基于视频监控和火灾报警的联动控制应用

刘 杰，李 芳，杜兴团

（河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南 新乡 453731）

0 引言

近年来随着AI、计算机、图像处理、无线传输等新技术的快速发展，给视频监控的智能应用带来快速的发展。煤化工行业充斥着高温、高压，易燃、易爆、易中毒，给厂区内人身、设备安全提出了较高的考验。尤其是化工生产中的关键设备、重大危险源等区域的监控在化工生产中显得尤为重要。目前，国内多个行业应用视频监控技术成功地解决了行业内的部分难题，例如：变电所，通过智能视频监控系统，自动跟踪、记录，报警等功能的视频联动控制系统，提高检修以及运行的安全性[1]。视频监控与火灾报警系统联动，在确认火灾发生后，该系统会自动控制火灾报警点视频并进行调整，正对火灾发生点，实时监控火灾情况，同时可以考虑联动消防系统进行灭火等[2]。在煤炭行业，利用视频监控系统与安防系统结合，构成智能安防系统，主动判断和预警一些关键信息，提升煤矿的安全管理水平[3]。为了解决化工行业的一些难题，同时考虑到视频监控系统在化工行业的大规模应用，将视频监控系统与安全、消防系统联动，实现全厂区无死角监控及重大危险区域的非法入侵报警灯功能。将被动防护变为主动防御，变事后追查为事前预警，能够为保护企业人员、财产安全以及现场管理起到重要的作用。

1 煤化工行业对监控系统、火灾报警等的需求

1）所有监控系统设备在煤化工行业现场（有毒，有害、腐蚀性气体）能够保持连续运行，不受现场环境影响；2）前端摄像机满足防爆、低照度清晰并具有智能分析模块（越界自动检测、人员实时跟踪、联动录像等功能）；3）前端各装置网络摄像机信号需接入各机柜NVR（网络硬盘录像机），所有视频信号在机柜间存储至少保证1 个月，重要区域的视频信号要求存储时间至少半年；4）厂区出入口配置车牌抓拍和地磅系统对接，在系统中可以实时监控进入重点监控区域的车辆信息；5）DLP 大屏前端显示和监控功能，实现解码上墙、拼接漫游、开窗、DCS、火灾报警地图上墙功能；6）全厂控制中心配置高性能磁盘阵列，实现对前端重要视频的备份存储、报警出发等功能；7）火灾报警系统支持图形显示前端，同时预留RS485 通信接口以及MODBUS 通信协议，能够在画面上实时监控到各区域探头的报警信息等。

2 视频监控与火灾报警系统联动控制的整体设计

2.1 系统的构成

联动控制系统的整体设计如图1 所示，由视频监控系统、火灾报警系统、联动控制服务器、DLP 大屏幕，以及相应的软件构成。由于煤化工行业的特殊性，防爆区、前端的摄像头以及火灾报警控制系统的探头必须满足Ex d ⅡCT4 或CT6/DIP A20 TA,T6，防护等级不低于IP65[4]。对于摄像头的选择，以带云台控制和球机为主，增强系统的联动监控效果。目前，现场使用的防护等级低的一些探头已经腐蚀比较严重。

2.2 联动控制系统的基本原理

实现视频监控系统与火灾报警控制系统的联动，两个系统的信息必须共享[5]。因此，火灾报警系统预留的485通信接口需要应用串口服务器将其转换为RJ45 接口或者在定制火灾报警控制系统时，直接配置RJ45 接口，并将其接入到视频监控系统的网络中。

在网络机房配置数据采集服务器以及联动控制平台，并安装相应的数据采集软件等。该系统主要包括数据采集模块、报警信息分析模块、联动控制模块。火灾报警系统将报警信息上传到联动控制平台，通过该平台就可以分析出报警发生的具体地点，并将相关信息传输到视屏监控系统，调动附件的摄像头画面直接展示在DLP 大屏上，现场的监控人员通过大屏幕可以实时监控报警地点的状态。

2.3 系统的工作流程

图1 火灾视频联动控制架构Fig.1 Fire video linkage control architecture

图2 联动控制原理图Fig.2 Linkage control schematic

火灾报警系统不仅可以与视频监控系统形成联动控制系统，同时也可以与消防系统形成联动控制系统，下面以化工企业的液氨罐区为例，简单介绍联动控制系统的整体控制原理，如图2所示。

罐区作为化工企业的重点监控区域，因此在液氨球罐的表面覆盖干温电缆，同时配置雨淋阀等降温系统，周围布置视频监控以及声光报警系统。当感温电缆检测到液氨球罐表面温度达到报警值后，将信息反馈到火灾报警系统，数据采集模块采集相应的报警信息后，分析报警的具体位置，同时控制球罐周围的摄像头实时对准液氨球罐，并将DLP 上显示的图像信息切换到该摄像。同时火灾报警控制主机，通过输入输出模块控制雨淋阀动作，开始对液氨球罐进行降温操作。如果此时有人员进入罐区内部，周围的其他摄像头会实时跟踪人员的行走轨迹，并记录、发出报警系统。

3 总结

本系统将火灾报警、视频监控以及部分消防设施进行了整体的设计，对化工企业在重点区域的监控起到了良好的应用效果，同时降低了人工劳动强度，便于人员对报警区域的重点监控。通过该系统可以对煤化工现场的生产状况，人员的行走轨迹、重大危险源的监控起到有效的预警作用。未来希望可以将更多的成熟的先进技术应用到煤化工行业，降低员工的劳动强度，提升企业的安全管理水平。