污水收集系統(tǒng)無人值守視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計

朱紅梅

（上海松江污水處理廠，上海 201600）

隨著社會經濟的高速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，生活污水和工業(yè)污水的處理要求也隨之提升。污水收集系統(tǒng)由許多提升泵站組成，而泵站比較分散且位置往往處于人跡較少的地方，隨著自動化技術的不斷發(fā)展，無人值守控制泵站的運行成為可能。

無人值守的生產控制系統(tǒng)，必然帶來生產安全和治安安全的問題。不能解決好安全問題，將是無人值守變?yōu)榭盏目谔?。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以彌補這些安全問題，為科學有效的生產管理，提供了安全保障手段。

1 系統(tǒng)的特點

系統(tǒng)設置一個監(jiān)控中心，完成對工廠內所有監(jiān)控點的集中監(jiān)控和管理。

監(jiān)控系統(tǒng)采用二級管理方式，即監(jiān)控中心和職能部門監(jiān)控。

監(jiān)控設備能夠將直接采集到的信號，通過TCP/IP協(xié)議在局域網/廣域網上傳輸。

部分攝像機和網絡上的節(jié)點，由于建筑和場地分布，構成了相對獨立的信息個體群。

監(jiān)控中心能對選擇的監(jiān)控點在電視墻或投影機上進行實時視頻顯示、不間斷的數(shù)字視頻存儲，用戶能夠根據(jù)時間，對存儲的歷史圖像數(shù)據(jù)進行檢索和回放。

各監(jiān)控點的攝像機，可以根據(jù)不同的外界條件進行觸發(fā)，實現(xiàn)報警和自啟動，進行現(xiàn)場錄制以做到容災備份。

整個系統(tǒng)根據(jù)工廠的特殊性需求，有完善的安全性能設制，嚴密的權限設制。

采用高性能的壓縮算法，聲音清晰流暢。

充分的利用工廠原有的網絡資源，合理地配置網絡負載，最大限度地避免資金的重復投入。

保證現(xiàn)有的規(guī)劃和建設具備良好的擴展性和可二次開發(fā)性。

2 系統(tǒng)的目的

建設視頻監(jiān)控系統(tǒng)的目的，是為了和已有的自動控制系統(tǒng)一起協(xié)調工作，進一步確保生產過程的安全，同時可實現(xiàn)生產區(qū)域的治安安全保障。

2.1 生產安全

污水處理廠區(qū)及泵站內，分布著眾多的設備。設備的安全工作及工藝過程的正確實施，對整個污水處理系統(tǒng)至關重要。由于廠區(qū)內設備分布比較分散，自動控制系統(tǒng)可以采集大部分設備的狀態(tài)信號，但由于某些信號不能完全表示設備的真實狀態(tài)，出現(xiàn)錯誤信號時操作人員無法及時識別，嚴重時可能造成生產事故。

本系統(tǒng)使值班人員可以在控制中心，通過該系統(tǒng)隨時對設備及整個運行工藝進行監(jiān)視，如池內的水位、行車的運行位置等諸多工況細節(jié)。

此外，發(fā)生生產事故后，可以通過查看保存的視頻錄像，分析事故原因，避免事故的隱患。

2.2 治安安全

除了保證生產安全之外，污水處理廠區(qū)及泵站內設備的防火、防盜及人員進出等治安安全保障，也是工廠管理的一個重要部分。通過本系統(tǒng)，安全保衛(wèi)人員可以及時地發(fā)現(xiàn)未授權人員的進入，進而及時有效地阻止治安安全事件發(fā)生。同時，工作人員在生產現(xiàn)場出現(xiàn)摔倒等身體傷害事件時，可以及時發(fā)現(xiàn)，并得到有效的救治。出現(xiàn)生產設備被偷盜等治安案件時，可以利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的錄像，協(xié)助公安人員破案。

3 系統(tǒng)的設計方案

3.1 系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像部分、傳輸部分、控制部分、顯示和記錄部分組成。

攝像部分，采用高清光學變焦攝像機，作為現(xiàn)場的圖像采集設備。

傳輸系統(tǒng)，采用多模光纖對圖像數(shù)據(jù)進行遠距離的傳送。

在控制中心，設置有視頻光端機矩陣主機、視頻分配器、嵌入式視頻錄像機、視頻監(jiān)視器和DLP數(shù)據(jù)大屏。

視頻信號通過矩陣主機，將圖像在視頻監(jiān)視器或DLP數(shù)據(jù)大屏上進行顯示。外圍泵站的圖像信息傳輸，通過中國電信的光纖組成CWDM/ADM網絡完成。

控制中心使用一個視頻解碼設備，作為視頻還原設備。控制中心與每個泵站視頻服務器之間，通過中國電信的光纖系統(tǒng)組成CWDM/ADM網絡。每個泵站單獨作為一個監(jiān)控區(qū)域。在每個區(qū)域，根據(jù)工藝要求設置相應的攝像機。控制中心的解碼器將視頻圖像信號送到一分三視頻分配器，三路信號分別送到DLP數(shù)據(jù)大屏、嵌入式視頻錄像機與矩陣主機。

3.2 系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)的視頻傳輸，采用數(shù)字的方式進行，將常見的干擾源從根本上完全被杜絕，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定與高品質的圖像傳輸。

系統(tǒng)的運行維護，交給中國電信，避免了常見的系統(tǒng)重建設輕維護的問題，可保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

3.3 系統(tǒng)結構示意圖

系統(tǒng)結構示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構圖

3.4 系統(tǒng)運行概況

本系統(tǒng)已經被上海市松江污水處理廠采納使用，目前運行良好。在系統(tǒng)清理、維護中起到了不少作用，為松江城區(qū)水環(huán)境的保護，發(fā)揮了不小的作用。

4 結束語

針對污水處理廠污水收集系統(tǒng)的無人值守運行生產，本系統(tǒng)采用遠程視頻監(jiān)控，為生產管理者提供了安全保障手段。本系統(tǒng)為其他分散管理的場合，也提供了一種可行的監(jiān)控手段。

[1]柳 薇，馬爭鳴.網絡視頻編碼技術[J].通信學報，2005，(9)：88-95.

[2]中國電信，全球眼業(yè)務[DB/OL].http://www.ct10000.com/esurfing/ty3gzq/3gywtj/qqy