心的录像资料。相关人员也可通过监控中心的内部网络随时随地监看或调用各级目录管理中心的图像,使本系统更好地为监控服务; 2.14 配置管理 系统配置包括设备参数、摄像机管理、录像计划、报警计划、用户权限等,方便系统进行维护与管理。 三.系统设计原则 根据项目的技术要求,系统遵循以下原则设计,确保研制系统的完整性、先进性、实用性、可靠性、开放性和可扩性。 3.1.规范化 系统设计依据最新的国际标准、国家标准和行业标准,遵守开放的原则。系统设计有外部接口,很容易与其他应用系统共享数据,实现无缝衔接。 3.2.安全可靠性 建立完善的网络与信息安全保障体系,确保系统运行有高度的可靠性和安全性。使用消息队列、数据冗余等技术保证数据的完整性,即使在网络暂时中断时也不会丢失数据。 3.3.控制优先级 使用全局统一的逻辑授权机制,保证全局同步更新授权,避免造成控制混乱。 3.4.实用性 采用成熟的技术,并结合煤矿安全监控的实际需要,建设一套最适合于各级煤管部门实际需求的监控系统。集遥测、遥视、遥控功能三位一体,功能强大,性能优良、界面醒目、友好,系统各种操作简单、易学易用。 3.5.先进性 采用成熟的先进技术,保证具有较好的先进性、实用性和较长的生命周期。要充分考虑到现代信息技术的飞速发展,使系统具有较强的开放性,为技术更新、功能升级留有余地。 3.6.可扩展性 系统采用模块化设计,具有较强的扩展性,可以方便的实现规模 的扩充和业务的延伸。软件支持在线升级、扩充,可实现平稳过渡。 3.7.可维护性 系统设计时充分考虑到系统的可维护性,可实现远程维护,具有维护操作简单、维护工作量小的特点。 3.8.经济性 在坚持先进性的基础上,综合考虑经济性,所选用的设备在兼顾优良的性能基础上,也要考虑经济性,特别是考虑长期运行所需的成本,包括耗能和系统维护等方面。 四.解决方案 由于煤矿属安监局监管,因此本系统需分为三层架构,从省级安监局能够通过地市级安监局监管各个煤矿。各个地区的煤矿是整个煤矿监控系统的基础,也是最重要的建设重点,一个煤矿的建设架构如下图所示 摄像机 环境动力服务器网络视频服务 摄像机 摄像机 网络视频编码 摄像机 网络存储服务 器 视频解码器 电视墙 视频解码器 网络存储服务器 视频解码器 县市级安监局 4.1 前端系统 前端设备包括摄像机,网络视频编码器,智能分析网络视频服务器以及环境动力服务器等几类,主要是将前端的模拟视频流或者环境监测设备的继电信号转化为网络信号,在网内进行传输。 视频的接入可使用监控摄像机、云台及网络视频服务器的前端设备来实现前端视频数据压缩,再通过网路传输到网络上,井上监控点的网络视频服务器可以直接通过网线连入网络交换机,井下监控点由于距离较长,可以通过视频光端机或数据光端机延长数据传输距离,然后将网络视频服务器接入网络; 在需要智能行为分析的场合,可以通过使用智能分析视频服务器 来替换一般的网络视频服务器。例如在矿区周围或在重点办公室门口设置警戒线等规则来控制人员出入,更好的保卫安全。 在矿区出入口运输卡口可设置计量监控,通过计量设备接环境动力服务器。环境动力服务器可集中接收计量设备产生的报警量,并将之转换为网络信号在网络中进行传输,接着上报至平台,可与视频或声光报警等进行联动。 麦克风 报警输入或输出麦克风报警输入或输出 4.2 矿区监控室 矿区监控室设置在矿区,可直接管理前端子系统所有设备的接入,存储,转发以及客户端访问。在监控室可以根据需要设立一台或多台管理服务器,通过视频管理平台软件可以对服务器、用户权限、视频录像回访和检索、报警联动等功能进行管理,可以实现对视频流的转发;转发和存储服务器用于录像数据的分布式存储, 4.3 中心监控端 中心监控端可对应上级安监局,通过设置管理服务器,应用视频管理平台软件对多级服务器的支持功能管理下属的监控工作站的服务器。中央监控室一级的授权用户能够通过登录管理服务器调看下属监控工作站所管理所有前端设备的实时图像和录像文件。 中央监控室也可根据实际需求设立存储服务器或解码器。 4.4 网络部分 矿区网络建设可使用煤矿内的局域网环境,可通过设置流转发服务器将视频流转发到广域网,与上级监管部门的网络视频监控平台对接。 4.5 存储部分 图像储存部分,要根据图像的质量码流和数量两个方面考虑,以1个D12M画质的视频图像存储一天来举例计算 2M码流*60一分*60一小时*24一天/8转换成字节21600M21.6G 以1个CIF0.5M画质的视频图像存储一天来举例计算 0.5M码流*60一分*60一小时*24一天/8转换成字节5400M5.4G 总体所需的存储空间可根据具体监控点数量和视频图像质量来计算即可。 4.6 视频解码 如果监控室内需要在电视监视墙上观看,则需要添加网络矩阵解码器设备,将IP视频数据还原成模拟图像然后再输出到模拟的电视墙上,以供专职的保安人员观看。 4.7 报警联动 有了视频智能分析之后,智能分析器的结果将通过网络传输到智能监控管理服务器,管理服务器会保存警情发生时的报警录像或图片已被事后查询,同时管理服务器将相关报警联动信息发到相关的报警服务器设备上进行联动,报警服务器设备发出报警提示工作人员及时处理警情。而此功能的实现涵盖了智能分析器、监控管理平台软件、报警服务期以及网络传输设备和终端的声光报警器等多种设备。 五.总体方案特点 上海卓扬科技有限公司根据多年的网络视频监控的经验,凭借雄厚的研发实力,成功开发了VE系列网络视频产品和IVO System智能视频分析产品,采用视频技术和智能视频分析技术处于国内外领先水平,整个系统平台采用视频工作站与网络中心服务器方式管理,完全符合国际数字图像音/视频压缩标准。智能视频分析为更多的事件提供了实时报警和预警,充分体现了智能产品在目前网络视频监控的优势,而且该系统极大的发挥了网络资源共享的优势,可根据不同级别的需要,实时调用所需图像。同时,系统也加强了安全管理的功能,确保用户在使用中保证数据的安全性。上海卓扬科技有限公司开发的智能视频分析采用了目前世界最新科技智能化图像识别处理技术,对各种安全事件主动预警,如边界、空中,地面入侵行为;对重要区域进行严密的警戒设防,做到无盲点自动防卫监控。具体来讲,智能视频分析仪通过摄像机实时“发现敌情”并“看到”视野中的监视目标,同时通过自身的智能化识别算法判断出这些被监视目标的行为是否存在安全威胁,对已经出现或将要出现的安全威胁,及时向有关人员通过声音、视频等类型发出警报,极大地避免监控人员倦怠、脱岗等因素造成执勤常见病。 智能视频分析、数字视频、音频以其直观性、易于存储、检索和共享,是网络视频监控系统的重要组成部分,可被用户应用在相关的业务管理之中,它可以使用户在获取抽象数据的同时,对远程现场的情况进行实时监测、报警及预警。数据信息也是该系统必不可少的辅助信息。 智能监控具体功能特点 本方案中除了具备传统监控的视频浏览、图像存储、图像上墙等基本功能外,还具备智能分析视频图象并产生报警联动的功能。以下 详细介绍智能分析在矿区监控方面的功能特点。 5.1.目标识别 目标识别是指利用最新的视频图像分析识别技术,能够识别画面中的各种物体。包括人的识别,车辆的识别以及箱、包等各种物体的识别。目标识别是智能化分析的前提,必须准确无误的识别画面中的各个目标,才能进行高准确度的智能化分析。 5.2.穿越警戒线 在视频画面中画一条虚拟警戒线,一旦监控视频画面中有人、车辆或者其他物体穿越这条警戒线,智能视频分析仪可以自动发现并产生报警。跨越警戒线又分为单向跨越或者双向跨越,单向跨越规定从某一个方向跨越警戒线才产生报警,而从另外一个方向发生跨越行为时不产生报警。 5.3.穿越双警戒线 穿越双警戒线比穿越单一警戒线有更多应用价值。当人、车辆或者其他物体穿越第一条警戒线时,并不产生报警;在规定时间内,再次穿越第二条警戒线时,立刻产生穿越双警戒线报警。可以用双警戒线来判断车辆的非法转弯,更可以通过双警戒线报警来检测翻越围墙的情况。如果在围墙上以单警戒线来触发翻越围墙警告,这是可以的,但是当产生翻越围墙报警后,人可能已经翻过去了,并不能有效阻止犯罪的发生。利用双警戒线报警功能,在人靠近围墙的地方画两条警戒线,当有人接连穿越这两条警戒线,即刻产生报警。在人翻越围墙前提前报警,可以及时阻止犯罪行为的发生。 5.4.进入识别 当视频画面中有人、车辆或者物体进入到某一个特定区域中,智能分析设备会产生进入报警。该区域也是在画面中划定的虚拟区域,可以是矩形,圆形或者任意规则的多边形。当在画面中划定了虚拟区域后,只要有任何物体进入该区域,立刻会被捕获并且产生报警。 5.5.离开识别 相对进入而言,离开识别是指人、车辆或者物体从某个特定区域中离开,智能分析设备会产生离开识别报警。离开识别和进入识别都是为了保护某些禁区在一定时间内不允许别人进入或者离开。 5.6.出现识别 出现识别是指当有人,车辆或者物体出现在画面中的某个区域中,被认定为出现行为发生。出现识别与进入识别都是针对画面中的虚拟区域产生的分析识别,两者的区别在于进入识别强调的是物体从外部进入到区域;而出现识别强调物体突然出现在特定区域如盗贼可能从地下挖一个洞钻出来,符合出现识别而不符合进入识别 5.7.消失识别 消失识别是针对出现识别而言的,当人、车辆或者物体突然从某个特定区域消失,即可产生消失识别。消失识别强调的是物体从特定区域中突然消失了,而离开识别强调的是物体从区域中离开的动作。 5.8.弃置识别 当画面中某人遗弃某物体或者从某车上丢下一物体,都会产生弃置识别事件。在反恐应用中,有不明身份的人遗弃随身所带的行李包时,则触发了弃置识别事件。工作人员第一时间发现不明包裹被遗弃,及时赶往现场排除恐怖物体。 5.9.场景变化识别 当摄像头被转动位置时,场景发生变化,智能化分析设备能够自动捕获这类行为,重新识别背景画面自动进行视频智能分析。 5.10.滞留识别 当某人在某个区域内在一定时间内逗留不走,将产生一个滞留识 别事件。该特色功能可以应用在有陌生人在矿区周围危险区域,防止有人长期滞留。 六. 本方案所用产品介绍 6.1 IVO System智能视频分析器 产品概述 IVO System系列是一种独立的智能视频分析产品,可灵活的应用于监控系统中的不同端点,连接不同设备,如摄像机、视频服务器、后端存储的DVR等,可对各种影像资料进行分析。该智能视频分析系统最大优势在于能够让使用者根据不同的环境,事先设定符合其需求的规则。该产品支持多种网络传输协议,为嵌入式实时操作系统,支持全数字方式直接网络访问,同时设备散热性好,可适应各种机房环境。此外,还支持多种报警设备,如红外对射、声光报警器等。 IVO System智能视频分析器 功能特点 ⏹osd功能,可以在实时视频中看到osd信息,包括规则显示 ⏹提供本地视频无损环出,可直接连接视频服务器、DVR等设备 ⏹全数字方式直接网络访问 ⏹使用Object Video算法,灵敏度高、识别率高 ⏹规则全面,针对性、适用性强 ⏹支持多种报警设备,如红外对射、声光报警器等 ⏹过滤器功能事件大小过滤器、事件大小变化过滤器、潮汐过滤器 ⏹设备散热性好,可适应各种机房环境 技术参数 6.2 NS系列网络存储服务器 产品概述 NS2000系列网络存储服务器是由上海卓扬科技自主研发推出的高性能、高可靠性磁盘阵列系统,专门设计用于各级视频图像存储。采用64位双核处理器,再加上成熟的磁盘阵列技术,可达到业界顶尖的数据传输速率。 为了提高性能,视频存储系统阵列采用每个驱动器独占一个通道的体系结构,为一个通道提供充足的数据吞吐量,消除磁盘多任务工作的开销。 NS2012R网络存储服务器 NS2016R网络存储服务器 NS2024R网络存储服务器 功能特点 ⏹RAID 0、1、5、10、50、JBOD管理方式; ⏹支持硬盘热插拔; ⏹支持电源备份; ⏹网络输出2个千兆网口,支持双千兆网口,支持多网口绑定; ⏹双核处理器;高速缓存1GB,可扩充。 6.3 VE2008HA网络矩阵解码器 产品概述 VE2008HA是一款基于网络视频的8路视频解码矩阵,支持H.264格式和MJPEG格式解码。支持8路D1视频解码输出。各路视频输出端口可进行轮循显示。 VE2008HA从网络上连续接收视频码流,这些视频码流可以来自于前端的网络视频服务器,DVR或者任何能够将视频码流传输到以太网上的设备。VE2008HA 对接收到的视频码流进行解码,最大转换成8路模拟信号输出,监控中心的监控人员可以通过监控电视看到现场的实时画面。 产品图片 VE2008HA网络视频矩阵 功能特点 ⏹嵌入式实时操作系统,高速稳定可靠; ⏹支持H.264和MJPEG压缩格式解码输出; ⏹支持对D1、CIF图象格式解码,能够自动识别CIF、D1图象格式; ⏹远端图像通过网络传输过来后,通过分组解码,可输出8路D1图像,直 接接入监控电视; ⏹系统可选择将任意前端设备的几路摄像机图象进行轮换显示,轮换时间可 手工设置; ⏹支持2048路视频源分组输入; ⏹支持输出通道选择及输出通道轮循显示; ⏹内置硬狗和软狗,具备快速异常恢复,彻底杜绝死机。 6.4 RACK多功能机箱 产品概述 Rack是一体化机架式的视频服务器组,由Rack Chassis背板机箱和插入机箱内部的编码插板两种部件所构成。本产品可满足于需要大量使用网络视频服务 器的用户进行简单、专业、有效的管理。 Rack Chassis背板机箱内置多样性的插卡方式,同机可进行编码板、解码板、智能分析板的混插。即方便了进行设备检查和维护,也节省资源,便于统一管理。各种编码插板可自由组合使用,所有插板内置嵌入式系统,基于开放标准设计,内置WEB服务器及视频采集、实时压缩、网络传输功能于一体。 RACK多功能机箱 功能特点 ⏹标准3U机架式网络视频服务器组,可集成1-12路网络视频服务器,并可 自由进行增减; ⏹采用集中电源管理控制,便于用户在中心机房的安装与维护; ⏹嵌入式结构,设计合理、服务性能高、零部件更换方便。当在可交换、可 热插拔的插槽中安装、更换插卡时,无需断掉电源; ⏹采用客户端软件对内插设备进行配置; ⏹利用网络远程升级,进行远程维护; ⏹内置网络交换功能,外留对接网口,可自组成局域网也可与其他网络并接;技术参数 6.5 ED1016环境动力监测服务器产品概述 ED1016环境动力监测服务器是由上海卓扬科技有限公司自主开发并生产,拥有完全自主知识产权的一款嵌入式监测服务器。基于开放标准设计,内置WEB 服务器。 ED1016环境动力监测服务器主要用于移动基站、工厂动力环境、企业无人值守机房等场所的环境监测和控制,可通过网络远程监测、控制远端的动力设备。产品图片 ED1016环境动力监测服务器 功能特点 ⏹能够通过网络进行远程监测和控制 ⏹可采集8个模拟输入量和8个数字输入量 ⏹支持4个数字回控量和8个干节点输出量 ⏹提供3个智能设备采集串口RS232、RS485或RS422标准,并可通过软件 设置与智能设备通信的通信参数 ⏹多个LED灯显示设备工作情况 ⏹内置WEB SERVER,提供强大的网络功能 ⏹10/100M网络自适应,数据占用带宽低 ⏹电信级网络管理,支持Radius认证 ⏹提供CGI、Java Applet和ActiveX的二次编程接口,便于用户进行二次 开发 6.6 VE1201H网络视频服务器 产品概述 VE1201HA网络视频服务器采用海思芯片,具超高性价比。基于开放标准设计,内置WEB服务器,集视频采集、实时压缩、网络传输等功能为一体。配合我司自主开发的视频管理软件,可以对多个视频服务器进行任意组合,实现图像预览、录像、回放、抓拍、报警、监控管理等功能。 VE1201HA网络视频服务器 功能特点 ⏹超高性价比 ⏹嵌入式实时操作系统 ⏹支持H.264压缩标准 ⏹允许多路访问,16路用户同时在线访问时仍能保证每路用户图像的连贯 流畅 ⏹自适应网络带宽,在低带宽、抢带宽网络中可以保证图像最佳流畅度 ⏹支持双向语音功能 ⏹内置WEB SERVER,具备强大的网络功能 ⏹远程升级,远程维护,远程控制云台旋转和摄像头参数 6.7 软件平台 产品概述 软件平台的总结介绍 卓扬科技的软件平台是一个基于C/S架构的综合网络视频管理平台,主要是由多个前端设备、一个中心服务器、一个数据库、多个流转发服务器、多个录像服务器以及多个客户端组成。 具体功能 图像监控功能 支持单画面和多画面模式的实时图像浏览 支持对前端摄像机的远程PTZ控制、预置位调用 支持图像编码、解码、字幕显示的配置和管理 支持智能视频报警 存储与回放 支持报警录像、定时录像、手动录像等触发方式 可按多种条件进行录像资料的检索,包括时间、地点、事件等。 上海卓扬科技有限公司 报警管理 支持智能和卓扬报警服务器等各类报警联动，包括声光提示、视频显示、录像与 抓拍、双向语音对讲、短信通知、日志记录等。报警录像和图片上传。 支持报警预案管理。 支持基于报警事件的录像、检索、回放功能 通过二次开发接口与其他系统结合实现报警联动（把报警输出、联动） 电子地图 人性化操作电子地图界面，能支持图片地图和矢量地图，设备分布、图像关联， 当发生报警是可以准确的判断设备的位置和实时图像。 远程监控系统维护功能 在监控中心可对各前端点位的系统软件进行远程维护、远程升级等功能，方便系 统维护，提高维护效率。 对前端主控模块的时间管理 在平台上实现对前端系统工作时间的管理和控制。前端设备通过主控模块开启 后， 工作时间的累计计算功能。 避免人为错误造成系统无关机的情况下能量的无 谓消耗。 七.煤矿监控系统配置清单 30 上海卓扬科技有限公司 序号 1 2 3 4 5 6 7 设 备 名 称 智能视频分析系统 网络存储服务器 网络矩阵解码器 多功能机箱 VStar 软件平台 环境动力监测服务 器 网络视频服务器 产品型号 IVO-1011 NS2000 VE2008HA RACK VStar ED1016 VE1201 数 * * * * * * * 量 单位 台 台 台 台 套 台 台 备注 31