智能视频监控系统在油库中的应用和发展方向

智能视频监控系统在油库中的应用和发展方向

黄嫣艳

92703部队   

摘要：近年来，网络技术和人工智能的飞速发展使视频监控系统逐步智能化。本文根据油库特点提出了智能视频监控系统的设计原则和设计思路，明确了其组织架构、应用技术、硬件配置，指出了油库视频监控的发展趋势。

关键词：智能  视频监控  油库

传统的视频监控系统主要功能为监控画面的查看和回放，常用于事后调阅取证，无法进行预警，防范事故发生。在海量的视频监控数据中也很难查找所需信息，系统的实用性和安全性较低，无法满足油库日益增长的安防监控的需求。

一、传统视频监控系统

（一）监控效率较低

传统的监控系统是通过摄像机对监控区域进行拍摄，工作人员实时查看监控画面，如发现异常情况，就采取相应的措施。随着油库监控摄像机数量的增加，监控画面随之增多，一个工作人员需要同时查看多个画面，容易产生疲劳，如采用轮询播放方式播放监控画面，大部分监控视频并未被工作人员看到，很难及时发现某个监控图像中的异常情况，工作效率较低。

（二）功能较为单一

传统的视频监控系统的作用是进行实时监控和历史画面的调阅，很难在海量的数据中搜索到所需信息，必须花费大量的人力和时间进行信息的检索，无法提升油库的安全管理效率。

（三）无法进行联动

传统的视频监控系统与油库其他的管理系统无法互联互通，形成信息孤岛，无法进行报警联动。监控视频系统的数据利用率低，没有发挥应有的作用。

二、智能视频监控系统

智能视频监控系统不但具有传统视频监控的基本功能，还以网络化和数字化技术为基础，以数据挖掘技术和人工智能技术为核心，自动对监控画面中的目标事件和行为进行分析，如有异常情况立即报警，处理后的监控图像可由控制管理平台进行播放、放大、回放。智能视频监控系统利用服务器强大的计算处理能力对数据进行筛选和分析，利用存储设备大容量的存储空间对数据进行保存。

（一）智能视频监控系统的作用

1.提高监控效率

油库占地面积大，安防管理难度高，需部署较多的监控摄像机，每天会产生大量视频数据，传统的人工查看监控画面极易产生疲劳，要实现全天24小时的精准监控需要耗费大量的人力，为了从海量数据中快速提取有用的信息，智能视频监控系统应运而生。摄像机拍摄的视频数据传输至服务器，利用人工智能的技术对监控画面中的内容进行分析，对异常情况进行自动预警和报警。智能视频监控系统可以全天候不间断的工作，具备人脸识别，车牌识别等功能，与门禁、消防等系统进行集成，为油库的无人化管理创造条件，降低油库的安全风险。

2.实现事前预警

传统视频监控可用于事故发生后寻找证据和线索，很难起到事前预防的作用。智能视频监控系统对监控画面进行分析，能够对异常情况进行定位，自动识别可疑的物体和行为，在安全威胁发生之前预警，提醒工作人员查看相关监控画面，立即进行情况处置，为工作人员应对突发情况争取了充足的时间。智能视频监控将传统视频监控系统的事后查阅提前至事前分析和预警，将安全事故扼杀在萌芽状态，实现事前预警，事中处置，事后取证。

3.快速处置突发事件

在油库发生火灾、爆炸、地震和其他重大突发事件时，工作人员无法在第一时间赶赴现场，可以利用智能视频监控将现场情况实时传输到指挥中心，使指挥员了解和掌握情况。油库的事故现场危险程度较高时，为避免对抢险人员造成伤害，可以利用智能视频监控进行远程查看，为抢险和救援提供决策依据。

（二）油库智能视频监控的设计方案

智能视频监控系统由高清音视频采集设备、传输设备、控制管理平台、存储设备、显示设备、服务器等构成，实现视频数据的采集、传输、存储、显示、处理等功能。

1.高清摄像机

高清摄像机可提供200万像素的监控画面，尽量做到监控无死角、无盲区。摄像机、数据传输线均采用防爆产品，根据使用环境不同，安装不同防尘防水等级的摄像机。油库的室外环境下的摄像机防尘防水等级应为IP67或IP68，可以在雨雪、雾霾等各种恶劣天气使用。适用于油库的摄像机有以下几种类型：

枪型摄像机：安装于固定位置，角度固定，不能变焦和移动。适用于各种室内、室外场所。

半球型摄像机：体积小巧，外型美观，具有隐蔽性，适合安装于办公楼。

一体化摄像机：包含云台，镜头可移动，可以自动聚焦，适用于室外场所。

高速球摄像机：集成了通信系统、云台和摄像机，适用于开阔、复杂的场所。可以360°水平旋转、快速跟踪、无盲区，当可疑目标出现的时候，可迅速对准放大。

网络摄像机：网络摄像机IP CAMERA（简称IPC）是网络技术与模拟摄像机相结合的新一代产品，由镜头、模/数（A/D）转换器、图像传感器、声音传感器、信号处理器、主控芯片、编码芯片、网络及控制接口等组成。在IPC中，传感器完成光/电转换过程后，只需要进行一次模/数（A/D）转换，就进行编码压缩，比模拟摄像机信号转换环节少，图像质量损失较少。IPC通常采用逐行扫描传感器，比模拟摄像机的隔行扫描方式，图像质量更好。

视频数据经压缩加密后，经过网络交换及路由设备送至系统的服务器，另外，IPC内置了嵌入式芯片，所以除了具有一般传统摄像机的拍摄监控视频功能外，还内置了基于Web的嵌入式实时操作系统，远端用户可以根据IPC的IP地址，用浏览器对其进行访问，实时观看监控图像，控制摄像机的云台和镜头，更改系统配置参数。IPC还可以集成双向音频功能，音频输入输出端口连接麦克风和扬声器，实现监控区域的监听、与控制中心对讲、向不法分子喊话、劝离徘徊闲逛人员，还可以对监控区域的工作人员进行指导和提示。双向音频可以与监控视频同步存储，可以进行回放。

2.传输设备

智能视频监控系统的传输设备由交换机、路由器、光端机、防火墙、同轴电缆、双绞线、光纤等设备组成，实现视频数据在TCP/IP网络的传输。因为油库面积较大、摄像机到服务器的传输距离较远，可利用光纤收发器来传输数据，采用交换机和网线将监控视频数据传输至存储设备、服务器、控制管理平台。

3.控制管理平台

控制管理平台具备以下功能，能显示日期、时间、地点等信息；可查看每个摄像机拍摄的监控画面；可以远程控制云台、镜头；可进行多画面切换、放大；监控画面发生异常情况时自动提示；能显示、记录、查询每一次报警、故障信息；和安防系统、油料作业系统进行报警联动；发生异常情况能自动切换到报警部位，将现场的视频图像传送到指挥中心。

4.存储设备

智能视频监控系统每天产生的大量的视频数据，根据油库监控视频的特点主要采用后端存储，存储设备可以按要求对视频监控数据保存一定的时间。可根据油库实际情况选用NAS、SAN和IP-SAN等存储架构。IP-SAN因部署成本低，使用维护简单，兼容性强，为视频监控行业广泛应用。监控数据按照不同的摄像机分类存放于硬盘录像机或磁盘阵列相应的区域，可以根据不同的检索策略，查询所需的监控视频数据。通过监控视频系统的检索界面，可以检索和回放某区域或某个时间段的历史监控视频。

5.服务器

根据油库安防需求，服务器集成数据挖掘和人工智能技术，对视频监控系统摄像机拍摄的视频数据进行分析处理，做到既能“看得清”还能“看得懂”，发现异常情况，自动报警和联动相应安防和业务系统，防止发生安全事故。

（二）智能视频监控的功能实现

1.人脸识别

人脸识别是基于人的脸部特征进行身份识别，可以远距离快速确认人员身份。在智能视频监控系统的数据库中录入工作人员的照片，油库的高清摄像机拍摄到人脸时，系统自动在监控画面中检测、跟踪人脸，与数据库里的照片进行比对，根据相似程度对人脸的身份信息进行判断，达到报警阈值时，可引发报警。

2.越界侦测

在视频监控画面中绘制“警戒线”，当人或物穿过“警戒线”时，系统自动检测、识别出越界目标并发出报警，主要用于人员、车辆逆行检测、边界入侵检测等。

3.多运动目标跟踪技术

人体在穿着化纤衣物和运动过程中会产生大量静电，当空气相对湿度低，容易产生静电火花引起油库火灾或爆炸事故。因此在储油区及泵房大门，需要人员触摸人体静电释放器后进入，在储油区及泵房门口的监控采用多运动目标跟踪技术，将静电释放器周围一米以内划为安全区，如工作人员未走到人体静电释放器的安全区，而是直接进入罐区及泵房，会触发报警，多运动目标跟踪技术将违规行为消除在萌芽阶段。

4.烟火识别技术

油库的监控画面出现烟雾和火焰，并达到设定的阈值时，烟火识别技术将触发报警，摄像机自动对准发生火灾的区域，并和消防系统进行联动，可以将火灾隐患消灭在初始状态，降低火灾事故造成的损失。

5.行为识别技术

行为识别技术是基于人工智能的深度学习算法，根据人的骨架结构和运动轨迹，计算出各种动作行为，从而识别监控画面中人的异常状态，进行提前预警。在油库易燃易爆区域抽烟和打手机极易引发安全事故，在智能视频监控系统中将抽烟和打手机设置为违规行为，在易燃易爆区域的监控画面中出现抽烟和打手机的行为时，系统对监控画面进行识别分析，自动触发报警，还可用IPC的音频系统对违规人员立即进行语音提示。

6.徘徊检测技术

该技术利用计算机深度学习技术对油库重点区域出现的人进行基于位置的识别和跟踪，对不断徘徊的人计算徘徊时间和徘徊次数，达到预设阀值，自动发出报警。当一个或多个人在预先设定的区域内停留时间过长时，系统发出报警，提醒工作人员进行处置。

7.物品遗留丢失侦测技术

将油库的易燃易爆区域设为警戒区，系统对监控里警戒区内的遗失物品或遗留物品进行智能分析，自动识别异常情况并触发报警，可用于油库的易燃易爆区域存在异常遗留物、仓库里桶装油料或装备的遗失的报警。

8.漏油分析技术

漏油分析技术是以计算机视觉技术为基础，利用视频监控画面里的颜色变化和视觉差异，监测油料存储和作业区域的油渍，当油渍面积达到报警阈值时进行报警，控制管理平台显示器上显示出报警区域，提醒工作人员立即进行应急处置。漏油分析技术可以及时发现油料泄漏，防止发生火灾和爆炸事故。

三、油库智能视频监控系统的发展趋势

（一）云边协同技术的应用

早期的视频监控系统人工智能应用于后端服务器和管理控制平台，这个方式对带宽和服务器资源的占用较高，不适合进行大面积、分布式的部署。随着高清和超高清摄像机逐渐取代标清摄像机，前端摄像机产生的数据量飞速增长，后端人工智能分析数据的模式已经无法满足视频监控的需求，如果这些海量的数据不经过处理就传输，会对网络传输设备造成巨大的压力，将数据的结构化处理与人工智能分析完全集中到后端的服务器很难实现及时性和准确性。云边协同（云计算与边缘计算结合）的方式能有效解决这些问题。

前端摄像机集成人工智能，进行边缘计算，对视频内容进行自动分析、提取，去除大量冗余的视频数据，有用的数据经结构化和智能化处理后传输至后端服务器，服务器利用视频内容分析技术与数据挖掘技术对海量数据进行高效精准的解析和表述，提升系统处理的效率。在视频监控系统中采用前端、后端智能相配合的“云边协同”的方式，能充分发挥前端和后端智能的各自优势。

（二）超高清摄像头的应用

现阶段200万像素的高清摄像机可以满足大部分油库的视频监控需求，随着网络、解码、存储等技术瓶颈的突破，摄像机性能的提升，油库的智能视频监控系统将逐渐采用超高清摄像机，提供超高清的画质和更大的覆盖范围，图像越清晰，细节呈现越丰富，能更加真实的还原监控场景，为进行人工智能分析提供更好的视频数据，未来集成数据挖掘技术、人工智能技术的超高清智能视频监控系统将是油库视频监控发展的方向。

参考文献

[1]蒋立伟,谭喆.超高清视频监控行业发展研究[J].中国安防,2019(09):24-31.

[2]李梅芳,王静,孔庆仪.从存储技术看视频监控系统的历史变迁[J].科技与创新,2019(03):78-79.

[3]邓华伟.智能超高清视频监控的发展及趋势[J].中国安防,2019(09):40-43．

[4]李梅芳,王静,张静怡.浅论视频监控系统存储技术的发展[J].科技与创新,2019(10):92-95．