污染源視頻監(jiān)控的基本架構(gòu)和解決方案

當前全國絕大部分省份重點污染源和重點治污設(shè)施，都已經(jīng)建設(shè)了不同種類的污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括排污化工企業(yè)、火電廠、化工園區(qū)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(jiān)測儀，通過不同類型的感知網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)上傳省/市環(huán)保監(jiān)控中心，實現(xiàn)對主要污染物排放情況的實時在線監(jiān)控。

一、污染源與視頻監(jiān)控

智慧環(huán)保究其根本，就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與環(huán)境信息化的結(jié)合，而污染源監(jiān)控是智慧環(huán)保的重要一環(huán)。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(huán)境排放有害物質(zhì)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(huán)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(jiān)控在智慧環(huán)保中的主要應(yīng)用。

當前全國絕大部分省份重點污染源和重點治污設(shè)施，都已經(jīng)建設(shè)了不同種類的污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括排污化工企業(yè)、火電廠、化工園區(qū)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(jiān)測儀，通過不同類型的感知網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)上傳省/市環(huán)保監(jiān)控中心，實現(xiàn)對主要污染物排放情況的實時在線監(jiān)控。

而視頻監(jiān)控由于其本身特性的限制，如高帶寬占用、與數(shù)據(jù)直接關(guān)聯(lián)性低等，一直在傳統(tǒng)的污染源監(jiān)控項目中處于輔助或安保地位，實施完成后也僅作為現(xiàn)場情況全景查看的輔助手段，與傳統(tǒng)的污染數(shù)據(jù)采集分開獨立建設(shè)。而以往模擬攝像機清晰度低、傳輸線路鋪設(shè)困難等問題，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)與整個污染源數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)脫離，有效利用率并不高。后來隨著視頻技術(shù)的發(fā)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(shù)的應(yīng)用，使得視頻監(jiān)控在污染源監(jiān)控領(lǐng)域有了新的切入點。

二、污染源視頻監(jiān)控常規(guī)方案

當前污染源視頻監(jiān)控的基本架構(gòu)如圖2所示，省環(huán)保廳和縣市環(huán)保局建立兩級聯(lián)網(wǎng)平臺，前端排污企業(yè)則是視頻+門禁+報警的經(jīng)典安防配置。

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

污染源視頻監(jiān)控的基本架構(gòu)

1、排污口及監(jiān)測站

工廠在生產(chǎn)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(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物、副產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物，是造成環(huán)境污染，特別是水污染的重要原因。國家對于工業(yè)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(yè)試圖通過偷排的方式來躲避監(jiān)管，因此對企業(yè)廢水排放的監(jiān)控就顯得尤為重要。（見圖3）

排污口及監(jiān)測站系統(tǒng)架構(gòu)

環(huán)保部門一般在企業(yè)都設(shè)有污水監(jiān)測站，負責對企業(yè)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(yè)排出的工業(yè)廢水達到規(guī)定的標準。但是這種方式獲得的僅僅是數(shù)據(jù)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(jiān)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(fā)生，需部署一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為監(jiān)測系統(tǒng)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(yè)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(jiān)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(shù)據(jù)。

污水監(jiān)測站多是采用無人值守的方式，為了防止站內(nèi)的檢測儀器遭受人為破壞和偷盜，以及防止企業(yè)人員進去篡改數(shù)據(jù)，可以在大門部署門禁系統(tǒng)，室內(nèi)部署紅外雙鑒及紅外攝像機。監(jiān)測站只允許擁有權(quán)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(lián)動攝像機自動進行拍攝錄像。

2、煙氣排放監(jiān)控

工廠廢氣大多通過煙囪排放，一般在廠區(qū)內(nèi)高處部署高清攝像機，配合云臺，覆蓋廠區(qū)范圍內(nèi)的煙囪，配合CEMS系統(tǒng)進行全方位的煙氣排放監(jiān)控。當CEMS檢測到污染物超標時，管理人員可調(diào)整攝像機至預(yù)置位，監(jiān)控目標煙囪，獲得現(xiàn)場的實時高清圖像，有助于了解事件的全貌。

三、視頻與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合

隨著全國視頻安防監(jiān)控行業(yè)的不斷發(fā)展，公安、金融、環(huán)保等不同的行業(yè)也對安防廠商提出了不同的監(jiān)控需求。傳統(tǒng)硬件安防廠商在引領(lǐng)視頻高清化、智能化趨勢的同時，紛紛立足自有產(chǎn)品，細分行業(yè)市場，對環(huán)保行業(yè)越發(fā)重視，通過項目挖掘環(huán)保行業(yè)需求，提出了針對環(huán)保行業(yè)的解決方案，并開發(fā)出了針對性的行業(yè)平臺軟件，這就為視頻監(jiān)控與環(huán)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合提供了技術(shù)基礎(chǔ)，這種融合主要通過以下幾個步驟實現(xiàn)：

1、環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)獲取

環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)獲取一般通過軟件對接方式實現(xiàn)，環(huán)保業(yè)務(wù)軟件提供的平臺SDK，視頻監(jiān)控軟件平臺通過開發(fā)，獲取有關(guān)聯(lián)性的環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2、視頻OSD疊加

視頻監(jiān)控軟件平臺將數(shù)據(jù)獲取后，利用DVR、IPC等視頻設(shè)備本身的OSD功能，將數(shù)據(jù)疊加到對應(yīng)視頻畫面中去，使數(shù)據(jù)有了更加直觀的呈現(xiàn)。該數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的匹配呈現(xiàn)

3、預(yù)案聯(lián)動

可以根據(jù)環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測的內(nèi)容，設(shè)置不同種類、不同等級的報警閾值，當數(shù)據(jù)超過閾值時，就會聯(lián)動設(shè)置好的預(yù)案，如關(guān)聯(lián)的視頻在監(jiān)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(huán)保行業(yè)對視頻監(jiān)控的技術(shù)要求

高清、智能、融合、聯(lián)動等視頻技術(shù)和概念被提出并逐漸成熟，視頻監(jiān)控在污染源監(jiān)測中起到的作用越來越大，同時“智慧環(huán)?！币矊σ曨l監(jiān)控軟硬件技術(shù)提出了更高的要求，技術(shù)和行業(yè)需求互相促進，共同推動了智慧環(huán)保的發(fā)展。

智慧環(huán)保對視頻監(jiān)控產(chǎn)品和技術(shù)的要求，主要體現(xiàn)在以下方面：

1、看的更遠的高清技術(shù)

720P、1080P等高清圖像已經(jīng)在交通等對視頻質(zhì)量要求較高的行業(yè)大量使用，污染源監(jiān)控涉及對氣體、顆粒、懸浮物等細小對象的監(jiān)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(jiān)測方面也有了更多的使用需求。

2、看得更透的透“霧”技術(shù)

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(chǎn)生較強的散射和遮擋，使圖像模糊，細節(jié)丟失。當前視頻監(jiān)控透霧技術(shù)主要有兩大類，即電子透霧和光學(xué)透霧。

電子視頻透霧技術(shù)針對由煙塵、霧氣、灰霾等成像特征建模，采用圖像處理技術(shù)有效恢復(fù)細節(jié)和色彩，獲得準確、自然的透霧效果　　責任編輯：gt