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智慧環保之污染源視頻監控

一、污染源與視頻監控

  智慧環保究其根本,就是物聯網技術與環境信息化的結合,而污染源監控是智慧環保的重要一環。污染源可分為天然污染源和人為污染源。天然污染源是指自然界自行向環境排放有害物質或造成有害影響的場所,如正在活動的火山。人為污染源是指人類活動所形成的污染源,也是環境保護工作研究和控制的主要對象。

  在人為污染源中,按污染的主要對象可以分為大氣污染源、水體污染源和土壤污染源等,其中大氣污染源和水體污染源是對人類生活影響最大的兩個,也是目前視頻監控在智慧環保中的主要應用。

  當前全國絕大部分省份重點污染源和重點治污設施,都已經建設了不同種類的污染源在線監測系統,包括排污化工企業、火電廠、化工園區和重點污水處理廠等,一般在污染源附近部署各種感知傳感器、監測儀,通過不同類型的感知網絡,將采集到的數據上傳省/市環保監控中心,實現對主要污染物排放情況的實時在線監控。

  而視頻監控由于其本身特性的限制,如高帶寬占用、與數據直接關聯性低等,一直在傳統的污染源監控項目中處于輔助或安保地位,實施完成后也僅作為現場情況全景查看的輔助手段,與傳統的污染數據采集分開獨立建設。而以往模擬攝像機清晰度低、傳輸線路鋪設困難等問題,使得視頻監控系統與整個污染源數據監控系統脫離,有效利用率并不高。后來隨著視頻技術的發展,清晰度大幅提升,碼流壓縮率越來越高,3G/4G無線視頻和圖片傳輸技術的應用,使得視頻監控在污染源監控領域有了新的切入點。

  二、污染源視頻監控常規方案

  當前污染源視頻監控的基本架構如圖2所示,省環保廳和縣市環保局建立兩級聯網平臺,前端排污企業則是視頻+門禁+報警的經典安防配置。

  前端視頻監控系統負責對工廠主要污染物排放口、監測站取樣處等重要地點進行全天候的視頻監視,滿足環保部門對工廠排污實時監控的要求。

1、排污口及監測站

  工廠在生產活動中會排出大量的廢水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物,是造成環境污染,特別是水污染的重要原因。國家對于工業廢水的排放有極其嚴格的標準,但是在實施過程中總會有某些不法企業試圖通過偷排的方式來躲避監管,因此對企業廢水排放的監控就顯得尤為重要。

  環保部門一般在企業都設有污水監測站,負責對企業排出的廢水進行檢測,取得各種污染物的含量指標,確保企業排出的工業廢水達到規定的標準。但是這種方式獲得的僅僅是數據的信息,缺少一種直觀的方式來對廢水的情況進行觀察了解,并且監測站大都采用的是自動取樣檢測的無人運行方式,為了避免偷排的情況發生,需部署一套視頻監控系統作為監測系統的完善和補充。

  在排污管和取樣口附近部署球機,確保實時全面地觀察到污水排放到取樣的整個過程,杜絕了企業弄虛作假的可能。高清攝像機的運用,使得管理人員能夠通過監控畫面清晰地觀察到污水的顏色等信息,而不僅僅依賴于檢測的數據。

  污水監測站多是采用無人值守的方式,為了防止站內的檢測儀器遭受人為破壞和偷盜,以及防止企業人員進去篡改數據,可以在大門部署門禁系統,室內部署紅外雙鑒及紅外攝像機。監測站只允許擁有權限的人進入,并且對所有進出人員進行記錄,并錄像保存,便于日后查詢。當有人入侵時,聯動攝像機自動進行拍攝錄像。

2、煙氣排放監控

  工廠廢氣大多通過煙囪排放,一般在廠區內高處部署高清攝像機,配合云臺,覆蓋廠區范圍內的煙囪,配合CEMS系統進行全方位的煙氣排放監控。當CEMS檢測到污染物超標時,管理人員可調整攝像機至預置位,監控目標煙囪,獲得現場的實時高清圖像,有助于了解事件的全貌。

  三、視頻與業務系統的融合

  隨著全國視頻安防監控行業的不斷發展,公安、金融、環保等不同的行業也對安防廠商提出了不同的監控需求。傳統硬件安防廠商在引領視頻高清化、智能化趨勢的同時,紛紛立足自有產品,細分行業市場,對環保行業越發重視,通過項目挖掘環保行業需求,提出了針對環保行業的解決方案,并開發出了針對性的行業平臺軟件,這就為視頻監控與環保業務系統的融合提供了技術基礎,這種融合主要通過以下幾個步驟實現:

  1、環保業務數據獲取

  環保業務數據獲取一般通過軟件對接方式實現,環保業務軟件提供的平臺SDK,視頻監控軟件平臺通過開發,獲取有關聯性的環保監測系統數據。

  2、視頻OSD疊加

  視頻監控軟件平臺將數據獲取后,利用DVR、IPC等視頻設備本身的OSD功能,將數據疊加到對應視頻畫面中去,使數據有了更加直觀的呈現。該數據直接疊加入碼流中進行存儲,在后期錄像回放時依然是視頻和數據的匹配呈現。

3、預案聯動

  可以根據環保數據監測的內容,設置不同種類、不同等級的報警閾值,當數據超過閾值時,就會聯動設置好的預案,如關聯的視頻在監控中心大屏彈出、中心視頻存儲、在電子地圖上顯示位置信息/管理人員信息、短信通知管理人員等等。

  四、環保行業對視頻監控的技術要求

  高清、智能、融合、聯動等視頻技術和概念被提出并逐漸成熟,視頻監控在污染源監測中起到的作用越來越大,同時“智慧環!币矊σ曨l監控軟硬件技術提出了更高的要求,技術和行業需求互相促進,共同推動了智慧環保的發展。

  智慧環保對視頻監控產品和技術的要求,主要體現在以下方面:

  1、看的更遠的高清技術

  720P、1080P等高清圖像已經在交通等對視頻質量要求較高的行業大量使用,污染源監控涉及對氣體、顆粒、懸浮物等細小對象的監控,對圖像同樣有高清的需求。

  除了高像素的高清外,可以看幾公里甚至十幾公里遠的高清激光云臺攝像機在水體、大氣污染監測方面也有了更多的使用需求。

  2、看得更透的透“霧”技術

  這里的“霧”是指霧霾,即空氣中懸浮的的微小水滴或冰晶與微小固體顆粒物的混合物。霧霾會對光線產生較強的散射和遮擋,使圖像模糊,細節丟失。當前視頻監控透霧技術主要有兩大類,即電子透霧和光學透霧。

  電子視頻透霧技術針對由煙塵、霧氣、灰霾等成像特征建模,采用圖像處理技術有效恢復細節和色彩,獲得準確、自然的透霧效果。

 

 
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