CN104469317A - 用于管线安全预警的视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于管线安全预警的视频监控系统，该系统由多方向监控装置、视频分析子系统、地图管理子系统、报警子系统和系统管理子系统等组成。本系统通过基于多方向监控装置的预警边界设置、跟踪示警机构的巡航扫描方法、地图管理子系统和报警子系统，实现了从管线全景视频监控、预警，到局部巡航扫描监控；在预警边界触发报警后，跟踪示警机构进行声光示警，并进行图像或视频取证，同时根据监控点计算报警处在管线的具体位置，结合地图管理子系统的报警管线名称和地理方位信息，提供了更加详尽的管线报警信息，大大提高了执法、维护人员对管线破坏处找寻的效率，降低了环境污染风险和资源损失。

Description

用于管线安全预警的视频监控系统

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，尤其是一种用于管线安全预警的视频监控系统。

背景技术

管道运输是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资，如石油、媒和化学产品等，是一种专门由生产地向市场输送物资的运输方式，是统一运输网中干线运输的特殊组成部分。由于管线运输管路中运输的物资具有易燃、易爆和毒性等特点，对管线的实时有效的监控和管理对管道运输的安全运行非常重要。当前对管道运输最大的威胁是人为破坏，主要体现是打孔盗油、工程破坏、违章建筑等情况。这些违法行为造成物资泄漏，极易引起火灾，威胁人员安全，造成环境污染甚至可能影响周边河流、土地的安全。

目前，现有的输油管路防盗系统多数采取通过输油管路输油端和出油端加装压力传感器的方式，实时监控输油管路输油过程的压力变化情况。如果输油管路发生盗油情况，会导致出油端压力变小，监控系统会显示压力变化情况，通过与正常输油状态下的油压数据进行数据比对，在系统上判断输油管是否有人在盗油及大概的盗油区域，如果发现异常情况再通知保卫部门采取措施。

上述方案存在的主要问题：通过长输油品管路两端油压的变化，只能判断有没有盗油、管路已遭受破坏现象，但不能精确定位盗油地点，无法确定管路是哪个位置被破坏，给值班人员在判断反应上带来较大的偏差。即便是发现了盗油情况，无法在第一时间赶到现场也于事无补。如果盗油者在盗油时盗油管输出较缓慢的话，出油端油压变化可能很小，系统将无法及时判断该管路被盗油的状态，这样也就起不到防盗的作用。当系统发现油压变化较大，能确定有人在盗油时，此时会有巡防人员赶赴现场处理。但此时油管已经被破坏，需要对油管进行紧急抢修；而油品已被盗走或泄露，已经造成损失。这种办法只能在事后预警，即等到油被盗后才能发现。

针对上述问题，目前已有专利申请号为CN 201110117849.3用于长输油品管路监控的智能物联网安全防范预警系统，其系统由网络变速云台摄像机、声音报警设备构成，通过利用WiFi无线通信技术和智能视频识别分析技术，对已建成的长输油管路进行全程24小时不间断的视频监控和巡视，通过监控中心对长输管路进行防入侵周界设置，系统自动对油品管路上的人、车、物等进行信息采集、智能识别、定位、分析、跟踪、告警、监控和管理。上述专利技术方案虽全面概述了整个系统的功能，但具体的云台控制方法和对违法行为的示警方式具体的实施方案没有进行详细阐述，而这两方面的内容是该系统的价值所在。

多方向监控区域预警定位自动跟踪监控装置(以下简称多方向监控装置)，专利申请号为CN 201210357740.1,如图1所示，该监控装置包括预警定位机构和跟踪示警机构，其中预警定位机构内设有预警定位模块，跟踪示警机构内设有跟踪示警模块。该监控装置通过对多个方向进行预警视频采集，直接检测多个预警视频图像内的动态，从而确定所监控运动目标的位置信息，进而对运动目标进行跟踪视频采集、音频采集、光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个预警视频和跟踪视频进行存储并传输至显示设备。该监控装置具有多方向监控区域调节功能，其适用性和灵活性得到了显著提高。多方向监控装置是区别与传统云台摄像机的创新型新产品。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于管线安全预警的视频监控系统，该系统由多方向监控装置、视频分析子系统、地图管理子系统、报警子系统和系统管理子系统等组成。

所述多方向监控装置，由预警定位机构和跟踪示警机构组成，预警定位机构由水平视频采集装置和垂直视频采集装置组成，跟踪预警机构由云台摄像机和声光示警装置构成，其视频采集装置都配置辅助光源装置；

所述视频分析子系统包括预警边界设置和云台摄像机扫描路径设置；

地图管理子系统包括监控管线名称标记、监控管线定位和入侵报警处标记；

所述报警子系统包括本地声光示警和后方报警输出；

所述系统管理子系统包括用户登入登出、系统操作和日志管理。

上述系统连接关系：多方向监控装置用于采集管线视频图像和对入侵者进行跟踪和示警警示，进一步为多方向监控装置的水平视频采集装置沿管线路径方向进行定点视频监控，垂直视频采集装置用于采集多方向监控装置下方的管线视频图像，从而形成管线的固定全景视频采集，视频分析子系统的预警边界设置是通过对其多方向监控装置的固定全景视频监控区域内划预警监控边界，一般是沿管线且大于管线直径的范围进行划分，用户可根据调整多方向监控装置的水平视频采集装置来调整监控区域范围，视频分析子系统还可以设置多方向监控装置上方跟踪预警机构(云台摄像机)的巡航扫描方式，扩大本系统视频监控区域范围，地图管理子系统对多方向监控装置监控的管线名称进行标记，在结合地理地图定位管线的地理位置，地图管理子系统还包括对入侵报警处的标记，报警子系统包括本地声光示警和后方报警输出，本地声光报警是由本系统的云台摄像机上配置的报警扬声器和光照频闪装置实现的，同时向后端监视者进行报警输出，系统管理子系统用于后端监视者进入和操作本系统的工作界面，包括系统登入登出、系统操作和日志管理。

本发明设置监控点及跟踪示警机构巡航扫描方法：

1.本系统多方向监控装置水平视频采集装置对管线监控区域(用户选定)进行视频采集，并作为视频分析背景进行存储，系统将定期进行背景更新；

2.通过多方向监控装置水平视频监控装置在背景视频上设置预警边界；

3.结合多方向监控装置跟踪示警机构内的云台摄像机，在视频分析背景(管线监控区域内)设置监控采集点、监控点采集时间；

4.云台摄像机扫描完所有设置的监控点为一次巡航，用户可设置巡航的次数和时间。

本系统安全预警方法：

1.用户通过系统管理子系统登入登出本系统，并进行系统操作和报警日志管理；

2.用户通过视频分析子系统，根据多方向监控装置水平视频采集装置采集的背景视频进行预警边界设置，根据多方向监控装置跟踪示警机构内的云台摄像机进行监控点、监控点采集时间和巡航设置；

3.入侵对象进入水平视频采集装置预警边界，触发报警子系统，使跟踪示警机构快速跟踪到报警处，并进行声音示警和光照示警(频闪或直照)，同时进行抓拍或视频取证记录；

4.地图管理子系统标记报警处管线名称和地理位置，视频分析子系统计算报警处在监控管线的具体位置，指挥执法维护人员尽快找寻报警处。

本发明的有益效果：

本系统通过多方向监控装置的使用和实施，提升了现有管线视频监控系统的综合性能，提供了安全可靠、高效全面的管线预警方案：

本系统通过基于多方向监控装置的预警边界设置、跟踪示警装置的巡航扫描方法、地图管理子系统和报警子系统，实现了从管线全景视频监控、预警，到局部巡航扫描监控；

在预警边界触发报警后，跟踪示警机构进行声光示警，并进行图像或视频取证，同时根据监控点计算报警处在管线的具体位置，结合地图管理子系统的报警管线名称和地理方位信息，提供了更加详尽的管线报警信息，大大提高了执法、维护人员对管线破坏处找寻的效率，降低了环境污染风险和资源损失。

附图说明

图1本发明用于管线安全预警的视频监控系统框架图

图2本发明管线安全预警方法的监控点设置及报警处定位方法示意图

图3监控点及采集时间设置表

图4本发明管线安全预警方法流程图

图5本发明预警边界设置及跟踪机构巡航扫描方法流程图

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种用于管线安全预警的视频监控系统，该系统由多方向监控装置、视频分析子系统、地图管理子系统、报警子系统和系统管理子系统等组成。

所述多方向监控装置，由预警定位机构和跟踪示警机构组成，预警定位机构由水平视频采集装置和垂直视频采集装置组成，跟踪预警机构由云台摄像机和声光示警装置构成，其视频采集装置都配置辅助光源装置；

所述视频分析子系统包括预警边界设置和云台摄像机扫描路径设置；

地图管理子系统包括监控管线名称标记、监控管线定位和入侵报警处标记；

所述报警子系统包括本地声光示警和后方报警输出；

所述系统管理子系统包括用户登入登出、系统操作和日志管理。

上述系统连接关系：多方向监控装置用于采集管线视频图像和对入侵者进行跟踪和示警警示，进一步为多方向监控装置的水平视频采集装置沿管线路径方向进行定点视频监控，垂直视频采集装置用于采集多方向监控装置下方的管线视频图像，从而形成管线的固定全景视频采集，视频分析子系统的预警边界设置是通过对其多方向监控装置的固定全景视频监控区域内划预警监控边界，一般是沿管线且大于管线直径的范围进行划分，用户可根据调整多方向监控装置的水平视频采集装置来调整监控区域范围，视频分析子系统还可以设置多方向监控装置上方跟踪预警机构(云台摄像机)的巡航扫描方式，扩大本系统视频监控区域范围，地图管理子系统对多方向监控装置监控的管线名称进行标记，在结合地理地图定位管线的地理位置，地图管理子系统还包括对入侵报警处的标记，报警子系统包括本地声光示警和后方报警输出，本地声光报警是由本系统的云台摄像机上配置的报警扬声器和光照频闪装置实现的，同时向后端监视者进行报警输出，系统管理子系统用于后端监视者进入和操作本系统的工作界面，包括系统登入登出、系统操作和日志管理。

如图2所示，本发明管线安全预警方法的监控点设置及报警处定位方法示意图：

图中，A₀为多方向监控装置，本发明设为监控点的原点，A_—1、A_—2、A_—3、A_—4、A_—5、A_—n……为管线左端视频监控采集点，A₊₁、A₊₂、A₊₃、A₊₄、A₊₅、A_+n……为管线右端视频监控采集点，竖立实线与发散虚斜线围成的区域是视频监控采集点的区域范围，两条发散虚斜线是多方向监控装置水平视频采集装置的视频监控区域的预警边界，本实施例选择的管线为“一”字型，对于“十”字型或其它多交叉管线，只需增设不同方向的水平视频采集装置，整个监控点设置方法是相同的。

报警处在管线具体位置计算方法：首先入侵对象进入水平视频监控装置设置的预警边界，即入侵对象将触发报警子系统，报警子系统启动后，视频分析子系统会快速将多方向监控装置上方的跟踪示警机构转动到报警处，同时，计算报警处距离最近监控点的位置，如图2所示，B点为报警处，其真好位于A_{— 5}监控点，那么报警处A_—5位于监控原点A₀的距离就是5个连续监控点视频采集区域的长度和，因此在进行背景存储时，只需在监控点预存时，将每个监控点距离监控原点的距离同时存储，那么发现报警处位于哪个监控点后，就可以快速找到报警处位于管线的具体位置。

如图3所示，监控点及采集时间设置表，横坐标为跟踪示警机构内云台摄像机的监控点点位，纵坐标为每个监控点的视频采集时间，云台摄像机根据从上至下的顺序执行扫描监控点，用户可选取若干个监控点及设置其视频采集时间，完成一个云台摄像机的一条巡航扫描路线，保存后可通过系统管理子系统进行调用，用户也可以设置云台摄像机执行该扫描路线的巡航次数和时间。

如图4所示，本发明设置监控点及跟踪示警机构巡航扫描方法：

1.本系统多方向监控装置水平视频采集装置对管线监控区域(用户选定)进行视频采集，并作为视频分析背景进行存储，系统将定期进行背景更新；

2.通过多方向监控装置水平视频监控装置在背景视频上设置预警边界；

3.结合多方向监控装置跟踪示警机构内的云台摄像机，在视频分析背景(管线监控区域内)设置监控采集点、监控点采集时间；

4.云台摄像机扫描完所有设置的监控点为一次巡航，用户可设置巡航的次数和时间。

如图5所示，本发明管线安全预警方法：

1.用户通过系统管理子系统登入登出本系统，并进行系统操作和报警日志管理；

2.用户通过视频分析子系统，根据多方向监控装置水平视频采集装置采集的背景视频进行预警边界设置，根据多方向监控装置跟踪示警机构内的云台摄像机进行监控点、监控点采集时间和巡航设置；

3.入侵对象进入水平视频采集装置预警边界，触发报警子系统，使跟踪示警机构快速跟踪到报警处，并进行声音示警和光照示警(频闪或直照)，同时进行抓拍或视频取证记录；

4.地图管理子系统标记报警处管线名称和地理位置，视频分析子系统计算报警处在监控管线的具体位置，指挥执法维护人员尽快找寻报警处。

Claims (5)

1.本发明提供一种用于管线安全预警的视频监控系统，该系统由多方向监控装置、视频分析子系统、地图管理子系统、报警子系统和系统管理子系统等组成，其特征在于：所述视频分析子系统包括预警边界设置和云台摄像机扫描路径设置；地图管理子系统包括监控管线名称标记、监控管线定位和入侵报警处标记；所述报警子系统包括本地声光示警和后方报警输出。

2.本发明设置监控点及跟踪示警机构巡航扫描方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)本系统多方向监控装置水平视频采集装置对管线监控区域(用户选定)进行视频采集，并作为视频分析背景进行存储，系统将定期进行背景更新；

2)通过多方向监控装置水平视频监控装置在背景视频上设置预警边界；

3)结合多方向监控装置跟踪示警机构内的云台摄像机，在视频分析背景(管线监控区域内)设置监控采集点、监控点采集时间；

4)云台摄像机扫描完所有设置的监控点为一次巡航，用户可设置巡航的次数和时间。

3.本发明用于管线安全预警的视频监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)用户通过系统管理子系统登入登出本系统，并进行系统操作和报警日志管理；

2)用户通过视频分析子系统，根据多方向监控装置水平视频采集装置采集的背景视频进行预警边界设置，根据多方向监控装置跟踪示警机构内的云台摄像机进行监控点、监控点采集时间和巡航设置；

3)入侵对象进入水平视频采集装置预警边界，触发报警子系统，使跟踪示警机构快速跟踪到报警处，并进行声音示警和光照示警(频闪或直照)，同时进行抓拍或视频取证记录；

4)地图管理子系统标记报警处管线名称和地理位置，视频分析子系统计算报警处在监控管线的具体位置。

4.本发明报警处在管线具体位置计算方法，其特征在于：A₀为多方向监控装置，本发明设为监控点的原点，A_—1、A_—2、A_—3、A_—4、A_—5、A_—n……为管线左端视频监控采集点，A₊₁、A₊₂、A₊₃、A₊₄、A₊₅、A_+n……为管线右端视频监控采集点，竖立实线与发散虚斜线围成的区域是视频监控采集点的区域范围，两条发散虚斜线是多方向监控装置水平视频采集装置的视频监控区域的预警边界，本实施例选择的管线为“一”字型，对于“十”字型或其它多交叉管线，只需增设不同方向的水平视频采集装置，整个监控点设置方法是相同的。

5.根据权利要求4的报警处在管线具体位置计算方法，其特征在于：其实

现过程如下：

首先入侵对象进入水平视频监控装置设置的预警边界，即入侵对象将触发报警子系统，报警子系统启动后，视频分析子系统会快速将多方向监控装置上方的跟踪示警机构转动到报警处，同时，计算报警处距离最近监控点的位置，如图2所示，B点为报警处，其真好位于A_—5监控点，那么报警处A_—5位于监控原点A₀的距离就是5个连续监控点视频采集区域的长度和，因此在进行背景存储时，只需在监控点预存时，将每个监控点距离监控原点的距离同时存储，那么发现报警处位于哪个监控点后，就可以快速找到报警处位于管线的具体位置。