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智慧环保——红外热成像仪环保监控解决方案

Yesky天极新闻 2018-01-23 05:00 我要吐槽

  【天极网办公频道】一、背景:

  近年来,环境污染问题引起了国家相关部门的高度重视,国务院发布了节能减排综合性工作方案,明确要求对国家重点监控的污染源和治理设施实行自动在线监测,全国所有的重点污染源和重点治污设施,都要安装自动在线监测设备。

  基于上述背景,各种各样的环保监测系统应运而生,并得到了广泛部署和应用。但是,目前绝大部分环保监测系统仅仅实现了数据监测功能,比如实时采集和监测排污点的二氧化硫和化学需氧量排放量,而没有实现图像监控功能,不能直观的看到排污点实际图像。在这一背景下,北京和普威视科技股份有限公司结合自主研发生产的产品推出了针对污染源监控的智慧环保监控方案。

  二、行业需求

  智慧环保究其根本,就是物联网技术与环境信息化的结合,而污染源监控是智慧环保的重要一环。当前全国绝大部分省份重点污染源和重点治污设施,都已经建设了不同种类的污染源在线监测系统,包括排污化工企业、火电厂、化工园区和重点污水处理厂等,一般在污染源附近部署各种感知传感器、监测仪,通过不同类型的感知网络,将采集到的数据上传省/市环保监控中心,实现对主要污染物排放情况的实时在线监控。

  而视频监控由于其本身特性的限制,如高带宽占用、与数据直接关联性低等,一直在传统的污染源监控项目中处于辅助或安保地位,实施完成后也仅作为现场情况全景查看的辅助手段,与传统的污染数据采集分开独立建设。而以往模拟摄像机清晰度低、传输线路铺设困难等问题,使得视频监控系统与整个污染源数据监控系统脱离,有效利用率并不高。后来随着视频技术的发展,清晰度大幅提升,码流压缩率越来越高,3G/4G无线视频和图片传输技术的应用,使得视频监控在污染源监控领域有了新的切入点。

  智慧环保对视频监控产品和技术的要求,主要体现在以下方面:

  1、看得更远的高清技术

  目前,高清图像已经在交通等对视频质量要求较高的行业大量使用,污染源监控涉及对气体、颗粒、悬浮物等细小对象的监控,对图像同样有高清的需求。除了高像素的高清外,可以看几公里、十几公里甚至更远的高清激光、热成像摄像机在水体、大气污染监测方面也有了更多的使用需求。

  2、看得更透的透雾技术

  当前视频监控透雾技术主要有两大类,即电子透雾和光学透雾。

  和普三波段激光热成像摄像机中热成像温度探测灵敏度最高可达35mk,具有比常规产品更高的灵敏度,能够获得更细腻画面质量,受雾雨雪天气影响小。

  其具有可见光透雾功能,昼间光学滤波与DSP图像处理,可增强在薄雾、水汽、灰尘环境下的图像细节。

  3、更有针对性的视频智能分析

  视频智能分析技术是视频监控由被动变主动的重要技术,其中行为分析、人脸识别、车牌识别等技术已经广泛应用于公安、交通等行业。

  在污染源监控中,排污口、污水检测采样点的区域入侵等行为分析可以有效识别人为作假等行为,同时还有很多行业性的智能分析需求:

  (1)烟体色彩识别:分析识别烟体的颜色;

  (2)烟体黑度分析:判断烟体的黑度信息;

  (3)水体颜色分析:识别水体的颜色;

  (4)水体漂浮物分析:判断水体漂浮物的数量、密度等信息;

  (5)智能读表:通过视频进行环境仪表的数据识别读取。

  4、低功耗、无线传输的需求

  污染源大都分散且偏远,供电和有线传输都非常困难。目前许多传感器都支持无线传输,而且由于其本身功耗就很低,通常一块电池就可以支持数年的数据采集。相比起来视频采集设备一般功耗较大,设计更加低功耗的摄像机可以满足用电需求;同时支持无线传输,可选择性上传视频或图片等都成为环保视频监控的需求。

  5、耐腐蚀、自清理的需求

  污染源处经常处于水汽多、烟尘多、腐蚀物多的环境,需重点考虑监控设备的防尘、防水以及防腐蚀的保护。同时需要监控设备自带雨刷等自清理功能,可以定时或远程控制其进行自清理,来保证画面有效性。

  6、视频叠加和GIS地图对接

  把环保业务数据读取过来,叠加到对应视频上,并通过和GIS地图的结合实现图上实时显示,使呈现更加直观。

  三、系统设计架构

  污染源视频监控的基本架构一般为省环保厅和县市环保局建立两级联网平台,前端排污企业则是视频+门禁+报警的经典安防配置。

  前端视频监控系统负责对工厂主要污染物排放口、监测站取样处等重要地点进行全天候的视频监视,满足环保部门对工厂排污实时监控的要求。

  1、排污口及监测站

  工厂在生产活动中会排出大量的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物,是造成环境污染,特别是水污染的重要原因。国家对于工业废水的排放有极其严格的标准,但是在实施过程中总会有某些不法企业试图通过偷排的方式来躲避监管,因此对企业废水排放的监控就显得尤为重要。

  环保部门一般在企业都设有污水监测站,负责对企业排出的废水进行检测,取得各种污染物的含量指标,确保企业排出的工业废水达到规定的标准。但是这种方式获得的仅仅是数据的信息,缺少一种直观的方式来对废水的情况进行观察了解,并且监测站大都采用的是自动取样检测的无人运行方式,为了避免偷排的情况发生,需部署一套视频监控系统作为监测系统的完善和补充。

  在排污管和取样口附近部署和普激光高速球,确保实时全面地观察到污水排放到取样的整个过程,杜绝了企业弄虚作假的可能。高清摄像机的运用,使得管理人员能够通过监控画面清晰地观察到污水的颜色等信息,而不仅仅依赖于检测的数据。

说明: DRC激光高速球

  污水监测站多是采用无人值守的方式,为了防止站内的检测仪器遭受人为破坏和偷盗,以及防止企业人员进去篡改数据,可以在大门部署门禁系统,室内部署红外双鉴及红外摄像机。监测站只允许拥有权限的人进入,并且对所有进出人员进行记录,并录像保存,便于日后查询。当有人入侵时,联动摄像机自动进行拍摄录像。

  2、烟气排放监控

  工厂废气大多通过烟囱排放,在厂区内高处部署告警三波段激光热成像摄像机,覆盖厂区范围内的烟囱,对烟气排放进行全方位的监控。当告警模块检测到污染物超标时,管理人员可调整摄像机至预置位,监控目标烟囱,获得现场的实时高清图像,有助于了解事件的全貌。

说明: C:\Users\Administrator\Desktop\图片1.jpg图片1

  (环保监控系统拓扑图)

  四、功能实现

  4.1前段采集系统:

  1.告警三波段激光、热成像摄像机

说明: TRC

  该产品是集高清可见光、近红外激光、长波红外热像探测、万向智能云台于一体,专为特种应用场合所定制的光电产品。可实现10公里范围内全天候实时视频监控,其充分发挥热成像和百万高清激光摄像机的成像优势,克服雨、雪、雾等各种复杂环境下全天候的大范围覆盖及重点目标跟踪监控的难题。连续变焦红外热成像用于夜间大范围内目标搜索及重点目标覆盖设防,运距离激光照明器用于锁定目标拉近识别,百万高清长焦摄像机用于白天大范围覆盖及重点目标跟踪监控、拉近看清,为远程指挥控制提供高清晰的画面及可靠的真实的“第一现场”。整机外壳采用超强铝合金材质和真空充氮密封技术,防护等级IP66,适合在野外恶劣环镜下长期运转。

  2.激光高速球

说明: C:\Users\Administrator\Desktop\化工厂监控.png化工厂监控

  (化工厂实时监控)

  1.50°大角度激光发射器,200万高清像素,最远照射距离可达300米。

  2.独有DSS数字化照明角度控制技术,激光与摄像倍率距离匹配算法, 0.1°精确随动控制,手动/随动自动切换。

  3.特有GHT激光整形匀化技术,达到最佳的照明效果。

  4.独立光敏控制,保证摄像机的彩转黑与激光开关精确同步,内部智能延时分析,不受迎面车灯照射影响。

  5.整机采用全金属快速散热结构设计,CGS散热系统,快速降低球内部温度,双层防晒结构,夜视模组风冷循环散热。

  6.多轴承创新结构设计,延长使用寿命。

  7.支持通讯总线对球机程序进行在线升级,维护成本理低,方便快捷

  8.精密电机驱动,反应灵敏,运转平稳定,精度偏差少于0.1°,图像无抖动。

  9.支持三维智能定位功能,可实现点击跟踪放大。

  10.侧置拨码开关,地址、协议设置更便捷。

  11.IP66防护,防淋雨、防灰尘,TVS4000V防雷,可适应各种恶劣环境。

  4.2系统功能实现

  1.视频

  主要实现视频信号的图像显示、视频分析、告警处理、录像控制,远程控制、数据压缩处理、网络传输、系统控制管理。向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。说明: IMG_256 智能监控综合平台是一套网络化的智能视频监控及内部业务支持平台。系统采用多级级联的方式,根据用户的管理需求进行合理划分,实现大范围、多前端和分布式的网络视频监控。上级指挥中心实时掌控下级站点的所有情况,同时能够有效完成对下级站点的访问与控制。平台具备设备管理,设备控制,视频转发,图像分析,录像存储管理,视频上墙,电子地图,应用集成,SQL数据库访问、维护,下级服务器管理任务、调度等核心等功能,同时兼具移动解决方案,实现基于移动平台的应用。

  2.联动报警

说明: C:\Users\Administrator\Desktop\化工厂热像监控.jpg化工厂热像监控

  (化工厂热像监控实时报警)

  前端联动后台:前端发生污染、破坏报警时,将报警点GIS定位报警信息在平台上进行报警,报警后平台可通过相关设置进行录像以及向监控人员报警;

  后台联动前台:后端监控人员在觉察到报警信息或者破坏监控设备以及污染超标等某些事件时,可通过远程喊话系统驱赶破坏人员,报警设备提醒前端部分人员对危险情况进行规避或处理,如前端没有人员,可对后端相关领导及时作出相关策略,及时抵达前端现场,作出应急指挥,使警情事故或者违法行为降低到最低。

  3.昼夜监控

  白天能见度较好的情况下利用可见光,能见度较差的白天和夜间利用红外,以手动方式或是自动方式控制云台运动,对被监控区域的地面和低空目标进行监控。

  在能见度较低,仅仅是有薄雾的情况下,利用可见光设备对不同波段成像的特性,通过对镜头CCD和其它软硬件的控制,可以实现一定程度的透雾观测功能,硬件透雾效果如所示。

  4.预置点扫描

  对于前端监控系统,将观测范围内的各个敏感位置设置成预置点,并根据需要设置各点的停留时间,使云台在各个点之间轮流切换,实现系统的自动监控功能。

  后端显控系统可以根据需要选择多个前端,将多个前端监控系统同时设置为预置点扫描工作模式,实现区域性自动监控。

  预置点扫描的功能可有效地减少搜索的工作量,提高了工作效率。

  5.边界入侵检测

  对视频监控区域出现的入侵检测、污染物倾倒、保护范围越界、污染物超标等行为做出准确判断并发出报警信息,以满足区域边界检测对于高安全级别控制的要求。

说明: 越界告警

  检测是否有人或污染物体进入预定区域;支持区域范围的自定义设置,可以是任意形状、大小矩形或者不规则多边形;检测是否有污染物从任意方向越过预定边界以进行检测。采用声音+光学双告警方式,在接收到前端告警后,会有1秒内启动预置的声音告警,提醒用户查看。同时,弹出悬浮产生告警的热像和可见光的实时视频图像,并且会在视频图像中填加告警部位信息,另外,还会将告警点的方位角和距离信息同时显示,方便用户观察。

  在环境污染日益严重甚至威胁到人们生活、生存的环境下,和普致力于通过自己的技术和能力,开发出功能更加强大的产品做出更加完善的环保解决方案,为环境保护,为使留住蓝天白云献自己的一份绵薄之力。

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  • 设备类型:一体化智能激光摄像机
  • 其他特点:激光镜头 30mm F1.0 Fast镜头,GHT匀化照明技术
  • 镜头:4.1~73.8mm,18倍光学变焦,12倍数字变倍
  • 最低照度:0.7lux /0.01lux
  • 机芯:1/4英寸靶面CCD ,44万像素,一体化ICR双滤光片日夜切换彩转黑CCD
  • 旋转范围:DSS数字化照明角度控制技术,激光与摄像倍率距离匹配算法, 0.1o精确随动控制,手动/随动自动切换
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