视频监控在污染源自动监控系统建设中的应用研究

周进

(江苏省生态环境监控中心，南京 210036)

污染源自动监控是实施环境监管的重要手段，具有自动、实时、在线等特性，从而确保生态环境管理部门能在第一时间掌握最新的污染源排放及治理设施运行情况。经过多年的努力和国家对生态环境保护工作的支持，总体上各地污染源监控网络建设取得了较好的成绩。本文将视频监控技术应用于污染源监管中，利用污染源视频监控与在线、工况、用电数据的融合和同步，开展智能分析和研判，能及时发现企业超标排放、污染源在线监测弄虚作假等行为，并予以记录、留证，真正实现对污染排放从“点末端监控”向“全过程监控”扩展，形成对企业污染排放的“立体化”监控。

1 视频监控技术应用现状分析

视频监控技术以计算机和网络架构为基础，融合了一定的数据处理算法，通过统一的数据分析平台，提取所需要的视频信息。视频监控技术是伴随着数据采集、传输和存储技术不断创新而发展起来的一项技术，在智慧交通、公共安全等领域应用成果初现。常见的应用场景比如交通行业，视频监控技术可以帮助管理者轻松监控摄像覆盖范围内所有车辆的行驶状态和运行轨迹，快速分析出其是否违章，并通过对海量交通数据的比对、分析和研判，实现指定车辆行驶路径、道路拥堵研判等功能。目前，视频监控技术在环境监管领域应用较少。

2 污染源视频监控系统建设功能设想[1]

污染源视频监控系统主要是对企业污染处理过程、末端排放、站房运维等关键环节和重要位置进行监控。

对排污口或采样区等重要位置布设点位，主要监视废气、废水的排放情况，进行数据监测复核。视频监控系统需与第三方污染源在线监测系统联动应用，当数据超标或异常时，自动录像抓拍，视频图像同步叠加显示实时监测数据。

对站房出入口布设点位，主要监视站房人员进出情况，防止无关人员进入站房，干扰污染源在线监测系统正常运行，篡改监测数据，影响监测数据真实性。采用人脸识别技术，对进入站房人员进行身份验证。站房内视频对准设备操作台，用于监视设备运行状态和运维人员作业情况。

可采用AI(Artificial Intelligence，人工智能)算法功能把数据异常或超标时段在监控系统的视频进行保存，当出现系统设定的异常数据时，自动触发视频监控系统，对相关时段的视频监控信息进行关联对应。

3 污染源视频监控系统的组成分析

污染源视频监控系统主要由前端智能感知、传输网络、视频监控综合管理平台和监控中心组成。

3.1 前端智能感知

前端智能感知[2]是在污染源监测站房、排污口、治理设施等位置安装智能视频监控设备开展实时视频监控，利用视频监控设备实现对企业排污末端的监控。具体应用场景如在监测站房的监控要采用人脸识别技术，实现站房进出人员权限智能管控，非指定运维人员、环保执法人员或企业相关责任人进入时，系统自动告警。同时，为了防止人为干扰污染源采样，影响监测数据真实性，对采样区进行区域入侵和越界侦测。在排污口、治污设施附近安装的视频监控只需要对污染排放进行实时监控和异动告警，当有异动发生时，自动对异动时段的视频、状态进行存储。

3.2 传输网络

传输网络[3]用于实现污染源企业端与监控中心间的数据通信传输，一般通过有线光缆或无线通信的方式实现。传输网络分为两个层级:一是从污染源企业端至基层的监控中心(市级监控中心)；二是从基层监控中心至上级监控中心(省级监控中心)。需要注意的是，企业端至基层管理部门监控中心采用互联网vpn(virtual private network)的方式，基层监控中心至上级监控中心采用专线的方式。

3.3 视频监控综合管理平台

视频监控综合管理平台是采集现场端各视频状态数据，并将数据进行整合分析的一套管理平台，是用于生态环境部门调阅现场视频数据并开展智能分析研判，满足污染源自动监控管理的软件平台。

3.4 监控中心

监控中心是污染源监控部门的指挥中心，负责建设开发与污染源监管监控相关的各类业务系统并实现指挥调度[4]，分为省级监控中心和市级监控中心。省级监控中心集中对全省污染源在线监控系统进行指挥调度，市级监控中心限于所管辖行政区内监控中心开发建设污染源视频监控综合管理平台，集成服务器、存储等硬件设备，实现企业排污监控的可视化业务应用，实现对污染源视频监控数据的接入，实现对各类环境要素的汇聚分析，满足用户监测、预警、应急、执法等生态环境管理需求。

4 污染源视频监控系统建设内容探讨

视频监控系统建设内容分为标准体系建设、监控点视频设备安装和联网以及视频监控综合管理平台三部分。

4.1 视频监控标准建设

标准是用于指导前端系统、通信网络、监控系统开发的规范，通过制定和贯彻执行技术指南，可以从技术上、组织管理上支撑项目的合理建设和有序推进，降低系统的建设成本和实施风险，保障项目建设及应用集成的实施质量和效率，为后续应用推广奠定基础。污染源视频监控技术标准应以国家或地方规范的方式制定，内容应统一地区污染源视频监控站房系统的级联方式、网络传输、点位部署、监视要点、图像采集、传输显示、存储和应用技术等要求，适用于所管辖区域内所有污染源自动监控现场端视频监控系统的建设。

4.2 前端设备安装及联网

现场端监控部署网络摄像机和网络视频录像机等设备，由网络视频录像机负责现场视频录像、存储及上传。前端24 小时不间断录像存储，存储时间须达一年以上。在各监控中心可以远程调取预览及回放各监控点监控视频。各污染源企业根据现场条件选择摄像机的安装方式，应采取防止摄像机在不利工况下抖动的措施，确保牢固稳定；前端视频服务器、交换机、电源等设备统一装入标准机柜；所有设备应独立供电，有条件的企业可采用双路供电；布线、供电和接地应符合相关技术规定。具体应参照视频监控安装联网的技术规范，且所安装的监控设备应符合视频监控标准要求。

4.3 视频监控综合管理平台

视频监控管理平台部署在监控中心，其包括调阅数据和远程控制、监控联动、视频监控管理、智能分析研判四大功能。

4.3.1 调阅数据和远程控制

对污染源自动监控系统站房进行实时视频监控[5]，监控中心人员可利用平台端软件通过远程控制等操作，实时调阅现场监控图像。如果发现现场人员对自动监测设备进行操作，可进一步对视频监控画面进行锁定并放大，来判断是否属于人为修改参数行为，并对可疑情形在系统中留下警告记录，以便通过联动污染源自动监控系统进行异常确认。

4.3.2 监控联动

门禁摄像头具备绊线入侵检测功能。当有人跨越警戒线时触发报警，联动摄像机进行抓图并报警上传。当门禁摄像头上传报警信息时，联动仪表监控摄像头启动，通过对焦距及镜头角度进行调节实现对仪表盘数据的监控拍摄。当人员离开警戒线(站房)时，再次对仪表盘数据进行监控拍摄，通过比较前后两次的拍摄数据，判断相关人员是否进行了违规操作。

系统可自动接收污染源自动监控系统或工况监控系统的异常数据信号，并提供报警信号给前端网络硬盘录像机，触发现场联动录像存储或抓图。

(1)视频取证

自动启动人员操作摄像机拍摄的视频录像，将取证信息上传至监控中心并进行存储，以固定证据。

(2)拍照取证

自动启动仪表机柜监控摄像头拍摄监控照片，将取证信息上传至监控中心并进行存储，以固定证据。

4.3.3 视频监控管理

监控中心可以预览及回放污染源企业监控视频，可以对现场存储的监控录像进行点播回放，可以按照监控点、时间等信息进行录像文件检索，回放时可以指定时间点并进行拖拉、慢放、快放等操作。回放时可以进行抓图、手动抓图和图片回放。

4.3.4 智能分析研判

对接污染源在线监测、用电、工况等数据并将其用于视频与相关数据的叠加展示及异常联动报警[6]。通过预警态势联动和关联性数据分析，利用AI 等技术进行智能分析，一方面结合在线监测数据中所涉及的超标、疑似数据异常、疑似治污设施运行不正常、产能与常规不符等异常状态，自动开展视频监控的侦查分析，集中记录相关时段的视频监控数据(如人员进出站房记录、进出次数和相关时段视频信息等)，作为在线监测数据的补充，方便管理人员调取证据；另一方面结合视频智能分析的特性，通过人脸识别、视频侦测记录和行为状态分析，采集全省每家企业的视频数据并加以汇集，对海量的数据进行分析判别，形成异常状态模型，一旦触发异常状态条件，主动记录侦测异常的数据并触发报警，抓住弄虚作假等违法违规事实。

5 结束语

污染源自动监控系统已基本实现自动监测分析、无线传输、远程控制和实时报警等功能，但是仍面临污染源自动监控技术应用不充分、智能视频监控应用未普及等问题。基于此，本文研究探讨视频监控在污染源自动监控中的建设思路和建设内容，将污染源在线监测与视频监控两种手段有效融合，从而形成综合性的污染源环保物联网感知智能大数据分析综合平台。研究表明，借助于日趋完善和成熟的视频监控技术，采用智能视频监控等先进技术手段，将视频监控和数据分析应用于污染源自动监控系统中，能够全面提升污染源自动监控管理水平，推进精准治污，为深入打好污染防治攻坚战提供有力的技术支撑。总之视频监控在污染源自动监控系统中的广泛应用能够有效地提高环境监管水平和效率。