轨道衡无人值守语音与视频的应用

计量处轨道衡远程职守称重系统的实现 第 1 页 共 6 页 轨道衡无人值守语音对讲与视频的应用轨道衡无人值守语音对讲与视频的应用 裴雪峰裴雪峰 王磊王磊 包头钢铁包头钢铁 集团集团 有限责任公司计量管理处有限责任公司计量管理处 内蒙古内蒙古 包头包头 014010 摘要摘要 本论文主要论述了我处物资计量轨道衡远程监控与对讲的建设 远程视 频监控管理 最终实现网上电子结算业务等内容 关键词 关键词 物资计量网络 语音对讲 视频监控 模拟信号转化数字信号 一 项目背景及方案确定 随着包钢生产规模的不断扩大 物资计量点及业务的不断增加 为解决设 备增多和维护量的矛盾 优化合合理利用人力资源 我们包钢计量出自动化部 决定借鉴皮带程无人值守实施方案的成功经验 经过一年左右的努力研究 成 功研制了轨道衡远程称重系统 并以宋家壕和二炼钢轨道衡为试点 建成了包 钢第一个远程监控 远程作业的称重系统 计量员可以在千里之外的良好工作 环境下 就可以对现场轨道衡进行车号识别 位置调整 数据采集 和统计打 印 达到了远程监控 远程对话 远程计量 三远 的目标 从而为实现高智 能化计量网络业务打下了坚实的基础 轨道衡远程监控系统将各轨道秤及车罐为监视点 如轨道秤体 车罐号 支持各设备的 UPS 信息等 通过远程监控系统 将现场的一切情况传输到处内 计量室和调度室 对重要的各站点 处领导及调度人员可通过远程监控系统进 行监视 对远程职守各站点可以减少巡检人员的工作强度 弥补计量处维护人 员直观性不强的弱点 同时加强了轨道衡工作的安全 保卫工作 提高了轨道 秤的正常运行水平 二 系统构成特点 硬件方面主要是由高清晰摄像头 视频编码器 交换机 光模块 微型变 压器等设备组成 该系统利用网络的远程监控优势实现分布称重计量 集中管 理数据的目的 该系统的远程监控主要采用嵌入式实施操作系统通过视频编码器和光纤把 信息传输到处内 利用闭路电视监控及音频对讲 同计算机网络技术相结合 建立及图像 声音 数据 现场各种设备控制于一体的远程监控系统 成功的 将电视监控和网络存储有机结合 它包括了监控 录象 现场设备的监视 信 号传输 光模块等的应用 通过网络全数字化管理系统 采用互联网通讯协议 将 C S B S 相结合的体型 完成了数据采集 存储 传输 控制和统一管理的 全过程 能够将现有的网络设备和称重程序进行无缝连接 具有明显的实用性 安全性 可靠性 和先进性 并大大的提高了工作的效率 减低了生产成本 改善了计量工作人员的环境 计量处轨道衡远程职守称重系统的实现 第 2 页 共 6 页 实施监控效果图 实施监控效果图 三 系统设计原则 可靠性原则 本系统的设计中 由于采用了先进的 VRRP 的网络技术 不仅可以使系统无 限扩展 而且可以和标准的 IP 网络产品实现无缝互联互通 在未来的系统联网 扩展或改造进程中 本方案书设计可以实现完全保护现有的投资 成熟性原则 本系统设计中确保只选择成熟 稳定 运行良好 技术可靠的设备 核心 的前端设备全部采用国内外最先进的产品 可以确保系统运行稳定 性能 价格原则 在本方案中 性能 价格是我们选择设备的最重要的指标 以期在节省造价 的前提下 提供最好的系统性能 数字化原则 根据国际 CCITT 组织提出的建议 结合实际情况 在数字 模拟均可实现的 情况下我们首选数字信号 系统高度集成化 传统的设计是将各监控子系统做成自封闭的系统 因此在实现集中监控时 通常会发现监控系统设备数量多 设备利用率低 很难实现集中管理等缺点 本方案充分利用现代通信技术 计算机网络技术和远程控制技术 将各分散的 前端系统通过光纤网络与监控中心相连 功能强大的系统软件与先进的数字传 输体系完美地结合在一起 通过完善的程序设计真正实现智能化控制管理 技术先进性原则 在视频监控的设计中 我们均采用了国际上最为选进的 MPEG4 视频压缩技术和 时间显示 系统功能 区 摄 像 机 控 制 区 预览功能 区 图像显示 区 计量处轨道衡远程职守称重系统的实现 第 3 页 共 6 页 基于 IP 网络的视频及数据传输技术 可以确保在 5 年内保持系统的先进性 四 系统配置方案概述 轨道衡远程职守语音与监控从控制角度方面主要由现场控制 安全防护 系统控制三大模块组成 1 现场控制部分根据现场环境和实际需求分别安装四台 部分地区三台 自动光圈摄像机 一台视频编码器 一台一台 MP 300P 功放主机 一只室外型 广播音箱及现场计算机组成 负责计量车辆车号识别 车位控制 数据 音频 视频采集 2 安全防护模块是该系统重要环节 本项目在每个计量室设计安装了一台 后备电源 选择的是 APC 公司的 Smart1000 型 UPS 配备 4 块电池 能够保证 监控和语音系统 4 小时的供电需要 另一方面 如果停电超过 4 个小时 将不 得不停止监控 将影响该点的现场录象 所以本项目设计了远程供电监控系统 远程监控每个计量室的后备电源运行状态 如果发现后备电源切换成电池供电 方式 供电监控系统将在电源监控计算机上提示声音与颜色报警并记录在数据 库中 提示操作人员尽快联系供电单位 或者增加计量室的后备电池数量 APC 后备电源提供 RS 232 接口 计算机可以通过 RS 232 接口取得电源的 工作状态并且可以对电源进行远程维护与检测 本项目将 RS 232 接入 NPORT5410 转换为以太信号 采集到远程计量监控室 实现电源的远程监控 UPS电源 12v变压设备 摄像头 Nport5410 ADAM6050 视频编码器 拾音器功放交换机 音柱 现场外接220V电源 视频与语音后备电源图 视频与语音后备电源图 轨道衡远程监控与对讲 现 场 控 制 安 全 防 护 系 统 控 制 计量处轨道衡远程职守称重系统的实现 第 4 页 共 6 页 3 系统控制模块主要由三个部分组成 监控现场 传输网络 监控中心 监控现场对计量磅房内外进行视频监控 每磅房安装四台摄象机 部分安装三 台 2 台监视称重台面 2 台监视称重过程 传输网络是光纤网络 监控中心 设置 3 台视频服务器 负责存储视频监控图像 一个大屏幕电视墙 实时监控 计量现场 监控过程是通过红外摄像机经过视频电缆传入视频编码器 将模拟 的视频电信号转换为数字信号 转发至网络中 传至视频监控中心 再通过分 频器将图像显示在电视墙上进行监控 视频编码器 交换机 光模块 光纤收发器 双绞线 同轴电缆 摄像头 双绞线 光纤护盒 光纤跳线 光纤护盒 光纤跳线 光纤 核心S6503交换机 视频中心服务器 汇聚5510交换机 计量磅房设备接线示意图 中心电视墙 视频存储服务器 视频机房接线示意图 调度中心接线示意图 连接计量室 计量室操作台示意图 视频监控原理图 视频监控原理图 五 系统设计及原理 首先由位于远端机房的摄像机采集视频图像 经由视频编码器端对视频信号 进行 MPEG4 编码压缩后 以 VSIP 数据包的格式将视频数据送入网络 形成基于 IP 寻址的 VSIP 视频数据流 视频流进入计量处内的光纤网络系统 设在监控 中心的视频服务器端通过计量处网络系统取得视频流用于存储 视频服务器端 还负责监控系统各种应用程序的运行和客户端的登录管理 视频客户端则负责 对数据包进行软件解压 解压还原后的视频图像供用户在监视工作站上进行视 频监视 此外 可以在软件解压的同时 对视频流可以进行硬件解压 解压还 原后的视频流经矩阵或画面分割设备进入电视墙 供监控中心集中监控 六 远程监控和对讲监控和对讲工作过程简述 当列车驶入轨道衡台面时 安装现场原值班室前端两台摄像机及安装秤体两 端红外线光源开始工作 同时计量员通过计量程序进行数据采集 实时计量数 据和现场音频 视频信号 由设现场仪表 计算机和交换机等设备进行采集 存储和转发 光缆远程传输到处内中心机房 机房交换机和视频服务器实时接 收 监督 录制和存储数据图像信号 并自动进行信号分类识别和数据统计 当车辆处于非正常位置时 计量员可通过监控客户端的图像和语音对讲和现场 调车员用话筒和设现场扬声器提醒机车人员及时调整车位 计量处轨道衡远程职守称重系统的实现 第 5 页 共 6 页 如果现场停电 设置在现场的 UPS 和电池就开始工作 并且将 UPS 的工作 方式通过网络及时的传输到处内 这不光提高了设备的安全可靠性 而且也给 维护人员带来很大的方便 图为轨道衡远程职守监控和对讲平台安装设计图 图为轨道衡远程职守监控和对讲平台安装设计图 七 系统特点和创新点 网络兼容性强 系统前端交换机提供 10 100Base T 端口 可以直接接入以太网 而且传输 是基于 IP 协议 可以跨越不同类型的网络 网络兼容性强 该特点可以使网络 连通的任何地方都可以实现监控 可控制传输带宽 各路轨道衡数据传输带宽可根据需要限定 保证与其他设备共用网络通道 传输数据时不相互影响 该功能的实现将避免用户多而增加网络负载 远程维护 通过网络可对各前端设备进行远程设置与维护 在系统遇到故障时可以及 时发现 系统提供支持 TCP IP 协议的局域网接口 可以使局域网内用户对远端 计量处轨道衡远程职守称重系统的实现 第 6 页 共 6 页 站点进行网络化的统一监控管理 并交互使用数据 图表 视频等多种信息 软硬件紧密结合 监控中心可以通过软件解压用于回放监控 也可以通过硬件接入监控中心 的电视墙进行实施监控 突破以往只能以硬件实现远程监控的局限性 充分体 现了软硬件结合 实时性 可靠性与灵活性 实用性并存 八 结束语 轨道衡远程值守监控系统是包钢计量处技术人员经过近一年的研发 规划 设计 实施完成的 该系统将计量业务与操作过程集中于监控中心 实现了计 量过成集中管理 远程监控 实现了