视频监控技术及应用

视频监控技术及应用（精选12篇）

视频监控技术及应用 篇1

1 视频监控技术原理及系统结构

无论是传统的模拟视频监控还是数字视频监控以及目前比较流行的网络视频监控, 也无论其规模大小, 大致都可以分为前端图像采集、视频流传输、后台图像处理及存储三部分, 如图1所示。

1.1 摄像部分

摄像部分一般安装在监控现场, 它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行摄像, 并通过感光器件 (通常为电荷耦合器件CCD) 将采集到的光信号转换成电信号输出。

1.2 传输部分

传输线路上传输的是视频信号和控制信号。传输介质可以选用同轴电缆、微波、光纤或双绞线等。随着无线技术的发展, 视频监控系统目前也有利用无线传输的, 但主流还是有线方式。

1.3 显示与记录部分

这部分设备通常被放置在控制室或者监控中心, 构成视频监控系统的支撑平台, 用于显示、处理、存储前端监控点的图像信息。主要的部件有:显示设备、存储设备、目录服务设备、视频调度设备等。

2 视频监控发展历程

视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统、基于PC的多媒体监控系统、基于Web服务器的远程视频监控系统等三个发展阶段。

2.1本地模拟视频监控

在20世纪90年代初以前, 主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统, 称为第一代模拟监控系统。图像信息采用视频电缆, 以模拟方式传输, 一般传输距离不能太远, 主要应用于小范围内的监控, 监控图像一般只能在控制中心查看。

2.2基于PC的多媒体监控

系统在远端有若干个摄像机、各种检测和报警探头与数据设备, 获取图像信息, 通过各自的传输线路汇接到多媒体监控终端上, 然后再通过通信网络, 将这些信息传到一个或多个监控中心, 经过多媒体主机 (DVR) 压缩处理后成为数字信号, 因此这个阶段的视频监控系统也被称为半数字化视频监控系统。

2.3基于Web服务器的远程视频监控

其主要原理是:视频服务器内置一个嵌入式Web服务器, 采用嵌入式实时操作系统。摄像机等传感器传送来的视频信息, 由高效压缩芯片压缩, 通过内部总线传送到内置的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的图像信息, 授权用户还可以控制传感器的图像获取方式。这类系统可以直接连入以太网, 省掉了各种复杂的电缆, 具有方便灵活、即插即看等特点, 同时, 用户也无需使用专用软件, 仅用浏览器即可。

从以前的模拟监控到现在的数字监控;从落后的现场监控到先进的远程监控;从有人值守监控到现在的无人值守监控, 视频监控正朝着数字化、网络化、规模化方向蓬勃发展。

3 视频监控技术发展趋势

伴随着用户市场需求的变化以及相应的计算机技术、编解码技术、网络传输技术的发展, 视频监控技术将会呈现以下几个方面的发展趋势:

3.1 视频监控IP化

随着Internet技术的发展, 基于IP的视频监控更能为人们所接受, 网络摄像机把压缩的视频信息通过TCP/IP协议, 采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输, 拥有授权的用户可以随时访问互联网, 实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。

3.2 视频监控无线化

当监控点分散且与监控中心距离较远, 或被监控对象不固定 (如出租车、运钞车等) 时, 利用传统有线网络的视频监控对象往往成本高且难以实现, 而基于多种无线传输手段的移动视频监控实现了不可替代的优势。应该看到, 随着无线宽带技术的进一步发展, 无线视频监控将以其组网灵活、受地域限制少的优势被越来越多的应用。

3.3 视频监控智能化

智能化是视频监控技术发展比较高级的层次。随着技术的发展, 全智能的监控系统将要求事发前能够识别并作出正确的判断, 为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。

3.4 视频监控集成化

随着社会的发展进步, 视频监控系统将成为全社会的公共资源而趋向于共享。目前, UT、中兴、烽火科技等厂家提供的解决方案是面向电信运营商的可运营的平台, 实现跨区域的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享, 同时能够融合IPTV、3G流媒体、可视通讯、会议电视等多媒体业务。

视频监控技术及应用 篇2

一、视频侦查的定义和作用

狭义的说，视频侦查是指如何利用视频为侦查破案服务。其作用和目的是利用视频刻画（梳理）与案件有关的所有信息，以缩小侦查摸排的范围，锁定犯罪嫌疑人。

开展视频侦查工作需要一个反复推敲、循序渐进、逐渐深入的过程，最理想化的就是随着视频侦查技术的广泛应用，使犯罪分子作案无所遁形，大部分案件都在监视之下，即使没有直观反映，也可以通过监控信息回放，查清案件的来龙去脉，利用一切可能利用的视频监控系统存储的视频信息资源，引导现场勘查、调查访问等工作，最终支撑对案件情况的分析、研究，并形成线索。

二、视频侦查的地位、特点

长期以来，我们对视频侦查没有明确的认识，尤其是基层广大侦查员，认为视频侦查就是调取监控录像。孰不知，视频侦查技术已成为新的破案增长点，它已成为了继刑事技术、行动技术、网侦技术之后侦查破案的第四大技术支撑，在长期实战工作中已逐步形成专业化。

视频监控具有客观详实性、反复使用性、信息拓展性等特点，这些特点使其在侦查破案、打击犯罪及诉讼活动中发挥着不可替代的作用。

三、视频侦查专业开展的条件及成效

视频监控技术及应用 篇3

【关键词】视频异常诊断技术；视频监控；应用

【中图分类号】TN91 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0134-01

1 前言

随着平安城市的不断推进，视频监控项目更多的走进人们的视野中。无数的摄像头监控着我们的生活，遍布在城市的每个角落，不间断录像和监视，这些视频监控系统也为城市的治安作出了突出的贡献。例如十字路口的监控系统，无论是遇到什么情况，任何一个角度，视频监控系统都会把所发生的一切录下来。但是由于一些客观原因，也会给监控系统带来一些的困扰，供电故障、网络故障、天气原因、设备出现故障等，以上情况都会导致无法正常拍录，无法正常提供关键的视频数据，以备事后分析和判断。

传统的作法就是使用人工检查，监控单位会安排一定数量的人员定期巡查每一个设备，是否出现一些问题，及时预防一些问题的发生。这种作法的效率比较低，而且及时性比较差，无法及时了解目前监控系统的运行情况。根据以上情况，相关专家提出使用新的监控技术，利用分布式的视频异常诊断系统模型对视频质量进行诊断。分布式系统模型会根据摄像头自动拍摄的情况进行检测，使用智能的算法，对视频进行分析，对视频进行分析后对检测结果进行记录。利用视频异常诊断技术，客户能够及时有效的预防由于视频采集和传输过程出现问题而影响监控系统的录入质量。另外，一旦发生问题，可以技术迅速的处理，保障监控系统有效的运行，轻松进行维护。

2 视频异常诊断技术常见问题及解决

视频监控系统是为了安全提供了一定的保障，也是安全防范系统重要的组成部分。分布式视频异常诊断技术是具有较强的综合性，视频异常诊断技术以直观、准确和丰富信息内容应用在生活每个角落中。最近几年，随着计算机网络以及图像的处理，传输技术也发生了飞速的发展，视频异常诊断技术也有很大的发展。常见的视频异常类型分为很多种类，视频清晰度异常，视频亮度异常，视频噪声异常，视频偏色和视频抖动其他视频异常情况。

2.1 视频清晰度异常检测

视频清晰度异常与聚焦和镜头有关。监控系统在工作中，由于聚焦不当、镜头损坏和人为遮挡等原因引起拍摄图像模糊。针对此种情况的解决办法有：对摄像机清晰度进行检测，利用物理频谱分析法，通过对图像和各个频段的比例关系，得到图像清晰度指标，然后进行对比。

2.2 视频亮度异常检测

视频监控过程中由于亮度的问题导致拍摄的画面失真，无法识别。而亮度的问题主要与摄像头的故障、增益紊乱、照明条件过亮有关系。针对此种情况的解决办法：对视频图像全面分析，将色彩分析利用直观图表现出来，利用机器来学习，将过亮或过暗用直观图表达出来，分析存在的问题，对视频进行实时监测。

2.3 视频噪声异常检测

视频监控过程中影像声音出现叠加的噪声。这些现象都与线路老化和线路传输故障、接触不良和受到电磁干扰有关。针对此种情况的解决办法有：分析视频中的高音区域，与无噪声视频的高音区进行比较和选择。选择后的图像再次做噪声位置的统计，高频分量分布比较广泛且平均，则可以判断成为是噪声。一旦确定是噪声，就可以针对线路、干扰和摄像头一一排查解决问题。

2.4 视频偏色检测

视频偏色问题与上面相同，都与线路、干扰和摄像头故障有关系。针对此种情况的解决办法有：将所拍摄到的视频图像的颜色空间进行转换，转换成HSV空间。H、S、V分别代表色调、饱和度、亮度。通过HSV空间将视频图像转变为N个区域，分别统计每个区域中色调和饱和度，然后将正常场景下的HSV空间的色调、饱和度统计出来，两者互相比较，就能看出是否是偏色。

2.5 视频抖动检测

视频抖动现象，是由于摄像机抖动而引起的。解决办法：可以提取视频中的特征点，针对特征点进行跟踪，取得每个点的运动轨迹。综合所有的轨迹得出一个整体的移动轨迹，当多数的特征点的运动轨迹相同，且做的是往返运动，则是抖动情况出现，根据振幅情况来判定视频抖动的强弱过于激烈则需要报警。其他视频异常检测包括视频缺失、画面异常等，这些与摄像机工作损坏、人为破坏有关。解决此种情况的办法是，在摄像机运行的过程中，收录统计图像的直观分布图和帧差异，发现直方图的分布信息量出现异常的情况，则发出报警信号。

3 分布式系统模型视频诊断技术的功能实现

在分布式系统模型中，可以设定一个开始的时间，具体的操作方式为自动诊断，也就是开始诊断。循环针对间隔：是系统对某一个摄像头视频或者是某一个视频文件进行异常诊断室，提取相应间隔的取帧数。对帧数的设置会改变系统由于进行诊断操作时分配的压力，默认的帧数为S帧。系统诊断时间的实现：诊断时间可以分为两种，一般系统默认选择的为即时方式，这样开始时间框就会失效。对清晰度、亮度、视频抖动的诊断可以设置一个阀值，每一个诊断指标的阀值可以分别用两个输入框来接受数据，一参数的形式传递给算法，诊断视频的质量。

4 分布式视频异常诊断技术的特点

视频监控系统采用的模型为分布式系统模型，主要结合视频诊断技术的发展趋势和实际需求来设计方案，设计一套性价比比较高的方案。视频异常诊断技术采用的是分布式结构，从监控网络获取视频，利用视频诊断技术来完成监控工作，然后在通过互联网发布给用户。根据互联网提供的网络状况和需求，每一项服务都可以采用多种服务器来完成操作，集中部署在监控中心。

4.1 视频系统界面美观

视频界面操作美观，界面友好，系统功能强大，视频异常诊断系统的设计人性化，容易被用户所接受，容易被用户所掌握和使用。另外视频监控系统的算法优异。视频监控系统采用领先的视频图像处理算法，包括所有的视频异常检测情况，针对问题及时解决。

4.2 视频系统运行安全

分布式视频监控系统的运行安全。随着经济的不断发展，监控系统的各项功能在不断的被完善和扩展。视频质量检测系统只需要从原有的监控系统中获取视频数据，并不会对原有的系统造成影响。在系统对运行安全有很多级别的控制：权限控制、数据安全的控制和保障操作和安全控制等。

4.3 视频系统易于扩展

视频监控系统易于扩展。在视频监控系统中主要采用分布式模块结构，所以更容易扩展。随着视频异常诊断的任务不断变化，所以需要不断调节业务处理服务的数量，每个业务处理和服务支持的诊断数据根据并发诊断数量和硬件配置而不同。一般的视频监控系统在正常的业务模式和网络环境下，可以采用一台性能比较高的服务器，一个业务处理服务支持很多诊断任务。视频监控系统的维护比较简单，功能比较完备，升级比较方便，有较长的使用周期，能够在较长时间内完成应用需求。

5 结语

分布式系统模型诊断技术在视频监控系统中的应用比较广泛。分布式系统模型有宽广的网络平台，能够提高网络安全性和稳定性。视频监控中心业务的逐步开展，对视频监控系统提出更高的要求，只有不断加强网络整体的运行情况的监测分析，对视频监控也可以进行统计和分析，提高运营管理和系统维护。

参考文献

[1]袁丽雁，基于行为减法的视频异常检测研究[J]《电子测试》2012年第4期

[2]徐强，章坚武，基于VPN的实时视频监控系统的实现[J]《杭州电子科技大学学报》2012年第5期

铁路视频监控系统技术分析及应用 篇4

近年来, 我国铁路事业取得了非常快速的发展, 特别是高铁及各客运专线的开通, 使人们对运输的安全性更为关注。为了更好的保证铁路运输的安全, 铁路专线维护单位和公安部门都加大了排查的力度, 避免铁路沿线突发事件所导致的事故隐患的发生, 在实际工作中也取得了一定的成效, 但由于铁路沿线较长, 线路较多, 所以给维护和排查工作带来了较大的难度。而且这种方式也越来越无法适应当前铁路快速发展过程中对安全运输的需求。而综合视频监控系统在铁路上的应用, 有效的解决了这一问题, 实现了铁路系统网络集中监控的管理, 有效的规避了传统人工维护管理模式的诸多弊端, 为铁路系统管理提供了更为先进和直观的管理手段。由于该系统是利用网络技术、数字化技术和信息化技术的高科技系统, 所以通过视频监控系统的构建, 为铁路运营提供准确的初步信息, 而且网络信息和视频信息还实现了资源共享, 对提高铁路行业管理水平起到了积极的作用。

1 铁路视频监控特点

铁路的视频监控系统, 要求采用先进的视频监控技术, 基于铁路系统的IP网络, 构建数字化、智能化、分布式的网络视频监控系统, 满足公安、案件、客运、调度、车务、机务、公务、电务、车辆、供电等业务部门及防灾监控、求援抢险和应急管理等多种需求, 实现视频网络资源和信息资源共享。铁路的视频监控系统通常采用先进的视频编码及视频分析技术, 实现低码流下高清晰视频图像采集、编码、传输、录像、转发及自动报警功能。指挥人员和警务人员通过自己工作区域内的大屏幕或电脑工作站可以清楚地了解辖区和全线车站、区间、桥梁、路基、机房等重点区段和设备的情况, 并迅速、准确地处理突发事件。

2 铁路视频监控主要需求

铁路视频监控应用的具体设备包括摄像机 (多数是室外PTZ云台摄像机及室内外快球一体摄像机) 、编码器、硬盘录像机 (DVR) 、网络录像机 (NVR) 、中央管理平台 (CMS) 、视频分析设备 (VCR) 、解码显示及存储设备。对铁路视频监控系统的总体要求是:安全、可靠、开放、可扩充等。做到技术先进、经济合理、实用可靠。

而就目前来说, 切实地满足在整个铁路运输过程中, 视频监控系统的即时、可靠、全面运行, 存在着诸多的困难。首先, 不同于一般的监控对象, 铁路视频监控点位通常比较分散、跨度比较大, 一般几百甚至上千公里。其次, 作为连接各地的轨道交通行业, 铁路视频监控摄像机需要户外工作, 环境通常比较恶劣, 监控点多为室外高杆或钢架上安装, 施工难度比较大;

此外, 由于其恶劣的户外环境因素影响, 视频采集、编解码及部分存储设备分散分布在无人值守机房, 安装调试成本高;食品分析环境复杂、风霜雨雪雾、摄像机抖动、灯光等干扰因素可能导致失误报警。同时不能忽视的是, 作为运输旅客的工具, 铁路用户数量众多, 系统需要有良好的权限管理、视频流并发访问及转发能力支持, 尤其面对时速300公里的高铁时代, 海量的数据处理与分析也是视频监控系统操作的一大难点。

3 视频监控关键技术分析

3.1 IP组播传输技术

在传统的网络传输中, 大都采用点对点的传输方式, 这种方式比较可靠。但对于一点向多点传输相同数据的情况下, 这种方式就不能充分利用带宽, 使传输的路数有限。随着IP技术的日渐发展成熟, 通过IP网络直接传输视频图像, 轻松地实现监控的远程传输, 进一步实现双向应用。IP组播就是为了解决这个棘手问题而开发出来的。IP组播采用了组地址的概念, 把需要视频流数据的用户编入用户组, 并利用一些高级的网络协议来确保最经济地利用带宽, 把数据通过用户组传递给真正需要的用户。它的基本方法是:当某一个人向一组人发送数据时, 它不必将数据向每一个人都发送数据, 只需将数据发送到一个特定的预约的组地址, 所有加入该组的人均可以收到这份数据。IP组播还能减轻服务器的负担, 提高视频服务器应用程序的效率, 从而革命性地改变网络的性能, 节省大量的网络带宽。

3.2 MPEG-4编码技术

MPEG-4是新一代基于内容的多媒体数据压缩编码国际标准, 它与传统视频编码标准的最大不同在于第一次提出了基于对象的视频编码新概念。基于内容的交互性是MPEG-4标准的核心思想, 这对于视频编码技术的发展方向及广泛应用都具有特别重要的意义。

MPEG-4不仅可提供高压缩率, 同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性, 它采用开放的编码系统, 可随时加入新的编码算法模块, 同时也可根据不同应用需求现场配置解码器, 以支持多种多媒体应用。

MPEG-4提供了基于内容 (对象) 的随机存取方式, 在有限的时间内能以较高的分辨率, 按帧或任意形状对象, 对一个音视频序列进行随机存取。例如, 可以一个序列中的某个音视频对象为目标进行快进搜索。

MPEG-4的编码系统是开放的, 为各种多媒体应用提供一个灵活的框架和一套开放的编码工具, 不同的应用可选取不同的算法。解码器是可编程的, 各种解码工具可与信息内容本身一起下载。

3.3 集群存储技术

所谓集群存储是一种开放式的存储架构, 采用分布式的操作系统, 将多台物理存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池 (也叫统一命名空间) , 应用可以通过该访问接口易于管理存储池后端物理存储设备上所有的磁盘, 充分发挥存储设备的性能和磁盘利用率。数据将会按照一定的负载均衡策略, 从多台存储设备上存储和读取, 以获得更高的存储性能。

4 视频监控系统在铁路通信的应用

4.1 运营调度视频监控

实现对全线“公跨铁”立交桥的全天候远程实时监控, 对落物发现、人员入侵、设备遗失等异常情况实施全天候监控, 防止影响安全事故的发生;对各车站咽喉区实时视频监控, 全天候监视列车进出站情况, 对咽喉区的异物入侵、设备丢失等情况进行主动警示;对车站行车情况实时视频监控。

4.2 通信/信号视频监控部分

对各车站通信/信号室、各信号中继站、GSM-R基站、维修工区的通信室等无人值守机房进行视频监控, 通过与相关系统的配合, 实现告警后触发相关视频的动作及联动。

4.3 变配电站视频监控:

对全线开闭所、牵引变电所、AT所/分区所等无人值守场所进行视频远程监控;对10k V配电所无人值守设备工作状态及场所进行远程视频监控。

4.4 客运服务视频监控

对全线车站重点场所以及其他相关场所进行视频监控。

5 结束语

通信技术在通信监控的应用论文 篇5

1、构建通信电源集中监控系统

通信站通常分布在不同的区域，而通信电源集中监控就是将关键监控点设置在不同区域通信点的电源设备上，对电源设备运行参数进行实时检测，及时发现并处理故障，实现电源设备的智能化管理。通信电源集中监控系统主要由信息管理、网络传输、数据采集、数据存储四个方面构成。

2、利用TCP/IP作为系统组网的通信协议

TCP/IP技术作为计算机网络技术、操作系统和程序设计的技术核心组成部分，能为网络提供数据包虚电路服务，确保数据传输的真实性和准确性。因此，TCP/IP技术的应用能很有效地推动的电源监控系统的发展。按照现阶段电源监控系统的发展情况来看，大多数电源监控管理系统的安装都采取将端口的串接点连入各通信点的前置机DDN通道，并且在每一个中心采取多串口卡的方式对DDN通道进行连接，虽然能很便捷地进行组网且节约投资成本，但也暴露出告警数据的丢失和响应时间延后的操作漏洞。众所周知，网络体系的核心技术是TCP/IP协议，引入了TCP/IP协议后不仅能很好地破除网络通信数据损坏、分组时间延后、分组信息丢失、传输信息的重复或混乱等问题，还能很好地解决通信电源设备的硬件故障和网络拥塞等尖锐性的难题。因此，将TCP/IP协议组网技术作为电源监控管理系统中组网方式将是必然的趋势。在现行的网络通信中对告警系统提出了越来越高的要求，甚至于苛刻，要求信息传递的绝对精确和及时，而在通过在电源监控管理系统中导入在TCP/IP协议并作为其通信协议，信息传递的精准性的难题就迎刃而解;如果在系统中再设定定时器，系统将重复不断地发现精准信息，一次传递不成功还将二次、三次多次传递，直至传递成功，能有效地防止由于操作系统本身的原因产生消息丢失。

3、使用FTP用于文件的传输

客户机/服务器模式和对等网模式将是电源集中监控系统发展的方向。利用等网模式来简单阐明网络技术的应用，等网模式是将实时数据和历史数据在该端口的中心进行SU保存，并设定及时查阅功能，能随时调阅SU保存信息。SU保存时候看似复杂，许多开发商都认为如此高的运作功能必将需求超高科技和操作方法支撑，但SU保存却克服了这一难题，只要在信息收集的工作日，利用系统文件包将信息发生到SC，这样就能很简单地进入历史数据库里对数据进行保存。如需要传输对等网系统中SU保存的设备运行数据和历史数据，可以选择采取FTP方式进行的传输，既安全又快捷。因为FTP传输方法是在客户服务器模型的基础上进一步深化更新设计的，利用服务器在其中间建立连接网络，犹如在电源网络系统中建立了一套快捷的网络“高速公路”，确保了信息传输的快速准确性;同时，如要在电源监控管理系统中下载文件SU保存文件，必须要求使用者输入正确的注册名和口令，并将拒绝一切输入错误信息的客户的访问，切实有效地确保了电源集中监控系统的安全。

4、使用HTTP提供万维网浏览

万维网使用的是利用超级文本置标语言，通过用HTML编码一个文件，可以利用TCP/IP协议之上的超文本传输协议发送到地球上任何链接在internet的计算机。电源集中监控管理系统同样也可以提供Web的浏览功能，避免了工作人员的彻夜值守的`状况，使得电源监控系统管理向智能化转变。而此智能化的管理模式，只需要在通信电源集中监控中心安装任何一台能提供TCP/IP拨号接入功能的计算机，用此计算机作为该系统的核心――Web服务器;这样，任意维护管理人员就可以在任何地点、任何时间，通过浏览器，远程登陆Web服务器，第一时间获取整个系统局域网上通信设备的运行状况和信息数据。系统管理人员利用管理员账号登陆服务器后，还可以随时随地地查阅和调看整套系统的运行数据和历史数据，如果输入的查询条件对需要的历史数据源进行查询，也能在第一时间查询出管理者需要的信息，有效提高监控效率，确保系统的平稳运行。

5、结语

视频监控技术及应用 篇6

关键词：人脸识别技术；公共安防视频监控领域；应用

中图分类号： TP242.6 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-172-2

0 引言

目前，随着我国社会经济的不断发展和市场经济的需求，越来越多的企业逐渐在针对监控视频的人脸识别产品，同时在目前的交通、房屋建设中随处可见人脸识别产品。同时，公共安防领域的视频监控系统主要是针对收集到的视频图像进行事前预警分析，但是针对事后的视频分析就浪费了大量的人力和精力，因此，在公共安防视频监控领域采用了人脸识别技术，那么就会减少违法犯罪的发生概率，维护了社会和国家的稳定性。

1 人脸识别的概念

1.1 人脸识别的含义

在人脸识别中，包括很多的名词，我们应该重视这些名词解释，不要混淆名词解释。第一，针对人脸提取来说，人脸提取主要指的就是在视频资料中，把人脸相关的资料提取出来，然后对提取到的人脸资料进行有效分析。同时，在不同的地方，人脸提取的过程也被叫作人脸检测。第二，针对人脸识别来说，人脸识别主要指的就是把人脸的特征输入到人脸库中，然后针对人脸库进行有效对比，确定出人脸的可用信息，这个人脸识别的过程也被称之为人脸对比。第三，针对历史人脸数据库来说，历史人脸数据库主要指的就是通过监控对人脸进行有效抓拍，然后建立相应的人脸数据库[1]。

1.2 人脸抓拍实现过程

科学在进步，人脸识别技术也在逐渐发展，人脸抓拍过程是一个科技要求非常高的过程，比如，针对企业的人员卡口系统而言，相关的人员在进入检测区域时，算法就开始进行人脸检测，然后对每个抓拍的人脸进行有效分析和对比，然后当人员离开检测区域时，被筛选出来的最后一张图片就是最佳人脸图片。在进行人脸抓拍的过程中，影响抓拍的效果有很多，比如摄像机的光照、天气、角度等。

1.3 人脸识别的技术原理

人脸识别技术主要是采用基于统计学习的人脸特征选择算法，并对大量的人脸数据进行有效分析，对比出不同人像的特征，然后从大量的人像特征中选择出最佳的人像特征。同时，人脸对比识别主要是利用人脸识别算法对抓拍到的人脸图像进行建模，并对数据库中的人脸进行有效对比，一旦人脸的识别度达到一定的标准时，那么相关的系统就会自动报警，然后相关的管理人员就能够及时发现相似度极高的人脸。另外，人脸识别技术如果采用自动最优特征选择算法，不仅能够缩短人脸对比的速度，又能够保证人脸识别的质量[2]。

2 人脸识别的技术局限性

现如今，随着我国科技的发展，人脸识别技术已经取得了不小的成果，但是，与国外发达国家相比，我国的人脸识别技术依然存在一定的局限性，很多外部环境都对人脸识别效果有一定的影响性。下面我们就来具体说下人脸识别的技术局限性都包含哪些方面内容：

2.1 人脸的相似性

众所周知，针对同一人种来说，所有的人脸结构都是相似的，实质性的差别不大，由于我国人脸识别技术的限制，就算采用人脸识别算法也会影响人脸特征精确度的提取，因此，我国的相关研究人员应该重点研究人脸相似度的参数调节，加强对人脸细微差异性的提取，从而提高人脸识别率。

2.2 同一个人的人脸渐变性

每个人的人脸都会随着时间的推移、年龄的变化而变化，同时，由于不同条件下人的情绪也是不同的，从而导致了人脸的不同，因此，同一个人的人脸渐变性也会在很大程度上影响人脸识别率的高低。

2.3 遮挡物的干扰

随着人们物质生活水平的不断提高，人们越来越重视自身的打扮，因此，人脸会经常受到很多遮挡物的干扰，比如，墨镜、头发、面具等，这些脸部的遮挡物严重影响了人脸识别效果。

2.4 人脸的角度和图像质量

在对人脸进行识别的过程中，人脸的角度和图像质量也会严重影响人脸的识别效果。要想提高人脸的识别效果，在抓拍人脸时一定要收集一张正面的人脸清晰照片，如果没有抓拍到清晰的人脸照片，那么就会使得人脸识别率大大降低。同时，人脸图像的质量好坏也会直接影响识别的效果，比如，图像的分辨率等。因此，在对人脸识别技术研究的过程中，一定要加强与相关专业单位的合作关系，把人脸识别技术融入安防领域中，从而促进人脸识别技术的稳定发展。

3 人脸识别技术在公共安防视频监控领域的应用

最近几年，随着人脸识别算法技术的不断提高，人脸识别技术被广泛地应用到了公共安防视频监控领域。同时，很多地方政府为了提高当地的安全管理水平，已经建立了一套人脸识别系统，下面就来具体说下人脸识别技术在公共安防视频监控领域的应用：

3.1 情报领域应用

人脸信息是情报信息的重要来源，情报分析主要是针对各种基础信息的碰撞，并对情报信息进行有效分析，然后把危险扼杀在源头，减少安全事故的发生概率。相关部门通过对人脸的相关信息进行有效分析和对比，能够实现对犯罪分子的有效防控，从而消除恶性案件的发生概率。

3.2 户政应用

随着我国社会经济的不断发展，户政管理业变得越来越严谨。在传统的户籍管理中，由于缺乏先进的管理技术，从而出现了很多问题，其中包括骗领身份证、户籍重复性等问题。但是，目前在户籍管理中，逐渐使用了人脸识别技术，这样避免了骗领身份证等问题的发生。人脸识别技术不仅能够对身份证进行集中对比，而且还能够及时清理异常的户籍信息。与此同时，针对犯罪分子而言，通过人脸识别技术，能够有效识别出犯罪分子的行踪，例如：当地公安部可以把犯罪分子的人脸图像输入到全国数据库中，然后对人脸数据库进行有效对比，最后排查出是否有网上在逃人员套用本地居民户口资料的情况。除此之外，目前各地的宾馆或者街道中都安装了人脸抓怕系统，如果有人员进入到了视频监控中，那么就会及时抓拍到每个人的图像，然后公安部就能够根据人员的活动轨迹和人脸截图输入到人脸识别库中，对其进行重点监控，从而使得公安部对人员进行判断，判断其是否属于在逃人员[2]。

3.3 种族比对应用

人脸识别技术在公共安防视频监控领域的应用中，还有一个比较重要的应用那就是种族对比应用。种族比对应用主要也是采用人脸的抓拍形式，不同的种族人的面部特征也存在很大的差异性。各个地方应该建立种族识别分类器，以方便查找种族人脸的相关信息。种族识别分类器主要是针对大量的人脸特征数据进行有效分析，同时，要针对不同的种族特征信息进行分类，输入多个软分类器，然后再对这些数据进行深入分析，最后由强分类器确定种族，从而实现种族比对应用效果，最终为公安防范体系智能化的建立奠定坚实的基础[3]。

4 结束语

总而言之，随着我国科学技术和社会经济的不断发展，人脸识别技术在公共安防视频监控领域得到了广泛的应用。人脸识别技术一般采用基于统计学习的人脸特征选择算法，分析出人脸的主要特征，但是人脸识别技术目前还尚不完善，因此，相关的研究人员一定要加大研究力度，不断开发人脸识别技术，重视其在情报领域的应用，从而促进人脸识别技术的可持续发展。

参 考 文 献

[1] 苏大伟.人脸识别技术在安全保卫工作中的应用及发展趋势研究[J].无线互联科技，2015，21：135-137.

[2] 仝星.动态人脸识别监控系统研究[J].中国安防，2015，Z1：63-66.

视频监控技术及应用 篇7

1 智能转场识别技术在监控视频系统中的应用

所谓智能转场技术, 是指在进行视频采集工作中, 机器设备通过自我控制进行不同画面之间的转化和衔接, 可以通过智能转场识别技术将已经储存在摄像机器中的图像素材进行镜头分割, 并通过智能化处理自动形成所需要视频的各种分镜头的列表, 从而为收集资料的人员快速的提供镜头素材的精准定位。广电领域的智能转场识别技术在目的上是与视频监控系统中的移动监测是一致的, 都是通过对不同画面的监测来识别不同的场景镜头, 只是广电领域的智能转场识别技术具有更高的识别精确度。广电领域中的智能转场识别技术进行图像的黑场、彩条以及雪花状态的检测, 这些技术可以用于检测视频监控系统中图像采集器的工作状态, 从而成为检测监测系统工作状态最主要的手段[2]。同时, 广播电视领域的处理视频的智能转化器还具有声音识别的功能, 可以有效的辨别现场说话人的声音, 以及判断主持人的话语是否与字幕上的字相对应。在视频监测系统领域中的智能识别系统, 可以对环境中的不同寻常的声响进行识别和分析, 如一些异常的喊叫声、爆炸声等。

2 ASMF系统技术在监控视频系统中的应用

对于高清图像概念的评判标准, 广播电视领域多以720P、1080I和1080P作为区分标准, 对高清视频画面定义的高度与宽度的比是9:16.在这个评判标准中, 1080P是评判视频是否清晰最高的标准。一方面可以对目标视频进行比较快的扫描采集, 从另一方面而言, 这种扫描方式比传统的隔行和逐行扫描的方式, 可以更有效的获得相对高清的图像样片。因为使用隔行扫描在某种程度上会使图像失真, 因此高清图像具有其他图像所无法超越的优势。

MPEG-2、MPEG-4、H.264以及VC-1是计算高清视频编码最常用的几种, H.264相比较前两者而言, 具有最高的压缩效率, MPEG系列在数据流的压缩标准中主要包含于I、P、B帧。这是形成某段视频最主要的组成元素。只有I帧是全帧, B、P为预测帧, 在放映图像数据的时候, 如果要直接切换码流, 必须要先进入I帧中, 通过这种播放方式, 会延长操作时间, 并且延长的时间是根据图像组长度的具体情况而定的。高清同时也是高码率的代名词, 要在确保图像的高度安全、高实时性以及性能高效的基础上将视频图像数据进行高码率的存储, 则务必要改变传统的存储视频文件的格式。在普遍情况下, MXF可以对不同轨道上的多个视频、音频以及其它数据文件进行打包处理, 根据实际需求, 既能支持文件传输也可以承担流媒体传输。MXF在广电领域应用的规模比较大。将这种存储技术用于安全防备视频监测领域中, 则需要根据监控视频的高清码流的相关数据特色, 在广电储存技术的基础上重新建造一个储存格式, 通常我们可以将它称作高级的媒体文件系统, 其缩写为ASMF[3]。

文件头、文件体以及文件尾共同构建成一个完整的文件夹。所谓文件头, 就是包含一些视频、音频的轨道数量以及传输时间所用时间的长度等一些最基本的数据信息的构造。文件体主要是用于存储文件内容和相关视频数据信息的地方, 文件尾不仅囊括了最终媒体及与元数据有关联的信息, 而且还可以观察其是否可以关闭来判断已更新的信息是否可以使用。ASMF中所存储的文件可以支持来自于不同通道以及时间片段上有出入的图像数据的融合, 可以使不同的音频、视频资料建立一定的关联度, 使数据信息更加连贯、系统, 富有逻辑性。

3 MSB技术在监控视频系统中的应用

在广播对电视领域中, MSB技术是根据广电领域的行业的实际特点, 在SOA技术理论的基础上, 通过与不同的开发技术和协议规范合作, 从而构建为广播电视领域信息化建设的核心框架。架构和协议规范使MSB的两个分支部分, 从技术架构上而言, MSB是以SOA核心思想为参照物, 佐以引进SOA技术中的ESB、BEPL等一些比较先进的科学思想, 从而通过面对所有的广电领域乃至与多媒体技术有关联的其它行业的平台和生意业务将发展的远景进行优化整合。该技术具有SOA体系中松耦合、协议转换、路由、对流程进行定义等所有的关键性的优点, 并且还具有支持媒体总线功能的特点, 进而使媒体文件可以实现回见松耦合、还能实现文件格式的合理转换以及路由的交换目标, 在下一步过程中, 把服务作为当作最核心的思想, 一步一步的完成各个不同子系统之间的相互联系和沟通。从规范协议的方面来讲, MSB主要应用的是XML一级SCHEMA等对广播电视领域中的不同类型的业务进行科学高效的规范, 在具体实践中一般应用服务、接口和参数等元素。

从宏观层面来说, MSB是属于总线上的框架规范, 主要是通过一个服务的接口层, 再连接到与此相关的总线上面来。这好比一个缺乏源头的工程控制机器的主板, 将一些基础的配置模板以及路由模板放置在MSB内部, 而使主要的业务系统通过相对正规的连接口, 继而接入不同规格的接口上面。

4 结论

广播电视领域中的一些应用于视频上的技术可以在安全防备中的监控视频系统中发挥着非常重要的作用, 可以充分利用各种技术的自身优势并进行整合优化和发展, 然后为监控视频系统创造更高程度的应用技术。通过以上文章的阐述, 我们可以采取不断借鉴和完善的手法, 将广电领域中的先进技术, 应用到安防系统的建设中;另一方面还要不断的进行技术突破和革新, 创造更加符合安防系统的高科技技术。

摘要：视频监控系统的应用在人们的生活中发挥着日益重要的作用, 对于人们获取真相具有很重要的价值, 是人类视觉功能的延伸。近几年, 随着科学技术的不断发展, 尤其是互联网技术的发展, 计算机网络与多媒体的融合, 使得视频监控的研究工作取得了许多重大的突破和发展, 其中对视频信息进行智能分析和处理以及对其压缩和传输是研究领域最重要的两个方面。在一定程度上也与广电领域有一定的联系, 本文主要研究广电领域中的不同技术在视频监控系统中的转换和应用。

关键词：广电技术,视频监控系统,转换及应用

参考文献

[1]王先来.基于IP组播与MPEG-4的数字视频监控系统在电力系统中的应用[J].广东输电与变电技术, 2004 (1) :34-35.

[2]余飞鸥.电力系统音视频监控系统的研究[J].广东输电与变电技术, 2005 (4) :89-90.

视频监控技术及应用 篇8

1.1 反恐需求

“9.11”事件后各国针对交通工具的反恐需求愈来愈高。例如2008年昆明公交和上海公交发生的爆炸事件, 由于警方缺乏有效的线索, 造成这两个案件破案周期较长, 社会舆论反应很大。而据报道2005年“伦敦7·7事件”, 其快速破案主要依赖于地铁车站内的视频监控录像, 说明视频监控的重要。

在应对反恐类事件时, 交通工具视频监控要求能提供车辆内外清晰的可分辨人脸特征的视频录像和反映整个事件的发生过程。

1.2 社会治安需求

由于客运车辆流动性强, 监管难度大, 因此, 在客运车辆安装电子监控系统具有震慑犯罪、现场取证等功能, 为了让犯罪嫌疑人无处遁形, 需要监控系统提供清晰视频录像进行案件事后分析。

1.3 运营管理需求

客运车辆的运营管理者对电子监控的需求可分为以下两种:一、客运车辆运营规范的管理, 对驾驶员的文明驾驶、安全行车、规范服务进行有效的管理, 避免客运企业票款流失和司乘纠纷;二、对车辆的远程智能调度, 实时了解客流情况、车辆所在位置信息、远程调度管理等功能。

此类需求, 除了要求能进行将车内外视频进行录像外, 还要求车载终端能与中心进行实时无线网络数据交互。

2 客运车辆电子监控的主要需求

2.1 视音频录像需求

在车辆重要位置安装摄像机和拾音器, 通过车载硬盘录像机将视音频数据进行记录保存。

2.2 GPS卫星定位调度管理需求

GPS (全球卫星定位系统) 接收机可获取车辆所在的位置信息、速度等定位信息, 并通过无线网络上传至调度中心, 调度中心将坐标信息换算成电子地图上的具体位置, 并进行调度管理。

2.3 无线网传需求

现有无线网络中适合视频传输的主要模式有CDMA/EDGE等网络环境, 实测网络带宽约为50~70kbps, 一般可是实现CIF格式4~8帧的视频网传, 这种低帧率的无线网传视频主要用于应急指挥;此外通过无线网络还可以实现客运车辆GPS卫星定位信息上传、短消息下达等交互功能。

2.4 行车记录需求

客运车辆电子监控的主要目的是确保正常行驶, 如能将车辆行驶的信息记录与录像数据相结合, 可以为车辆故障或车祸事后分析提供重要数据。行车记录信息通过接入传感器或车辆总线等, 可获取包括车速、加速、刹车、拐弯、引擎转速等信息, 可通过上述信息分析油耗等行驶参数。

3 传统技术解决方案存在的问题及解决方案

3.1 探析客运车辆电子监控产品技术标准

目前, 国内还没有统一的技术标准, 成为一直影响客运车辆电子监控产品推广的障碍之一。同时, 各个厂家的产品在图像质量表现、外部环境适应性、电源设计规范上均有差异, 也影响了电子监控在客运行业的应用。下面参考相关车辆技术标准, 对客运车辆电子产品设计方案进行分析:

(1) 图像质量

传统的客运车辆电子监控从成本考虑大多选择了CIF (352×288) 分辨率进行数字编码处理, 但随着视频编码技术的提高, CIF分辨率已经不能满足客户对图像质量的要求, 根据《视频安防监控数字录像设备》GB20815-2006标准Ⅱ类A级产品技术要求, 录像回放分辨率应不低于300线, 要达到这个技术指标, 客运车辆监控回放应达到4CIF (704×576) 分辨率。

(2) 外部环境适应性

外部环境适应性包括温度、振动、防水、防尘等, 考虑客运车辆使用环境的特殊性, 各方面的指标应较普通硬盘录像机更为苛刻, 在振动参数上的要求更为严格, 硬盘振动测试指标可参考军用相关标准, 如:《军用通信设备通用规范》。

(3) 电源设计规范

汽车在运行过程中电源电压变化范围大, 小车电压一般在DC 6~18V之间波动, 大车电压变化范围会在DC16~36V之间, 加之受到车辆电磁系统的干扰, 还会出现异常的高压毛刺。这就对车载电源的设计提出非常高的技术要求, 车载电源系统的设计标准可以参照《汽车电器试验标准》。

3.2 数据交互功能

传统的车载硬盘录像机仅能记录车辆内外的视频信息, 无法通过无线网络与指挥中心进行实时交互。因此, 客运车辆无线网传需要覆盖范围广、经济型的无线网络环境, 使用基于运营商的无线网络较为合适, 尤其在3G网络发牌后, 运营商无线网络带宽成倍提升, 非语音的无线数据通讯业务将成为客运车辆与中心数据交互的首选。

4 宁波公交车载电子监控成功应用

通过以上的分析, 下面以笔者参与的宁波公交监控的成功应用为例, 论证一下上述解决方案实际应用的可行性。

2008年11月, 宁波市率先完成了全市1600台公交车车载视频监控系统的安装 (见图1) 。系统对公交车辆行驶运营过程进行实时录像, 运用先进的H.264视频压缩技术, 大容量硬盘存储方式, 确保视频数据准确无误的保存, 从而实现对公交车辆内、外部情况及乘客动态进行监控的目的。

通过此系统的运行, 实现了多角度实时记录车辆运营过程中的视频资料, 进行监控、管理, 有效预防处置突发事件、紧急事件、保障工作人员及乘客的安全, 能够起到车辆动态安防管理, 帮助车辆管理单位、行政执法管理部门达到对车辆更为高效的管理, 提升政府及公交营运行业管理部门的管理能力及服务能力。

系统在车辆上安装4个高清晰半球摄像机, 用于观察车头、车厢、前门、后门等位置的情况, 采集到的视频和音频信息用车载硬盘录像机记录保存 (十五天以上) , 并可通过车载备份仪备份到中心检索分析。

宁波公交车车载监控项目中摄像机分布如下 (见图2) :车头摄像机固定在挡风玻璃上, 摄像范围为车前红绿灯和车前行人车辆;前门摄像机固定在驾驶员头顶, 摄像范围为驾驶员和车前门;车厢摄像机固定车厢中间上方, 摄像范围是车厢的前部全景;后门摄像机正对下客门, 摄像机范围是后门和车厢后部。车厢内的三个可以覆盖车厢内90%以上的范围, 基本做到无视频死角。

宁波公交车载电子监控项目对录像视频分辨率、存储时间等技术参数都提出了较高的要求:录像回放分辨率达到4路4CIF (704×576) 、录像存储时间不低于15天、采用高线数红外夜视摄像机。

5 客运车辆电子监控技术展望

5.1 基于3G网络的客运车辆电子监控技术

3G网络较传统的2G网络EDGE或CDMA网络速率有较大的提高, 上行带宽可以满足CIF (352×288) 格式视频的实时网传 (25帧/秒) 的要求, 而在现有2G网络下仅能传低帧率视频。

基于3G网络的无线视频网传技术, 是未来客运车辆电子监控主要发展方向。

5.2 FLASH闪存存储技术

客运车辆长期运行在振动、颠簸的环境中, 极易导致硬盘的损害。虽然各车载硬盘录像机厂家通过主动减振、被动减振方案, 仍然无法避免机械硬盘不受到外界环境的影响。

目前受外界环境影响小、数据安全可靠的存储介质是FLASH闪存。随着这些年FLASH闪存的逐步降价, FLASH闪存已经被高端车载电子监控系统所选用。未来FLASH闪存容量增大, 价格降低后会成为客运车辆电子监控首选;选用FLASH闪存存储除了可以延长使用寿命外, 还具备功耗低、发热量小、无噪音等优点。

5.3 视频智能分析技术

视频智能分析技术在客运车辆的主要应用有以下几个方面:

(1) 视频客流量统计分析技术

客运车辆运营企业对车辆客流统计有迫切的需求, 有了车辆客流具体数据可以合理安排车次、实现智能调度管理;对客运企业可降低运营成本, 提高车辆使用效率等好处。

传统的客流统计方案大多基于红外计数器, 统计误差大, 仅作累积记录, 无法实时上传调度中心。基于视频的客流统计技术计数准确, 且可与无线网传技术结合, 可以实时将客流数据上报中心, 便于车辆远程调度管理。

(2) 视频智能分析技术

目前在客运车辆上的视频智能分析技术主要是遗留物品检测, 可疑人员在车上丢弃的包裹, 视频智能分析技术识别丢弃的包裹, 并向驾驶员发出预警。

视频监控技术及应用 篇9

安全生产工作事关广大人民群众的根本利益, 事关改革发展和稳定大局, 是构建社会主义和谐社会的重要切入点和着力点。在党中央、国务院的关注领导下, 通过各地区、各部门、各单位的不懈努力, 促使全国安全生产状况保持了总体稳定、持续好转的发展态势, 但是安全生产形势依然严峻, 事故总量仍然过大, 安全生产基础仍然薄弱, 煤矿等高危行业结构不合理、发展方式粗放落后的问题仍然较严重。

另外, 随着我国经济的不断发展, 许多企业为了满足日益增长的市场需求不得不扩大生产规模, 囤积大量的生产原材料以确保生产的顺利进行, 这其中不少涉及到有毒或者易燃易爆物质的储存和使用, 若企业因疏于对危险品的管理而引发事故, 后果将不堪设想。因此, 要确保危险物料能够正常投入使用, 保证生产的正常进行, 无疑对现行的安全监控系统提出了更高的要求, 安全监控系统是企业日常生产正常运作的一个重要保障。

然而, 以前传统的监控建设模式是自下而上一层层垒砖头的模式, 大多都是单一监控联网模式。随着计算机技术、网络技术和多媒体通信技术的飞速发展, 如何使各级领导和管理者“直抵现场, 实时交互”, 综合实现指挥调度、生产现场监测的可视化, 安全生产事故防范智能化的应用, 已成为当前监管等领域的迫切需要和重要的研究课题。我国在常规的、现场的安全监控系统的应用上已经显得比较成熟, 但区域化和智能化的数字化多级联网监控的综合运用还是比较薄弱, 而这种综合性应用将是我国安全监控系统在今后发展的必由之路。

数字化多级联网监控充分利用传感技术, 及时感知监控前端的实际环境状况, 为保证现场安全, 出现异常情况时的应急指挥和应急救援提供有力的技术保障。它也是实例化物联网技术的综合性的应用, 可以带动相关的安防、通讯、IT这三大产业的硬件设备制作商、网络运营商和软件服务商的良性发展, 大大提高产品使用单位的安全生产和管理水平。

二、多级联网监控的关键技术简介

实现多级联网监控应用系统需要的几种关键技术:

1.基于IP的超大规模视频切换矩阵技术

随着宽带技术的发展, 远程集中监控的需求越来越多, 规模也越来越大, 早期的模式是利用现有的CATV技术, 包括WDM技术, 将模拟信号不做处理直接传到监控中心。这种技术在一个小的区域范围内实现监控还是可行的, 但进行集中监控, 其网络建设费用非常高, 实现集中监控的代价很大。

基于IP的超大规模视频切换矩阵技术是利用现有的数字网络, 对视音频信号进行数字化压缩, 将压缩码流组成IP报文, 通过TCP/IP协议, 把这些IP报文传到监控中心实时解码出视频图像, 进行集中监控。这种模式可以实现多级联网监控, 满足“分级负责、分级监管、分级响应、实效实用”的应用需求。

2.流媒体服务技术

流媒体 (Streaming Media) 是指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。流媒体实现的关键技术就是流式传输。流式传输方式是将视频和音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包, 由服务器向用户计算机连续、实时传送。

流式传输定义很广泛, 现在主要指通过网络传送媒体的技术总称。实现流式传输有两种方法:实时流式传输 (Realtime streaming) 和顺序流式传输 (Progressive streaming) 。

3.零通道技术

零通道技术就是把物理通道采集到的多路视频进行压缩、切割、混合, 组成新的模拟视频通道。采用零通道技术, 可以实现远程客户端只需要耗用一路视频的带宽就可以观看到多路视频;从而在互联网这样的低带宽条件下, 实现了普通ADSL也能同时观看多路的清晰流畅视频效果。

4.Remoting技术

微软提供了两种解决方案来为用户实现数据服务, 即Web Service和.NET Remoting技术。Remoting就是DCOM的一种升级, 它改善了很多功能, 并极好地融合到.Net平台下。在一个封闭的网络环境中, 选择TCP通道将获得更好的连接性能, 这种情况下, 无疑.NET Remoting具有明显的优势。在.NET remoting中, 客户端不会直接调用方法, 而是使用一个协议对象作为中转来调用远程对象中的方法。每一个在远程对象中定义的public方法都可以被客户端调用。

Remoting框架提供两种通道:Tcp和Http。两种Formatter格式:二进制和SOAP格式。二进制格式是非常快的, 并以适当的二进制格式来对方法进行编码调用。SOAP格式要比二进制格式慢, 但是它允许开发人员使用SOAP格式来对远程信息进行编码。

三、应用案例分析

某省煤矿监控平台绝大多数煤矿监控前端分布在乡村偏远地带, 环境恶劣, 网络出口带宽只有2M, 每个监控前端安装6路以上的监控视频和30多个传感器。在这种低带宽的网络环境下要实现全省1个省级中心、4个地市二级中心和100多家煤矿企业监控前端的多级联网监控, 煤监多级联网监控必须解决:实现多路视频的高质量传输, 实现多路视频的同时调阅, 在监控中心对大量的前端监控点进行视频切换, 实现全省多级监控中心的联网监控, 实现对前端监测到的传感器数据进行分类分级采集等等技术难题。

(一) 系统架构说明。该煤监管理平台的系统架构自下而上由设备资源层、数据平台、应用平台组成。

设备资源层包括传感器、摄像头等物联感知设备, 采集现场监控视频信息和环境参数数据。

数据平台主要由两部分数据, 第一部分监控实时数据是通过数据采集系统把矿井传感器数据统一采集到实时数据文件中, 再导入到关系型数据库中;第二部分视频数据是由预警主机把安装在矿井的各摄像头视频数据采集起来。

在数据平台的基础上实现应用平台, 架构各应用, 如煤矿基础信息、流媒体服务、实时监控数据、应急预案、报警联动、GIS应用集成等组件构成了监控管理平台。

系统架构如下图所示:

(二) 关键技术应用。

我们知道, 与本地的局域监控不同, 实现一个数字化多级联网监控系统, 远程广域的多级联网监控需要处理好两个方面的问题, 一是监控视频的稳定、高效、低成本传输和调阅, 二是环境参数监控的传感数据的分类分级采集和利用。

1. 监控视频联网的关键技术应用

(1) 在煤矿监控前端, 网络出口带宽只有2M, 通常调阅一路视频需要占用450K带宽, 2M的线路只能同时传输4路视频, 必须采用轮询方式查阅, 无法直观总览一个煤矿企业整体现场情况。采用零通道技术, 将本地的4路到16路图像混合成为一路视频输出, 远程客户端只需要耗用一路视频的带宽 (450K) , 就可以观看到4路到16路的清晰流畅视频, 从而解决了煤矿企业出口带宽受限问题。

(2) 利用零通道技术有效解决了在远端通过企业2M的ADSL线路调阅4路以上视频问题, 但在实际应用过程中, 很快就碰到新的问题, 就是在多个用户同时调阅同一煤矿企业现场视频时, 发现原先看到的清晰流畅的视频出现明显的丢帧现象。经分析, 是多用户同时调阅同一煤矿企业现场视频时, 每个用户都会新建链路调用视频, 占用带宽倍级增长以致线路拥堵。为了避免多级联网监控时不同用户对同一监控点的重复调用, 我们采用流媒体服务转发、存储功能, 有效降低监控前端的出口带宽需求, 提高图像质量, 降低运营成本。

通过流媒体转发功能, 让收到访问请求的前端监控主机单个视频流传输到流媒体服务器, 复制成多个视频流, 转发到多个请求端, 使得前端的每个视频通道只占一个视频流的网络带宽, 提高网络带宽的有效利用率, 降低带宽需求, 缓解网络拥塞。

在实现过程中, 我们从流媒体的传输协议、缓存技术支持、编码压缩等方面也进行分析和合理应用:

(1) 在流媒体的传输协议上我们采用建立在udp协议上的rtp/rtsp实时传输协议。这是因为udp和tcp协议在实现数据传输时的可靠性有很大的区别。tcp协议中包含了专门的数据传送校验机制, 当数据接受方收到数据后, 将自动向发送方发出确认信息, 发送方在接收到确认信息后才继续传送数据, 否则将一直处于等待状态。而udp协议则不同, udp协议本身并不能做任何校验, 所以选择udp协议可以让视频转播具有极高的传输速度。

(2) 考虑到网络传输的不稳定性, 多媒体数据在传输中的分解包可能不会按照视频正确的顺序到达客户端, 甚至产生丢包的现象。因此, 我们采用缓存技术对到达的数据包进行正确排序, 从而使视音频数据能连续正确地播放。流媒体在播放时不断读取缓存中的数据进行播放, 播放完后该数据便被立即清除, 新的数据将存入到缓存中。这样, 在播放流媒体文件时也可以大大节约的缓存空间。

(3) 要进行远程监控, 大量的视频数据就需要通过网络进行传输, 这就需要在数据传输之前进行编码压缩以减少数据量。从视频压缩编码技术来看, MPEG-4在录像存储容量、图像质量、网络传输、对图像可以进行交互操作等方面都具有巨大的优势。

流媒体服务技术和前面介绍的零通道技术的有效结合, 可以极大的满足在网络带宽具有局限性的情况下实现多级联网监控应用, 也大幅提高了项目实施的经济性和实用性。

流媒体服务除了技术实现外, 在多级联网监控应用中, 还需要考虑合理部署的问题。本案例中, 除了省级中心, 还要建设四个地市二级中心。起初把流媒体服务部署在省级中心, 因为一个煤矿企业监控现场主机只能与一个流媒体服务通讯, 地市一级用户必须通过省级中心访问前端视频, 在大量用户同时访问时, 也会出现丢帧现象。经优化, 改为在四个地市二级中心各部署一套流媒体服务, 分别负责辖区内煤矿企业的视频调阅, 在省级中心, 配置相应的访问策略, 选择合理的访问路由, 借助二级中心流媒体服务进行访问, 很好地解决了以上丢帧现象。在多级联网监控应用中, 流媒体服务如何部署, 需要综合分析各级监控中心的出口带宽、用户数量、访问频率、网络路由等多种因素。

(3) 在各级监控中心为了对辖区内几十个甚至上百个的监控前端实现联网监控, 满足“分级负责、分级监管、分级响应、实效实用”的应用需求, 我们对视音频信号先采用MPEG-4进行数字化压缩, 通过基于IP的超大规模视频切换矩阵技术, 将压缩码流组成IP报文, 利用TCP/IP协议, 把这些IP报文传到监控中心实时解码出视频图像, 进行集中监控。

在上述应用框图中, 管理主机可以通过IP网络, 对前端的每一台视频服务器进行配置、管理、控制, 可以实时监控每一台视频服务器的视频图像。如果视频图像的数量太多, 整个网络太大, 一台管理主机可以同时监控很多台视频服务器的图像, 通过PC机的显示器显示视频图像, 并通过事先设定的规则切换图像信号。如15秒切换一次, 要求一分钟进行一次循环, 以一台PC机能同时进行16路解码计算, 一台PC机可以同时监控64路视频图像, 两台PC机就可以监控128路视频图像, 可以依次类推。如果在PC机中插入多片视频解码卡, 视频解码卡支持AV输出, 可以组成电视墙, 多台PC机可以组成巨大的电视墙, 方便集中监控、管理。

融合以上三种技术实现的联网监控视频图如下所示:

2. 环境参数监控的传感数据联网的技术解决方案

为实现环境参数监控的传感数据联网应用, 必须解决两个问题, 一是传感数据标准化, 二是以标准化产生的数据及时采集上传。传感数据标准化应根据具体项目要求来制定, 这里不再赘述。下面介绍如何对以标准化产生的数据进行及时采集上传。

为采集煤矿监控前端传感器实时数据, 实现在查看监控前端视频监控的同时, 能够查看前端的传感器实时数据, 我们采用.Net Remoting技术对监控前端实时数据进行分类分级的采集。数据采集示意如下图所示:

为实现监控前端的传感器实时监控数据的采集, 我们在监控前端的主机上部署数据采集终端, 采集终端实时侦听监控文件, 一旦监控文件发生变化, 就将传感器实时监控数据进行格式转换 (在这里我们使用二进制格式, 因为二进制格式进行编码是非常快的) 。然后, 经过编码后的信息通过Channel发送到服务器的数据采集中心进行处理。Remoting框架提供两种通道:Tcp和Http。本项目的运行网络环境是一个封闭的煤监专网, 所以选择TCP通道以获得更好的连接性能, 稳定、及时获取了煤矿企业现场的环境参数数据, 并进行直观展现, 截图如下所示:

四、结束语

在监控领域, 集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术的数字监控正在逐步取代传统的模拟监控, 它代表了监控系统的发展潮流, 正在被越来越多的工业、商业及其他部门所使用, 经济效益和社会效益巨大。本文介绍的应用案例, 是一个已经成功投入使用的实际项目, 取得了很好的应用效果。笔者认为该系统能够稳定、高效运行, 离不开以上介绍的几种关键技术的合理协同应用。

摘要：本文根据笔者多年从事多级联网监控应用系统的经验, 结合当前监控领域的主流技术进行探讨, 阐述了实现多级联网监控系统的关键技术, 并结合案例分析对其应用进行说明:利用基于IP的超大规模视频切换矩阵技术实现视频联网监控, 采用流媒体技术实现视频的流式播放, 通过零通道技术实现低带宽网络环境下的视频数据传输, 借助.Net Remoting技术实现远程实时传感数据的分类分级采集。

关键词：联网监控,基于IP的视频矩阵,流媒体,零通道技术,Remoting

参考文献

[1]李小平, 曲大成.多媒体网络通信[M].北京理工大学出版社.

[2]罗斯清.网络流媒体技术及应用[M].

视频监控技术及应用 篇10

检波技术在电子、通讯等领域是不可缺少的关键技术之一,因此检波电路在这些领域也是非常重要的。检波技术的好坏,直接影响到信号的分离和提取。在电视接收机中,视频检波位于中放级和预视放之间,完成从图像中频信号中检出视频信号以及对伴音中频信号进行二次混频。可见,检波环节好坏直接影响整机性能。随着电视技术的发展,电视功能的增强以及对电视性能要求的提高,原来的检波技术很难满足电视对视频检波的要求,因此必须采用更为先进的检波技术代替原来的检波方法。

早期的视频检波是利用二极管的单向导电性从调幅波中取出包络,得到视频信号;在混频时则是利用二极管的非线性,用38 MHz本振和31.5 MHz伴音中频进行混频,取出6.5 MHz的第二伴音中频信号。而同步检波是从平衡调幅波中取出两色差,完成Fu,Fv的分离。这种检波虽然较前一种要好,但还存在一些不足,而锁相环检波较好地克服前两种缺点,在现代视频检波中应用广泛[1]。

2 锁相环同步检波

2.1 同步检波原理

如图1所示:视频信号经高频调谐器选频、放大和频率变换后,所得到38 MHz图像中频和31.5 MHz伴音中频送图像中放,经放大后送视频检波电路。由于视频检波采用的是同步检波,所需要的同步开关信号由图像中频信号在38 MHz检波中周作用下经限幅放大得到,从而完成检波。输出的FBAS(彩色全电视信号)和SIF2(第二伴音中频信号)送后续相关电路。

2.2 同步检波存在的问题

(1) 当高频调谐器的本振频率发生偏移时,中频偏离38 MHz,解调出来的信号就会有干扰、减弱,从而产生失真。这种失真虽然可以通过中放AFC电路加以纠正,但是如果AFC电路出现问题,这时就无法解决。

(2) 当图像中频出现过调制时,开关信号幅度不足,从而不能解调或解调失真,这种问题是无法通过AFC电路进行解决的。

可见,同步检波存在一些原理上的不足,要解决上述问题,必须对检波电路进行重新设计,克服该检波电路原理上的缺陷[1,2]。

3 锁相环视频检波

3.1 锁相环电路

锁相环视频检波也称为PLL(Phase Locked Loop)视频检波,其核心部分是锁相环电路,锁相环路实质上是一个自动相位控制系统。如图2所示:该电路由压控晶振VCO、90°移相、APC检波和低通滤波及开关等构成。送APC的有两路输入,一路是基准信号来自38 MHz图像中频,另一路是来自VCO产生的输出信号作为比较。两信号在鉴相器APC内进行频率和相位的比较,并将比较的差值转换成误差电压输出。该误差电压经低通滤波后,得到一个控制电压去控制VCO,使其频率和相位向基准信号靠拢。当环路一旦锁定,VCO输出信号的频率和相位就必定等于基准信号频率和相位,且能随基准信号的变换而变化。低通滤波器是为了滤除鉴相器输出信号中不需要的高频信号和其他输出,提高环路的性能。

3.2 锁相环检波原理

如图3所示:该电路增加锁定检波电路,其输入信号是彩全,输出信号送低通滤波器及开关电路,用来判断环路是否锁定。输出信号作为38 MHz开关信号,送视频检波电路[2,3]。

针对前两种视频检波的特点及存在的问题,该检波电路主要作了以下两方面改进,较彻底地解决前面所述检波电路的不足:

(1) 针对普通同步检波该电路的开关信号来自图像中频,当图像中频发生偏离38 MHz时且AFC出现问题又不能纠正这种偏移的情况,该检波电路的38 MHz开关信号来自压控振荡器VCO,而不是来自38 MHz图像中频,因而开关信号与图像内容无关。 既使高频调谐器的本振频率发生偏移且AFC电路出现问题,或图像中频信号发生过调制时,开关信号也能准确地为38 MHz,使解调处理的信号不产生失真。同时也能使该检波电路的VCO 仍然有足够幅度的开关信号送检波器。VCO外接的38 MHz中周用来决定VCO振荡频率,它不再是限幅放大器组成部分之一。利用该中周可改变振荡频率,最终使环路锁定,使得前述问题得到很好的解决[1,4]。

要想使38 MHz开关信号与38 MHz图像中频同频同相,必须采用锁相环。环路中有一个APC电路,把VCO信号经90°移相送APC作为比较信号,把图像中频送APC作为基准。两者在APC电路内进行频率和相位的比较,比较结果输出与两者频率差和相位差成正比的误差电压。该电压经低通滤波得到APC直流控制电压,然后加到VCO去纠正VCO的频率和相位,直到送入APC的两输入信号频率相同,相位相差90°为止。这样就可以保证视频检波的两输入信号同频同相,实现真正的同步检波。

(2) 电路上专门设置了一个锁定检波器,它的主要作用是确保环路锁定。环路锁定与否是通过检测检波后的彩全的幅度来进行判断的,如果彩全幅度较小并且还有干扰,则锁定检波器输出控制信号到开关去改变低通时间常数,直到环路锁定。

设置90°移相是APC检波电路的要求。当两输入信号相差90°时,则无误差电压输出。此外VCO信号 经90°移相后,还要送混频电路去与SIF1(第一伴音中频)混频,产生6.5 MHz的第二伴音中频。由于混频所需要的38 MHz不是来自图像中频而是来自VCO,这样6.5 MHz信号上就绝不可能有38 MHz调幅波的干扰,从而使图像对伴音的干扰得到彻底抑制。

4 结 语

检波电路是电视电路的重要组成部分,其优劣直接影响到整个电视机对信号的处理效果,它是伴随电视技术的发展而发展的。锁相环电路是电子设备中的常用电路,在新型大屏幕彩色电视机中有着广泛的应用。实践表明,它是一种很好的检波方式,取得了很好的效果。

参考文献

[1]蔡金豆.新型大屏幕彩电原理与维修讲义[M].川大科技园培训中心,2007.

[2]刘俊,张斌珍.微弱信号检测技术[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]余兆明.数字电视和高清晰度电视[M].北京:人民邮电出版社,1997.

[4]曹华民,王兴亮.现代电视接收技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.

[5]谢玉妹.电视机原理与技能训练[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2004.

视频监控技术及应用 篇11

【关键词】热成像技术；高速公路；视频监控；全天候

1、高速公路视频监控的发展及存在问题

高速公路与一般公路相比，具有封闭性高、交通流量大、设计时速快等特点，为保安全畅通，高速公路运营管理单位要求对高速公路进行视频监控，掌握高速公路运营情况。目前视频监控技术还是要依赖自然光。光照条件良好条件下，监控质量可以保证，而在光照条件恶劣的夜间情况下、雾霾天气下却成了睁眼瞎，无法获得有效的监控图像。

针对夜间监控的要求，发展出了红外LED补光摄像技术、激光夜视技术。但是目前这两种技术应用到高速公路干线全程监控上均有一定缺陷。LED补光可以满足近距离监控要求，但受限于大功率LED技术限制，百米外监控效果较差。如果片面追求远距离监控效果，就要减小LED发射角，在大场景监控时，LED补光区域只是一个亮斑，形成手电筒效应不能满足监控要求。激光夜视系统由激光辅助照明、可变焦镜头、彩转黑低照度摄像机组合而成，配备复杂的激光变焦系统，对激光的发射角进行调节，实现照明区域可变。但是激光变焦系统很难与摄像机的可变焦镜头同步，调节繁琐。

针对这些问题，红外热成像技术这种被动成像系统就显示出他的优势。

2、红外热成像技术的原理及发展

在自然界中，一切物体都会辐射红外光，如果我们能利用仪器检测出目标物像与背景的红外光差别，就可以得到红外光图，从而对目标物进行监测。这解决了夜间监控问题。

红外线在大气中传输会受大气中二氧化碳、水分、灰尘等成分影响而衰减，但在3～5微米和8～14微米这两个波段衰减较小，这两个波段也被称为红外大气窗口。利用红外线传播的这个特性，可以解决在雨雪、雾霾天气条件下的视频监控问题。

目前发展较成熟的非致冷焦平面红外热成像系统的工作原理是：光学系统接收目标物的辐射，经过光谱滤波，将目标范围内的红外辐射投射到红外探测成像模块中，红外模块经过对焦平面信息收集，A/D变换，积分，获得红外面阵信号。因信号较弱，且缺乏可见光图像的层次和立体感，经视频信号处理单元进行滤波、放大、整形、伪彩填充等处理，生成视频信号，输出供监视器显示或传输设备向调度中心传输。

3、红外热成像技术在高速公路中的应用

因高速公路难以做到全路段人工辅助照明，普通视频监控技术无法在黑夜达到良好的监控效果，LED和激光补光又有距离和手电筒效应的问题且不能解决雨雪雾霾对监控的影响。而红外热成像摄像机可以被动接收高速公路上车辆、物体的红外辐射，无论白天、黑夜都可以实现24小时监控。在雨雪雾霾天气下，由于可见光波穿透大气中障碍物的能力差，影响监控的效果，而红外光的大气窗口特性使得红外热成像摄像机可以克服雨雪、雾霾天气的影响，从而实现全天候的实时监控。

近年，我国已经能生产出符合高速公路实际应用要求的红外热成像摄像机。这种摄像机内部采用高清镜头配合200万可见光高清彩转黑摄像机与640X480大口径非制冷热成像摄像机自动切换工作，摄像机在光照条件好时间采用可变可见光镜头，配合高清CCD摄像机，可观察2km-10km距离内车辆细节。在夜间采用105mm/155mm光学变焦红外热成像，生成640X480分辨率红外图像，可发现2km-10km零照度夜间目标轮廓。热成像温度探测灵敏度可达35mk，灵敏度高，画面细腻，受雾雨雪天气影响小。摄像机集成度高，可以方便的升级替换现有的视频监控摄像机。

经过实际测试表明：红外热成像摄像机可以分辨高速公路上行驶的车辆类型，基本外观，能及时发现夜间交通异常问题，可彻底改变夜间睁眼瞎的状况，大大提升高速公路管理單位的管理水平。

4、红外热成像技术的缺点

（1）视频对比度差、分辨低。由于红外热成像靠目标物体的表面温度差成像，而普通物体的表面温度差别并不显著，造成图像对比度差。另外，由于红外检测元件的限制，图像分辨率还在D1格式附近，与目前新兴的720P、1080P高清差距甚远。

（2）图像无色彩，观感差

因红外热成像系统只检测设定频段内的红外线，图像没有颜色信息，通常以灰度图像显示。即使添加伪彩，也不可能再现车辆表面颜色。

（3）不能穿透车窗观测驾驶人员信息

因红外热成像系统由红外温感成像，像车窗玻璃这种透明物体对温度来说却是障碍物，红外热成像摄像机不能捕捉车窗后面的信息，也就丧失了对驾乘人员的观测、判别能力。

（4）造价昂贵

由于非致冷焦平面红外控测元件主导权仍在国外，红外热成像摄像机造价昂贵，短期内还无法解决成本障碍。但我们相伴随着新技术的突破、应用，红外热成像摄像机必将降价普及。

结束语

视频监控技术及应用 篇12

我国的水电厂已经开始进入智能化与数字化的发展阶段, 这种发展的一个关键环节就是智能监控系统的应用, 因此针对其信息建模技术进行研究有其必要性。对监控系统进行信息建模需要以IEC61850标准作为基础, 通过被明确规定了的语法与结构建立起能令不同设备彼此操作、访问的信息模型。本文将以某发电厂为例, 讨论IEC61850标准下的信息模型建立技术与建立方法。

1 水电站监控系统中的IEC61850标准特性

将对象的具体功能通过虚拟化转变为抽象服务即为信息模型, 以IEC61850标准为基准建立这种信息模型的手段就是信息建模技术, 以上二者作为核心支撑起了IEC61850标准的应用化。水电站需要建立的信息模型具有结构化特征, 包括设备、服务、通信系统等不同类型, 这些信息模型都要以面向对象这一方法来建立, 而IEC61850标准对该过程做出了专门的规定, 尤其是有关水电站监控用的通信系统与通信网络方面, IEC61850标准的规定是相当详细的。这种规定的细化主要体现在兼容逻辑节点类上, 以本文当作例子的水电站来说, 其在建立信息模型时需要的兼容逻辑节点类有26个, 以下将对较为重要的几种节点进行分析说明。

1.1 通用过程的输入节点或输出节点 (GGIO)

该类逻辑节点能够为装置过程 (未定义) 建模, 建模方法选择通用方法即可, 适用的逻辑节点组类别包括S、T、X、Y、Z。具体来说, 故障录波装置与技术供水系统都适用于这种逻辑节点。

1.2 水力发电机组在轴承部位的节点 (HBRG)

这类逻辑节点能实现对轴承类的物理设备的描述, 包括推力轴承、水导轴承与上导轴承。

1.3 进水口闸门处的节点 (HITG)

该类逻辑节点同样用于物理设备的描述, 适用的物理设备类型为进水口闸门及其相关设备, 最典型的例子是快速闸门。

1.4 机械制动用节点 (HMBR)

此类逻辑节点所描述的物理设备仅限以机械方式进行制动的设备, 典型例子为风闸。

1.5 水电机组的节点 (HUNT)

该种逻辑节点可以描述水电厂中的最主要设备——水力发电的生产设备, 水轮机和发电机都属于此列。

1.6 油槽节点、油罐节点、气罐节点 (KTNK)

如字面所说, 可以描述油槽、油罐与气罐这三种设备, 值得注意的是, 与这三种罐相关的各种设备也包括在内。

1.7 物理装置信息的节点 (LPHD)

该种逻辑节点为建模用, 针对的建模对象为物理装置相关的公用信息。

1.8 机组转子电气的测量用节点 (MMXN)

因为单相系统自身具备一定的特征——电压与电流不和相别发生关系, 所以该类节点需要用于计算电压、电流、阻抗、功率四种参数。以功能性来说, 这类逻辑节点的功能体现在运行使用上。

1.9 机组定子电气的测量节点 (MMXU)

与上述用于转子的逻辑节点不同, 这类节点的计算是针对三相系统的, 计算的参数同样为电压、电流、阻抗、功率四种。功能性也与其相同, 主用途集中在运行使用的供给上, 具体来说, 线电压、相电流、相电压都包括在里面。

1.10 断路器的节点 (XCBR)

作为建模用节点, 该类逻辑节点适用的建模范围为开关, 开关作用为当短路电流产生时自动切断。

1.11 隔离开关的节点 (XSWI)

同样是用于开关建模的逻辑节点, 但所有不具备上文所述短路电流的切断功能的开关都包括在内, 比如接地开关、空气开关、隔离开关等。

1.12 变压器的节点 (YPTR)

水电厂的监控系统中, 变压器设备是必不可少的, 该类逻辑节点专用于对变压器设备进行建模。

以本文的水电站实例来说明的话, 需要使用H9000监控系统所提供的数据库的信息点表, 以其为根据再配合上文所述的各种逻辑节点类别, 就能将相关信息点分类, 这样一来节点的实例化就能实现。另外一方面, 需要确定逻辑节点的数据属性、数据对象这两大特征, 该工作不只要结合节点实际情况, 还要与前述实例化同时进行。

IEC61850标准并非一成不变的, 其新版本的发布并未停止, 随着版本的更新, 其中针对水电厂建模的规定、思想、导则、规范都有详细化、标准化、新型化、科学化、现代化的发展趋势, 对水电站建模的特性分析越来越透彻, 针对性和指导性也越来越强。因此在进行监控系统的信息建模工作之前要对最新的IEC61850标准进行研究, 分析其中针对各方面的更新与变化, 确保将最新的、最具适性的规定标准应用在监控系统的建模上, 令水电厂的智能化建设更进一步。

2 信息建模中的IEC61850标准应用

应用了IEC61850标准的信息建模需要使用智能电子设备即IED进行, 该过程要以多个因素的分层结构为依准进行, 包括数据对象DO、逻辑节点LNode、逻辑设备LDevice与服务器SERVER。这其中若干个数据对象共同组成逻辑节点, 数个逻辑节点被囊括在同一个逻辑设备里, 数个逻辑设备又一起构成了服务器, 形成了一个网状构造。

以某水电站的信息模型为例, 其IED的构成为单一服务器, 逻辑设备则分四类, 分别是机组 (1号到5号) 、可逆式机组 (6号到7号) 、开关站 (左右岸) 、公用系统。确定逻辑节点时需要以水电站监控系统的数据库点表为依据, 遵循对象分类原则, 其中较为重要的包括调速器、励磁系统、技术供水系统、上导轴承、推力轴承、水电机组、电气制动、逻辑控制的单元信息等。数据属性能够构成开关量与模拟量两种公用数据类型, 其命名实例就是数据对象。IEC61850标准详细定义的公共数据类共有29种, 这些数据类能根据对象多态性与对象继承性实例化为数据对象, 实例化的数据对象数量超过了500种, 逻辑节点就是以这些数据属性与数据对象为基础构建出来的。

由此可知, 运用IEC61850标准进行信息建模共分四步。第一步是对IED逻辑设备的确定, 依据为项目系统的功能要求与整体规划, 其过程必须符合IEC61850标准的相关规定。第二步是对逻辑节点的确定, 依据为逻辑设备各不相同的现场设备情况与功能分析。第三步是描述逻辑节点运行情况, 描述工具为数据属性与数据对象, 需要注意的是描述情况必须与实际的运行情况相符合。第四步是对IED信息模型的合成, 该步骤需要综合第三步描述出的运行情况、通信配置要求、系统配置要求三方面的信息才能完成。

需要注意的是, 建立信息模型时需要使用SCL, SCL的基础是XML, 但对变电站的自动化系统有更强的针对性。本文所举的水电站实例中, 其智能化信息模型就是将SCL和监控系统自身的独有特点结合建立出来的。这种情况下建立出的信息模型不仅能应用于监控系统对外用的通信接口, 而且同样能应用于智能一体化的整体平台, 令以IEC61850标准为基础的通信能够得到实现。

3 结论

以IEC61850标准为基础的信息建模技术能够有效构建起智能化、科学化、现代化的监控系统, 推进水电厂整体的智能化建设, 这与我国水电厂的发展方向是相一致的。因此, 本文以某水电厂为例进行的相关建模技术研究是具有积极的现实意义的。以信息建模完成监控系统与智能一体化平台的对接是一种对IEC61850标准应用性的尝试, 能够对相关技术的研究与进步起到参考与推动作用, 相信能够对我国水电厂的智能化建设产生正面影响。

参考文献

[1]闵峥, 徐洁, 王嘉乐.基于IEC61850的智能水电厂建模技术[J].水电自动化与大坝检测, 2011, 35 (4) :1-5.

[2]陈安伟, 朱松林, 乐全明, 等.IEC61850在变电站中的工程应用[M].北京:中国电力出版社, 2012.

[3]范建忠, 沐连顺, 战学牛, 等.基于IEC61850标准的变电站监控系统数据建模[J].电力系统自动化, 2006, 30 (5) :43-48.

[4]林晖.周宁水电站计算机监控系统的设计与实现[D].南京:河海大学, 2011.