中国石油天然气管道工程有限公司沈阳分公司
摘要：目前部分已建油气站场视频监控设备使用年限较长，技术已相对落后，且由于场站场区大、设备多，值班人员在视频巡检过程中费力耗时，在一定程度上降低的工作效率。随着技术的不断发展，大面积区域的连续立体观测、报警与视频的联动、多摄像头联动、扩音对讲、周界安防等技术均已成熟且在各个领域都有实践。
一、前言
智能巡检系统满足对多站场站进行统一管理的需求，满足场站内各区域应急指挥的全局态势和响应速度需求，满足智能感知设备和监控系统的联动需求，满足系统的集成性能和扩展性能。
二、智能巡检系统特点
智能巡检系统在解决了传统监控视频质量、数据存储、系统网页浏览的等一系列问题后，还将重点防控区域视频监控图像记录下来，在屏幕上输出显示，更重要的是如何建立视频碎片之间的时空关系，如何实现高效实时融合显示监控，提高预警能力，运用先进的手段，以降低管理成本，提高管理效率，解放巡逻劳动力。为满足重点防控区域监控需求，迫切需要融合重点防控区域大量实时视频，对重点防控区域环境进行多方位全局监控、全程监视、多角度智能监控。支持对接当前主流监控设备厂商的主流视频，并按照系统设计的统一格式进行处理后进行视频分发融合。利用最先进的视频技术手段，结合三维模型的应用，打造一套超融合视频监控系统，实现对场站内重点防范区域的可视化立体管控。系统可以针对不同角色进行功能、权限范围的定制，针对性强。
三、智能巡检系统在输油气系统中的应用
（一）实现功能
对已建站场的工业监视系统升级，搭建智能巡检平台，增设相应鹰眼及鱼眼摄像机，并接入室外现有的工业电视信号，增加重点区域监控摄像头，实现智能巡检的功能。
1.三围全景监控
系统主要是通过将离散分布在场站重点防控区域的监控视频融合到虚拟现实场景模型中，建立视频在虚拟现实空间的感知能力，提供多个区域连续、直观监控，方便治安监控管理人员概览全局，实现可跨越区域、空间的基于虚拟现实的全景视频融合展示、视频巡逻。对场站重点防控区域利用地理信息测绘数据，将离散分布区域不同位置、具有不同视角的监控视频实时动态的融合到真实三维场景模型中。
2.电子智能巡检
自定义三维智能路线，无需人工干预，系统自动按照事先定义好的计划时间，按照监控人员定义的特定路线进行三维视频巡逻监控，用虚拟视角按顺序观察不同区域的场景，也可以随机调整线路和视角来观察全景中的局部场景。系统会在警告信息出现时自动巡逻到报警区域，第一时间展现应急场景，并形成警报快照。
3.统一历史视频回放
在全景场景显示模式下融合显示多路历史画面，以实现历史事件整体回放，以整体画面描述事件来龙去脉，提高对历史事件的查询能力及事件的全场景重现能力。改变了场站重点防控区域治安监控管理人员依赖分镜头零散倒查的传统工作模式，能够有效提升历史事件的回查效率，降低资源的投入量。
4.球机追视
无需预知球机位置及观测角度，在三维场景中点击视野范围内的目标兴趣点，目标范围内的球机则能够根据目标的位置进行自动PTZ操作（调整视角，焦距）。可以在大场景中看到全局态势，控制球机以细节展示。直接对目标兴趣点进行点击即可展示详细信息，使监控管理人员能准确对人脸、车牌、动作等进行详细观测追踪，更有利于观察和取证。
5.2D/3D地图联动
可同时显示三维场景与二维地图，并随着三维场景中视点、视角的变换，在二维地图中做实时联动，实现立体环境与二维地图的一体化观测。
6.视频标签
将二维监控视频融合在三维虚拟场景中，能让人更加迅速直观地理解视频及其周边态势，结合后端视频分析，将智能分析结果根据重要性自动展现给用户，还可设定兴趣点和传感器标签，实现集成信息自然呈现。
7.重点区域入侵警戒
支持警戒区域监控自动报警，用户可自行划分警戒区域或设立警戒线，当有人员或车辆进入警戒区域或越过警戒线时，平台自动弹出警告信息和现场画面。
8.已有相机的利旧功能
将原工业电视系统中所有摄像机接入优化后的系统中，按组分屏显示，并加入标签。
（二）具体实施
根据站场工业电视智能化升级需求，结合已建站场工业电视系统、入侵报警系统现状，建立实景三维模型、搭建GIS基础平台。在主要单体内部安装360度全景摄像机；在监控杆及单体外墙上安装180度室外全景摄像机、室外球型及180度枪型广角摄像机；在场区进站大门处设置人脸识别摄像机和安全帽识别摄像机，将摄像机（含网络已建）信号引流至超融合平台实现画面拼接、裁剪、融合，同时接入入侵报警系统信号，实现联动。
本工程所有摄像机均为高清网络摄像机，支持H.265编码、ONVIF、GB28181。基本接口为10/100M或10/100/1000M以太网接口，符合IEEE802.3标准，采用RJ45连接器。室外180度全景摄像机和室外球型及枪型，人脸、安全帽摄像机摄像机采用AC 220V UPS供电，其余摄像机采用POE供电。
将已建站场相关摄像机分别以标签形式纳入各自智能巡检平台管理，管理平台通过对已建及新建摄像机整合实现监控全覆盖、实现对大范围区域的融合展示，同时利用室外摄像机实现追视功能。
中心存储设置1套CVR用于新建摄像机管理以及图像存储、转发；在站场设置1套智能巡检平台服务器，用于搭建智能巡检平台、接入前端摄像机实现智能巡检功能。
智能巡检服务器用于搭建智能巡检平台，接入前端摄像机实现智能巡检功能。硬件配置不低于4210双2.2GHz、RTX2070S、1T SSD + 4T、64G、2个千兆网卡等。
系统基于统一标准规范体系进行规划和建设，满足站场对人员、周界报警、警戒区域入侵和视频报警等数据的统一集成，实现基于三维场景的可视化管理模式，结合四维视频超级融合场景下的远程视频巡检，真正实现一图通览，一图统管，高效联动的管理需求。支持站场三维场景展示、实时视频融合、分区管理、人员识别、车辆识别、周界告警、报警联动、自动远程巡检、人工远程巡检、告警日志、巡检日志等模块的接入。支持通过管道分公司—输油气分公司—工艺站场的层级结构管理，为后期接入管道分公司提供条件。系统主要包括下列功能模块：
—视频接入模块
—视频解码模块
—GPU并行加速绘制模块
—视频重叠区域融合模块
—历史视频时间线模块
—球机追视模块
—挂屏显示子系统
—驻留/动态访问视频调度模块
—2D/3D地图联动模块
—实时拼接并行计算模块
—网络状态监控模块
—相机可视范围显隐调度模块
—硬件状态监控模块
—日志模块
—权限管理模块
—流媒体服务器转发模块
—流媒体引擎加速模块
—数据库同步模块
—独立部署网络协同模块
—全球卫星影像数据加载引擎
工作站作为人机界面对智能巡检系统进行管理、维护等操作，配置1台24"液晶显示器，硬件配置不低于i9-7980XE、RTX2080ti、1T、64G、2个千兆网卡等。
三、结束语
智能巡检系统采用视频超融合监控技术，是面向视频监控领域一套划时代的综合、网络化系统，能够展现重点防控区域所有的监控画面，形成真正意义上的三维视频融合监控体系。通过对视频资源建设和优化，将离散的、不同视角的传统监控视频与监控场景的三维模型进行视频超级融合，形成场景内不同视频画面之间的空间关联，实现三位视频融合的一体化监控体系。
参考文献：
[1] 王公儒.视频监控系统工程实用技术.北京：中国邮政出版社，2017
[2] 《工业电视系统工程设计标准》 GB/T50115-2019