視頻監控系統在衡器行業中的應用

一、概述
煤礦、冶金、電力等企業每天都有大量的進出物資需要計量，以往的衡器稱重系統往往關注稱重功能本身，缺乏科學的視頻監控措施和集中管理，因此車主經常使用各種作弊手段謀取不法的經濟利益，司磅員有時也參與其中，給企業造成了巨大損失。圍繞計量衡器，建立一套*、實用、合理的視頻監控系統，不僅能夠有效堵塞上述各種管理漏洞，還可以使技術、管理人員實時監視和分析現場情況，對計量過程中出現的問題作出快速響應，輔助生產管理與決策。本文以某煤礦選煤廠電子汽車衡計量監控網絡系統為例，說明視頻監控系統在衡器行業中的典型應用。
二、系統結構組成
本系統計量設備包括精煤進出場汽車衡4臺，就近使用2個磅房；原煤進出場汽車衡2臺，就近使用1個磅房。每臺汽車衡配置秤前、秤后2套攝像頭。攝像機安放在電子汽車衡的前端，可監視駕駛室人員上下車情況。攝像機安放在電子汽車衡的后端，可監視汽車在電子汽車衡前后兩端是否有壓邊、靠邊等情況。此外，在每個磅房內也安裝一個攝像頭，用于實時監控司磅員的工作情況，可有效防止司磅員工作不認真或作弊等行為。磅房內稱重管理計算機配置有視頻采集卡，在稱重界面上既能實時顯示視頻圖像，又能抓拍正在稱重時的即時圖像并保存到硬盤，實現稱重數據和圖像同步存儲。每個磅房內還配置有硬盤錄像機和液晶顯示器一臺，實現現場監視錄像、預覽、回放。用戶可通過該硬盤錄像機的RJ45網絡接口，連接監控網絡，實現網絡監控等功能。
在選煤廠堆料場和場內物流關鍵觀察監控點還安裝了5個高速網絡快球攝像機，以實現車輛裝卸料物流的全程監控。
選煤廠辦公區設有集中監控中心，配置有網絡監控服務器和解碼電視墻，滿足對監控資源的統一調度、管理需求，選煤廠監控網絡內的其他客戶端站點也可接入本網絡對視頻信息進行訪問。
硬盤錄像機和高速網絡快球作為視頻編碼設備具有網絡接口功能，能發送和接收視、音頻數據和控制信號。監控網絡組成如圖1所示。

三、系統功能說明
集控中心控制管理服務器具有遠程監看、調用不同攝像機、畫面分割、手動切換等功能，實現遠程對現場的智能球機的變倍、旋轉等控制。它還能對各功能服務器及不同用戶進行添加、刪除、配置、權限設置及驗證，記錄系統內各服務器、各個操作用戶的操作，同時記錄系統內設備報警、異常狀態報警。
電視墻顯示由控制端和解碼服務器組成，可將任意一個攝像機的圖像切換到任意一臺監視器上進行顯示。
網內客戶端計算機位于選煤廠其他必要管理部門，裝有客戶端軟件，實現視頻瀏覽、網絡硬盤錄像機文件的點播下載功能。
磅房硬盤錄像機進行分散錄像，集控中心進行有條件集中錄像。錄像可以在監控主機及電視墻上進行回放。硬盤錄像機及存儲服務器均支持循環與非循環錄像，支持錄像資料的遠程下載、USB存儲備份。網絡文件回放可實現本地回放（回放已下載到本地的錄像文件）和遠程回放（回放存儲在硬盤錄像機中的錄像文件）。
當汽車衡稱重時，在稱重界面上顯示被攝對象的動態視頻圖像，操作人員保存稱重數據的同時，自動抓拍兩幅圖片并*保存以備查詢。該功能與稱重軟件緊密集成，圖片數據和稱重數據存儲在本地同一數據庫中，可實現歷史稱重數據和圖片的共同關聯調用，查詢某一過磅車輛的歷史信息時，圖片和數據一一對應。
四、主要設備選擇
1、秤體前后攝像機選擇性價比較高的海康DS-2CC172P型，該機型采用高性能1/3“SONY Super HAD CCD，水平解析度540TVL，分辨率高，圖像清晰、細膩，低照
度，0.1Lux@F1.2，支持自動彩轉黑功能，實現晝夜監控，支持自動光圈功能（直流驅動或視頻驅動），具有方便的背焦調節方式。鏡頭選擇6-16mm的焦距范圍，可清晰監視3.5-10m的距離。該機位攝像機采用固定式支架安裝。
2、料場和主要道路攝像機選擇海康DS-2DF1-671型130萬像素網絡高清球。焦距4.95-49.5mm，10倍光學變焦，觀察距離和畫面清晰度*選煤廠監控要求。主要功能有：
?? 基于以太網控制，同時支持模擬接入；
?? 網內可通過瀏覽器觀看圖像并實現控制；
?? 水平360°連續旋轉無監視盲區，可設定手動限位；
?? 三維智能定位功能，配合客戶端軟件或硬盤錄像機可實現點擊跟蹤和放大；
?? 旋轉速度根據鏡頭變倍倍數自動調整；
?? 自動光圈、自動聚焦、自動白平衡；
?? 具有背光補償和低照度（彩色/黑白）自動/手動轉換功能；
?? 支持預置點/巡航掃描/花樣掃描/自動掃描/隨機掃描/幀掃描/全景掃描等自動模式，可設定手動限位；
?? 具有防雷、防浪涌保護功能；
?? 機件密封設計，室外罩通過IP66檢測。
3、夜間照明有兩種解決方式，一種是加可見光照明，如路燈、探照燈；另一種是加紅外燈（特別是要求不能安裝可見光源的場合）。紅外燈有室內、室外，短距離和長距離之分。一般常用室內10～20m范圍的紅外燈，由于墻壁的反射，圖像效果還不錯。用在室外長距離的紅外燈效果就不會很理想，而且價格昂貴，不到必要時一般不采用。
4、硬盤錄像機選用海康DS-8008HS-S型網絡硬盤錄像機，主要功能有：
?? 文件記錄有六種模式：定時錄像、手動錄像、移動偵測錄像、報警錄像、移動偵測錄像&報警錄像、移動偵測錄像/報警錄像；
?? 4個SATA接口，可支持4個SATA硬盤
?? 提供硬盤錄像資料的備份與剪輯，支持SATA硬盤、U盤、USB硬盤等備份設備；
?? 支持圖像局部（或全部）遮擋報警處理；
?? 本地錄像狀態、報警狀態顯示；
?? 支持TCP/IP協議；
?? 可通過網絡遠程升級，實現遠程維護；
?? 具備WEB SERVER功能，可通過瀏覽器訪問網絡硬盤錄像機；
?? 提供日志（操作日志、報警日志、系統日志）記錄與查詢；
?? 用戶名、口令及碼流傳輸時用密碼加密，防止泄露。
安裝硬盤總容量的參考計算方法：
存儲容量（MByte）=碼率（即位率/位率上限）÷ 8× 3600 ÷1024（Kbit/s）×每天錄像時間（小時）×需要保存錄像的天數×通道數×觸發錄像的發生率（報警錄像或移動偵
測錄像發生的概率a%），以視頻監控路數為2、碼流2Mbps、每天錄像時間8小時、保存天數30天為例，考慮硬盤格式化損失，可用容量需求為750GB。
五、監控系統防雷解決方案
1、直擊雷的防護
直擊雷的防護較簡易的方法是采用避雷針，室外各球形攝像機由于分別分布在室外，距離較遠，因此室外各攝像頭須設計安裝避雷針。具體設計方案為：在室外各球形攝像頭的立桿上（立桿的頂部）分別安裝一支避雷針，規格為φ16×1000mm鍍鋅圓鋼，安裝方式為焊接。
2、防雷接地要求
防雷接地由引下線、接地線和接地體組成。引下線是引導雷擊電流從避雷針入地的通道。接地體埋于地下與引下線相連接，雷擊電流由此泄放到大地，接地體滿足接地電阻的要求。多種接地體距離無法大于20m時，必須加裝地網隔離器。接地線一般采用40mm×4mm鍍鋅扁鐵或25mm2以上多股絕緣銅纜，一端焊接到接地體上，另一端引到室內的等電位連接排上。接地體與引下線或接地線一般采用搭接焊，焊接處必須牢固無虛焊，同時為確保接地電阻不大于4Ω，必須將接地體與建筑物大樓的基礎地網可靠連接。
3、電源及信號系統的防雷
a）在辦公大樓總配電柜處，安裝*級加強型電源防雷器；
b）在集控室的監控系統配電箱處，安裝第二級標準型電源防雷器；
c）室外型攝像機采用三合一視頻監控防雷器，它集成攝像機電源、視頻信號、控制信號，*保護為一體，采用高能防浪涌元器件，大功率長壽命,串連線路設計三級濾壓保護，TVS雪蹦鉗位線路確保低殘壓。可對各種攝像機進行一體化精細SPD防浪涌/防雷/避雷/過流過電壓保護。
六、結束語
上述監控網絡系統已經在多行業用戶中投入使用，收到良好的效果，因此，可以得出結論：視頻監控系統作為計量管理的一個重要手段，不但能加強企業內部管理，有效堵塞各種管理漏洞，還可與用戶監督、管理等部門進行信息共享，實現物流、業務過程的一體化管理，進一步提高企業工作效率，促進企業的發展，為企業帶來可觀的效益。