【安防知识网】中国石油天然气集团北京分公司监控报警管理系统经过中石油北京分公司及各行政主管部门反复调研、论证、修改，并按北京市人民政府关于加强图像信息管理系统建设工作的意见”（京政发[2006]17号）以及北京市图像信息管理系统建设工作会议要求，保证北京分公司对所属重要设施信息情况及时、准确的了解、掌握，为领导决策提供有力的信息，必须对加油站、油库设施实现系统化、科学化、现代化地统一管理，切实满足石油化工行业对于图像系统的管理和业务需求等要求进行该工程建设。

第四章系统总体设计
4.1设计思路 
        图像信息管理系统是安全防范系统的重要组成部分,是一种防范能力较强的综合系统。中国石油天然气集团北京分公司监控报警管理系统经过中石油北京分公司及各行政主管部门反复调研、论证、修改，并按北京市人民政府关于加强图像信息管理系统建设工作的意见”（京政发[2006]17号）以及北京市图像信息管理系统建设工作会议要求，保证北京分公司对所属重要设施信息情况及时、准确的了解、掌握，为领导决策提供有力的信息，必须对加油站、油库设施实现系统化、科学化、现代化地统一管理，切实满足石油化工行业对于图像系统的管理和业务需求等要求进行该工程建设。

        系统依托数据交换网，建成覆盖北京市的石油化工图像信息管理系统，建设1个监控中心，初步设计147个加油站和油库的监控分中心，初步统计中石油北京分公司所属的加油站和油库架设大约1200个监控点(已建成147个加油站监控，但未联网)。从节约投资和提高收效的角度出发，按照先试点后推广的策略，拟于07年年底前完成各加油站的报警监控系统建设，对原有的147座加油站和油库的单站系统进行改造联网，同步开展市级监控平台建设；设计方案充分考虑了后期的扩容、管理变更等可能的建设要求。本次设计思路如下：

        1、根据要求，本次设计采用多级结构，实现“大容量、多画面处理、实时录像和回放、联网远程监控”的目标。

        2、本次设计系统充分考虑了“平台分级”的设计理念，便于以后石油系统用户的安装、操作和今后的维护便利；本次设计系统接入安检局、内保局系统，并为华北分公司以后联网预留接口；

        3、系统设计考虑了各种兼容要求和扩容要求：包括现有已建成监控设备的接入、门户网站、自动计量、管输控制、GIS系统兼容以及监控点后期扩容、系统规模扩容、临时授权用户远程监控等各种可能扩容方式下对现有网络的兼容和便利性，设计的系统能够满足兼容和平滑扩展的要求。

        4、系统设计对网络传输路由具有良好的适应性，可以在局域网、广域网、城域网、无线网络等各种方式下运行。根据网络资源的情况，在不同的网络带宽下可以灵活设置编码格式，获得不同的图像质量。充分利用加油站、油库现有的网络专线。必要时，对监控中心或加油站的原有网络进行扩容提升；[nextpage]

        5、本次设计的系统是标准和开发的，系统软件全部采用通用的主流标准；如系统采用标准的TCP/IP协议、接口标准通用等；适合石油系统各个标准子系统的集成。如：为各加油站预留POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器、IC卡系统等接口，实现本地数据业务管理。本地采用工控机存储本地业务数据，并定时上传至中心；

        6、系统考虑了操作冗余、数据安全和远程鉴权等技术手段，保障系统安全运行和不受外部入侵，完善的身份认证能力，保证系统稳定运行。

        7、在技术性价比上，方案采取实用的原则，不追求高端设备的堆砌，而是本着实用的原则进行了科学的配置建议，以求达到最大的技术性价比。

4.2总体框架 
        中国石油天然气集团北京分公司监控报警系统建设系统结构如图4.2.1：

图4.2.1系统结构图

        根据系统结构图，对中石油北京分公司监控报警管理进行总体设计；系统要实现与安检局、内保局联网；实现对整个中石油北京分公司的加油站及油库监控监控报警。整个系统分为多级结构建设，便于中石油北京分公司以后与华北公司联网，实现中石油流程中的实时监控、实时办公。[nextpage]

        中石油北京分公司监控中心、前端加油站(油库)、安检局及内保局三大监控模块，中石油北京分公司监控中心模块采用分布式服务器架构的图像浏览、转发与管理，而最终把所有的图像上传到安检局及内保局和华北分公司进行统一的管理。前端加油站(油库)模块采用本地数据业务系统，实现监控浏览、存储、报警输入及输出、并为POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器、IC卡系统等预留接口，实现本地数据业务管理。整个系统结构如图4.2.2；

 
图4.2.2系统拓扑图

4.3系统划分 
        中石油北京分公司监控系统依托公共数据交换网TCP/IP平台，建成覆盖全市加油站及油库的监控报警联网系统；此系统包括以下部分：[nextpage]

1、中石油北京分公司信息中心一级监控报警中心的建设；
2、中石油北京分公司加油站二级监控报警中心的建设；
3、中石油北京分公司加油站、油库的前端子系统的建设；

4.3.1信息中心一级监控报警中心的建设 
        中石油北京公司信息中心一级监控报警中心由目录管理服务器、存储转发服务器、边界服务器、存储设备、DLP显示大屏及网络交换设备等组成；如图图4.3.1.1所示；

        目录管理服务器和存储转发服务器负责用户登陆认证、视频信号转发及存储等功能，避免用户直接访问前端摄像机，降低网络流量；中心能存储各加油站(油库)报警信息及视频信息；将监控报警系统视频数据和报警信息转发至安检局、内保局，并为华北分公司联网预留接口；目录管理服务器和存储转发服务器部署AP管理软件；AP管理软件提供以下功能：

        图像浏览及控制功能：系统提供多种屏幕(1、4、6、7、8、9、10、12、13、16)浏览方式，让您无论在何时何地，通过网络实时查看和控制前端云台的上、下、左、右和自动旋转以及镜头的变倍等；并通过解码器将前端视频信号投影到DLP大屏，以供大家分析浏览；通过系统的灵活设置，可设置多镜头的单画面巡视或多布局的巡视；

        抓拍和即时回放功能：系统提供的此功能帮助你的抓住前端摄像机的重要信息，让稍纵即逝的瞬间能重复再现；

        视频存储功能：系统提供根据时间自定义存储计划；同时也提供通过报警录像，即有报警发生时录像；

        录像检索、回放功能：系统提供基于快照方式和按时间段方式的两种录像查找、检索功能；基于快照方式的检索功能，使您体验到事半功倍的效果，短时间内能从海量存储资料中找寻到您期望的重要信息；并且系统提供16画面异步回放及4画面同步回放，4路同步回放帮助你同时回放四个方位历史资料，帮助你管理好防区中各个监控的突发事件和实时时间；

        虚拟镜头功能：系统可通过虚拟镜头功能再现加油站(库)的全貌场景；且能通过虚拟镜头提高某一区域的图像分辨率；

        报警功能：系统提供干节点的模拟量输入和移动帧测两种输入方式。同时输出多种方式的报警(弹出消息、弹出画面、触发镜头预置位、触发录像以及结合电子地图或GIS的双重报警、输出开关量等)；

        多级电子地图功能：系统提供的多级电子地图功能直观的显示加油站、油库的在地图上的分布图，帮助你主观的定位镜头；用户可以点击摄像头图标观看该摄像机的图像；[nextpage]

        实时日志功能：帮助您了解前端摄像机视频信号状态及前端报警信息，并显示用户的登陆全过程。

 
图4.3.1.1系统中心建设图

4.3.2加油站二级监控报警中心的建设 
        为了减少投入费用，降低运行中的通信负担。并考虑到信息化的完善，为各加油站及油库预留POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器、IC卡系统等接口，实现本地数据业务管理。本地采用工控机存储本地业务数据，并定时上传至中心；以及各加油站及油库的图像只传输到二级监控报警中心，并且在二级监控报警中心进行存储；

        二级监控报警中心由本地业务数据管理服务器、存储设备、网络设备、客户端等设备组成；其中本地业务数据管理服务器负责实现本地业务数据(视频、报警数据及POS机、IC卡等数据)存储；客户端是监控中心的主要设备，可以进行图像显示，报警及图像设置、对现场图像进行拉近、拉远，以及调用存储图像显示等。同时报警及监控信息可实现告警和查询功能。二级监控报警中心如图4.3.2.1所示：

图4.3.2.1加油站、油库建设图

[nextpage]        本地业务数据管理服务器负责用户登陆认证、本地业务数据(视频、报警数据及POS机、IC卡等数据)存储等功能，提供以下功能：

        数据业务功能：系统提供多种数据集成功能，帮助你完善各加油站及油库的信息化建设，加强内部管理系统；如：实现对POS机、IC卡、可燃气体探测器等数据的统计和挖掘；

        图像浏览及控制功能：系统提供多种屏幕(1、4、6、7、8、9、10、12、13、16)浏览方式，让您无论在何时何地，通过网络实时查看和控制前端云台的上、下、左、右和自动旋转以及镜头的变倍等；并通过解码器将前端视频信号投影到DLP大屏，以供大家分析浏览；通过系统的灵活设置，可设置多镜头的单画面巡视或多布局的巡视；

        抓拍和即时回放功能：系统提供的此功能帮助你的抓住前端摄像机的重要信息，让稍纵即逝的瞬间能重复再现；

        视频存储功能：系统提供根据时间自定义存储计划；同时也提供通过报警录像，即有报警发生时录像；

        录像检索、回放功能：系统提供基于快照方式和按时间段方式的两种录像查找、检索功能；基于快照方式的检索功能，使您体验到事半功倍的效果，短时间内能从海量存储资料中找寻到您期望的重要信息；并且系统提供16画面异步回放及4画面同步回放，帮助管理好防区中各个监控的突发事件和实时时间；

        虚拟镜头功能：系统可通过虚拟镜头功能再现加油站(库)的全貌场景；且能通过虚拟镜头提高某一区域的图像分辨率；

        报警功能：系统提供干节点的模拟量输入和移动帧测两种输入方式。同时输出多种方式的报警(弹出消息、弹出画面、触发镜头预置位、触发录像以及结合电子地图或GIS的双重报警、输出开关量等)；

        多级电子地图功能：系统提供的多级电子地图功能直观的显示加油站、油库的在地图上的分布图，帮助你主观的定位镜头；用户可以点击摄像头图标观看该摄像机的图像。

4.3.3加油站、油库的前端子系统的建设 
        前端监控与报警子系统是建设在全市中石油北京分公司所属的加油站和油库监控报警系统，是“中石油北京分公司加油站及油库的监控报警系统”广布于加油站、油库的监控报警触角,是全天候、昼夜监控全市加油站及油库的“耳朵”、“眼睛”和“鼻子”；[nextpage]

        前端子系统由单路或多路的视频编码器、摄像机、手动报警按钮和其它报警采集设备(POS机、IC卡、可燃气体探测器、智能门禁等)组成；其中视频编码服务器是现场监控点的主要设备，可以接入现场图像编码，可以接入报警信息采集设备，传至本地业务数据管理系统进行数据处理；同时视频编码服务器对来自监控中心的命令去控制摄像机或输出报警开关量等；前端子系统如图4.3.3.1所示：

图4.3.3.1前端子系统接入图

4.3.4前端子系统整合 
        由于目前加油站的现状，部分设备采用的是老式的板卡式监控系统，目前已被逐渐淘汰，不能支撑目前的网络化视频监控，整个系统需要被重建。还有部分设备为嵌入硬盘录像机，但是不具备网传功能，而此次改造涉及到增加点位的全部采用网络视频服务器，针对嵌入式硬盘录像机升级改造方式为加装视频分配器，通过视频分配器将视频信号分别分配给嵌入式DVR和网络视频服务器，利用网络视频服务器的网络化特点来进行联网监控。原有的硬盘录像机用于原有点位的录像保存，和实时监控；结合前面提到的报警等需求，对于原来采用工控机的监控系统，改造后的系统拓扑图如图4.3.4.1所示：[nextpage]

 
图4.3.4.1板卡式监控系统改造图

        硬盘录像机需要采用视频分配器将所有图像分配出来，一路视频信号提供给原有硬盘录像机，另一路视频信号连入网络视频服务器，改造后系统拓扑图如图4.3.4.2所示：

图4.3.4.2嵌入式硬盘录像机升级改造示意图

[nextpage]报警设计 
        针对加油站现状，对加油站报警系统作如下分类：

        1、加油站内已经安装报警按钮的，将报警信号分成两路，一路传送到片区派出所(与110报警指挥中心相连)，另一路传送到网络视频服务器；

        2、若加油站未安装报警按钮，加装报警按钮，同样将报警信号分成两路，一路传送到片区派出所(与110报警指挥中心相连)，另一路传送到网络视频服务器。

        当报警被触发后，片区派出所(110报警指挥中心)和网络视频服务器同时接收到报警信号，网络视频服务器将报警信号通过网络传送至监控报警系统，监控报警系统通过预先设置好的报警输出策略，将视频信号强行切换到显示系统主屏上、录像、输出开关量、报警信号、以及输出命令控制前端摄像机转动等动作。通过分配权限，片区派出所(110指挥中心)也可通过监控报警系统查看前端报警点的实时情况，确认警情情况，并进行报警事故分析处理；消警后，报警点恢复正常状态；同时监控中心可对报警点进行录像，为事故处理提供有力证据，使事故处理更加快捷、方便、有效。（本文由中盛益华 张孝伟提供）