基于視頻監控和火災報警的聯動控制應用

劉 杰，李 芳，杜興團

（河南心連心化學工業集團股份有限公司，河南 新鄉 453731）

0 引言

近年來隨著AI、計算機、圖像處理、無線傳輸等新技術的快速發展，給視頻監控的智能應用帶來快速的發展。煤化工行業充斥著高溫、高壓，易燃、易爆、易中毒，給廠區內人身、設備安全提出了較高的考驗。尤其是化工生產中的關鍵設備、重大危險源等區域的監控在化工生產中顯得尤為重要。目前，國內多個行業應用視頻監控技術成功地解決了行業內的部分難題，例如：變電所，通過智能視頻監控系統，自動跟蹤、記錄，報警等功能的視頻聯動控制系統，提高檢修以及運行的安全性[1]。視頻監控與火災報警系統聯動，在確認火災發生后，該系統會自動控制火災報警點視頻并進行調整，正對火災發生點，實時監控火災情況，同時可以考慮聯動消防系統進行滅火等[2]。在煤炭行業，利用視頻監控系統與安防系統結合，構成智能安防系統，主動判斷和預警一些關鍵信息，提升煤礦的安全管理水平[3]。為了解決化工行業的一些難題，同時考慮到視頻監控系統在化工行業的大規模應用，將視頻監控系統與安全、消防系統聯動，實現全廠區無死角監控及重大危險區域的非法入侵報警燈功能。將被動防護變為主動防御，變事后追查為事前預警，能夠為保護企業人員、財產安全以及現場管理起到重要的作用。

1 煤化工行業對監控系統、火災報警等的需求

1）所有監控系統設備在煤化工行業現場（有毒，有害、腐蝕性氣體）能夠保持連續運行，不受現場環境影響；2）前端攝像機滿足防爆、低照度清晰并具有智能分析模塊（越界自動檢測、人員實時跟蹤、聯動錄像等功能）；3）前端各裝置網絡攝像機信號需接入各機柜NVR（網絡硬盤錄像機），所有視頻信號在機柜間存儲至少保證1 個月，重要區域的視頻信號要求存儲時間至少半年；4）廠區出入口配置車牌抓拍和地磅系統對接，在系統中可以實時監控進入重點監控區域的車輛信息；5）DLP 大屏前端顯示和監控功能，實現解碼上墻、拼接漫游、開窗、DCS、火災報警地圖上墻功能；6）全廠控制中心配置高性能磁盤陣列，實現對前端重要視頻的備份存儲、報警出發等功能；7）火災報警系統支持圖形顯示前端，同時預留RS485 通信接口以及MODBUS 通信協議，能夠在畫面上實時監控到各區域探頭的報警信息等。

2 視頻監控與火災報警系統聯動控制的整體設計

2.1 系統的構成

聯動控制系統的整體設計如圖1 所示，由視頻監控系統、火災報警系統、聯動控制服務器、DLP 大屏幕，以及相應的軟件構成。由于煤化工行業的特殊性，防爆區、前端的攝像頭以及火災報警控制系統的探頭必須滿足Ex d ⅡCT4 或CT6/DIP A20 TA,T6，防護等級不低于IP65[4]。對于攝像頭的選擇，以帶云臺控制和球機為主，增強系統的聯動監控效果。目前，現場使用的防護等級低的一些探頭已經腐蝕比較嚴重。

2.2 聯動控制系統的基本原理

實現視頻監控系統與火災報警控制系統的聯動，兩個系統的信息必須共享[5]。因此，火災報警系統預留的485通信接口需要應用串口服務器將其轉換為RJ45 接口或者在定制火災報警控制系統時，直接配置RJ45 接口，并將其接入到視頻監控系統的網絡中。

在網絡機房配置數據采集服務器以及聯動控制平臺，并安裝相應的數據采集軟件等。該系統主要包括數據采集模塊、報警信息分析模塊、聯動控制模塊。火災報警系統將報警信息上傳到聯動控制平臺，通過該平臺就可以分析出報警發生的具體地點，并將相關信息傳輸到視屏監控系統，調動附件的攝像頭畫面直接展示在DLP 大屏上，現場的監控人員通過大屏幕可以實時監控報警地點的狀態。

2.3 系統的工作流程

圖1 火災視頻聯動控制架構Fig.1 Fire video linkage control architecture

圖2 聯動控制原理圖Fig.2 Linkage control schematic

火災報警系統不僅可以與視頻監控系統形成聯動控制系統，同時也可以與消防系統形成聯動控制系統，下面以化工企業的液氨罐區為例，簡單介紹聯動控制系統的整體控制原理，如圖2所示。

罐區作為化工企業的重點監控區域，因此在液氨球罐的表面覆蓋干溫電纜，同時配置雨淋閥等降溫系統，周圍布置視頻監控以及聲光報警系統。當感溫電纜檢測到液氨球罐表面溫度達到報警值后，將信息反饋到火災報警系統，數據采集模塊采集相應的報警信息后，分析報警的具體位置，同時控制球罐周圍的攝像頭實時對準液氨球罐，并將DLP 上顯示的圖像信息切換到該攝像。同時火災報警控制主機，通過輸入輸出模塊控制雨淋閥動作，開始對液氨球罐進行降溫操作。如果此時有人員進入罐區內部，周圍的其他攝像頭會實時跟蹤人員的行走軌跡，并記錄、發出報警系統。

3 總結

本系統將火災報警、視頻監控以及部分消防設施進行了整體的設計，對化工企業在重點區域的監控起到了良好的應用效果，同時降低了人工勞動強度，便于人員對報警區域的重點監控。通過該系統可以對煤化工現場的生產狀況，人員的行走軌跡、重大危險源的監控起到有效的預警作用。未來希望可以將更多的成熟的先進技術應用到煤化工行業，降低員工的勞動強度，提升企業的安全管理水平。