加油站視頻監控管理系統的實現與應用

摘 要：文章以石化銷售企業為應用場景，結合加油站安防需求和現場管理要求，介紹了加油站視頻監控管理系統的系統框架、系統組成、平臺設計與部署方式，針對系統應用的接入方式、圖像質量、存儲模式、報警聯動四個方面給出相應的解決方案。

關鍵詞：加油站；視頻監控；系統框架；平臺設計

1 引言

視頻監控系統技術路線經歷了模擬閉路電視、數字模擬混合式、網絡化數字化[1]集成化三個發展階段。目前，視頻監控系統結合計算機網絡、圖像處理、模式識別、智能分析[2]等信息技術，廣泛應用于交通、公安、金融、能源、教育等行業。

加油站、油庫作為油品銷售企業安全防范的重點監控區域，具有網點多、分布廣、跨度大的特點。給企業庫站現場管理、安全督查、應急指揮等方面帶來諸多不便，傳統的現場定期巡查的管理方式難以適應企業對加油站、油庫現場管理工作的要求。隨著企業信息化建設的發展與推進，視頻監控系統已成為省市公司對加油站遠程監督管理的信息化必要手段。本文以石化銷售企業為應用場景，闡述了加油站（油庫）視頻監控管理系統的總體架構和系統實現，并在系統應用過程的四個方面提出了相應的解決方案。

2 系統框架

系統采用分級結構[3]，主要由站級前端系統、網絡通信傳輸系統、監控管理系統三個部分構成。

本視頻監控系統建設以加油站、油庫為基本單位，在各市公司建立二級監控分中心，在省公司設立監控指揮中心，建立一套具有分散監控、集中管理，網絡傳輸功能的視頻監控綜合管理平臺。省市兩級系統管理人員，按照系統權限對系統進行遠程監控與操作，實現對系統管理平臺和前端信息采集設備的統一集中管理，系統架構拓撲如圖1所示。

2.1 站級前端系統

站級前端系統主要由視頻信號采集設備、硬盤錄像機（DVR）、報警設備、拾音器等設備構成。硬盤錄像機（DVR）是整個前端系統的關鍵設備，負責將采集到的音視頻、報警等模擬信號編碼并壓縮為數字信號。根據安防要求，在加油站的加油車道區、油罐區、便利店、收銀臺、財務室等重點區域安裝攝像機進行實施監控，前端信息采集設備都應設置在按GB50156劃定的0區、1區、2區以外的區域[4]，以符合安全規范。

2.2 網絡通信傳輸系統

網絡通信傳輸系統是實現遠程視頻監控管理系統的重要組成部分，負責將音視頻信號和指令的上傳下達。視頻監控系統通過光纖、寬帶VPDN、3G無線網絡作為傳輸媒介，將視音頻數字信號進行壓縮編碼傳送到視頻監控中心解碼展示的顯示大屏。同時，將視頻監控中心控制端發出的控制信號回傳給站級前端設備，進行相應的控制動作。

2.3 監控管理系統

監控管理系統是整個監控系統的核心管理平臺，匯聚和控制全省范圍內加油站、油庫的視頻監控圖像，將所需的視頻、音頻、數據以數字形式通過網絡進行傳輸和轉發。系統后臺對系統參數、設備配置、用戶管理、狀態監測、計劃錄像、系統應用報表等進行統一管理。系統用戶根據不同的用戶權限對前端設備進行遠程調閱、查詢及應用管理。

3 系統設計與部署

3.1 系統平臺設計

監控管理系統平臺采用面向服務體系架構進行分層設計，分別為基礎設施層、業務系統層、業務邏輯層、應用展示層，如圖2所示。

基礎設施層作為整個系統架構的底層，配置X64架構的服務器及存儲盤陣，基于Windows Server 2008 R2操作系統和SQL Server 2008數據庫實現為上層業務系統、應用系統提供基礎支撐作用。

業務系統層是整個監控系統的核心組成部分，為系統提供面向業務管理需求和面向資源管理需求的綜合管理平臺。設備接入管理組件完成對音視頻設備及第三方的安防相關設備的接入管理，同時可以通過對不同廠商的SDK包封裝，屏蔽不同廠家設備的差異性，完成協議轉換。

業務邏輯層是基于Web服務對業務系統層的各種業務管理組件進行抽象封裝，對外提供各種系統應用的標準服務，包括監控服務器、報警服務、存儲服務、語音對講服務、集成接口服務等。

應用展示層是系統為用戶提供系統功能展示和系統控制的交互界面，并提供多種形式的應用展示，包括C/S客戶端、B/S客戶端、移動終端客戶端、集成第三方系統展示等。

3.2 系統部署方式

為了實現系統管理平臺功能，將業務系統層的中各功能組件部署在服務器上，具體部署方式如下：

管理服務器，主要用來部署設備接入管理，業務管理、Web服務管理、用戶管理等功能組件，為用戶提供統一的認證、授權、管理服務界面，實現系統內部管理要求。

流媒體服務器，主要用來部署流媒體轉發管理組件，提供視頻流的轉發服務與省、市級平臺的級聯服務。響應用戶對現場實時視頻和錄像文件的點播，并對獲取的遠程視頻流轉發給請求用戶。

報警存儲服務器，主要部署報警管理與存儲管理等功能組件，用來接收前端設備報警信息，并進行重要視頻的存儲備份。

4 系統實現與應用

4.1 前端設備接入方式

目前加油站網絡采用的通信介質主要以光纖、寬帶VPDN為主，以3G無線網絡為輔。為了更好地適應加油站網絡環境，系統采用兩種設備接入方式實現管理服務器與監控前端設備之間通信。

一種是直接訪問的方式，適用于具有靜態IP地址的網絡環境，如光纖線路。即管理服務器直接通過設備IP地址直接訪問前端設備。另一種是主動注冊方式，適用于具有動態IP地址的網絡環境，如VPDN線路及3G無線網絡等。即首次在管理服務器中添加前端設備時，通過端口映射方式為設備指定IP地址和虛擬端口，同時系統為設備創建一個唯一的設備ID號。當設備IP地址發生動態變化時，設備ID號會主動地與實時獲取的IP地址進行關聯，然后管理服務器通過設備ID號來實現間接地訪問前端設備。

4.2 輸出碼流與圖像質量

為了提高視頻監控圖像實時性和網絡傳輸效率，合理地處理視頻圖像壓縮存儲與網絡傳輸質量兩者的關系，盡可能的避免出現較長的網絡延時、圖像抖動或網絡擁塞等現象[5]。本文通過對輸出碼流的碼率與圖像分辨率進行合理配置，以適應不同的網絡環境。

4.3 視頻存儲模式

系統中視頻存儲采用前端分散存儲與網絡集中存儲相結合，站級視頻通過前端設備硬盤進行分散存儲，對重點監控圖像或異常報警圖像通過網絡上傳進行集中存儲的存儲模式。充分保證系統存儲的性價比、減小網絡的帶寬需求、保障重要數據的可靠性。網絡集中存儲部分采用IPSAN[6]技術，既可以保證存儲和讀取的高效率，同時可以保證較低的建設成本。

如圖3所示，加油站前端設備通過網絡將硬盤錄像機中視頻圖像上傳到監控中心，經流媒體服務器轉發后再進入存儲管理服務器轉換成標準協議，以數據塊的方式寫入磁盤陣列中。客戶端回放視頻時，先向存儲服務器發起回放請求，存儲服務器根據文件索引信息查詢到符合條件的錄像文件列表，并進行排序，再從磁盤陣列讀取錄像片段。

4.4 報警聯動

視頻設備報警主要是針對加油站、油庫的攝像機視頻丟失、視頻遮擋、移動偵測等情況進行報警。當報警系統在設防后，整個系統的探測器處于正常工作狀態，當探測器探測到有異常情況時，通過網絡將信號上傳至監控中心報警服務器，并進行相關聯動處理，如聯動視頻提醒、自動錄像、自動截圖等動作。報警消除后，系統自動復位，系統恢復到正常工作狀態。

5 結束語

通過該系統在庫站現場的應用，促使現場管理的范圍得到了擴展和延伸，同時，降低運營成本，提升管理效率。隨著視頻監控系統在加油站的深入應用，系統在滿足安防需求的基礎上，采用智能視頻分析技術對監控畫面進行特征分析、對車流量進行統計分析，以適應加油站現場精細化管理和營銷決策的需求。

參考文獻

[1]丁忠校.視頻監控系統的應用現狀與發展綜述[J].科技咨詢導報，2007（28）.

[2]張秀玲.視頻監控系統研究現狀與發展趨勢[J].科技信息（學術研究），2008（36）.

[3]中華人民共和國建設部.GB50348-2004安全防范工程技術規范[S]北京：中國計劃出版社，2004.

[4]國家安全生產監督管理總局加油加氣站視頻安防監控系統技術要求[S]北京2011.

[5]詹青龍.網絡視頻技術及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2004.

[6]汪光華.智能安防-視頻監控全面解析與實例分析[M].北京：機械工業出版社出版社，2012.

作者簡介：王暉（1978，2-），男，甘肅人，研究生，工程師，主要研究計算機網，工作單位名稱：中國石化廣東石油分公司。