核电厂智能视频监控系统及方法与流程

[0001]
本发明涉及核电厂监控技术领域，尤其涉及一种核电厂智能视频监控系统及方法。


背景技术：

[0002]
现有核电站项目中，均设有视频监视系统，通过视频监控系统可以用于监视核岛区域、汽轮机等电厂重要设备，在电厂正常运行期间对核电厂重要设备进行监视，在火灾事故发生后第一时间向主控室操作员提供迅速、直观的火灾现场状况显示。
[0003]
目前核电站中的监控系统应用了很大一部分常规ip数字摄像机。这些常规ip数字摄像机不能联网进行统一管理，容易导致信息的遗漏。另外，现有系统只能提供单纯的图像呈现的功能，对于实时图像、历史图像中存在的信息没有进行充分的利用和分析，从而给整个核电站带来一定的安全隐患。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种核电厂智能视频监控系统，能够实现对核电厂进行全面、智能的监控，以降低安全隐患。
[0005]
本发明实施例提供了一种核电厂智能视频监控系统，包括：
[0006]
多个拍摄装置，通过网线连接至网络服务器；所述多个拍摄装置设置于核电厂的待监测区域，以采集对应的待监测区域的第一数字视频数据；
[0007]
所述网络服务器，通过网线连接至监控分析设备；其中，所述网络服务器接收、存储第一数字视频数据，并转发所述第一数字视频数据至监控分析设备；
[0008]
监控分析设备，设于主控室，用于显示由网络服务器转发的指定的拍摄装置采集的第一数字视频数据，并对所述第一数字视频数据进行智能化分析，以监视核电厂在待监控区域的重要设备的实时状况以及人员流动情况。
[0009]
优选地，所述拍摄装置包括：
[0010]
ip数字摄像机，设于核电厂的待监测区域，以采集待监测区域的第一数字视频数据；其中，所述待监测区域包括重要设备的周围、关键通道走廊、厂房吊顶；
[0011]
照明灯，固定安装于需要补充光源的ip数字摄像机上，以适时补充光照度；
[0012]
云台，设于所述ip数字摄像机下，用于带动ip数字摄像机和照明灯作水平转动或俯仰运动，以使其指向需要监视的特定目标。
[0013]
优选地，所述ip数字摄像机包括：
[0014]
ip数字耐辐照定焦ip数字摄像机，适于设于反应堆冷却泵隔间、上充泵隔间核岛厂房内，用于监视固定场景；
[0015]
ip数字常规定焦ip数字摄像机，适于设于常规岛厂房区域，用于监视固定场景；
[0016]
ip数字常规云台变焦ip数字摄像机，适于设于常规岛厂房区域，用于监视视场较大的场景。
[0017]
优选地，所述网络服务器具体包括：
[0018]
图像采集卡，用于将模拟摄像机输出的视频信号或者视频和音频的混合数据转换成监控分析设备可识别及可编辑的第二数字视频数据，并发送至所述网络交换机；
[0019]
网络交换机，用于获取从所述拍摄装置传输过来的第一数字视频数据和从图像采集卡转换来的第二数字视频数据，并根据数字视频数据的ip地址将数字视频数据传输至相应的监控分析设备。
[0020]
优选地，所述监控分析设备具体包括：
[0021]
网络数字硬盘录像机，用于存储从网络服务器传输过来的数字视频数据；
[0022]
显示器，用于显示所述网络数字硬盘录像机中存储的数字视频数据，以形成监控画面；
[0023]
输入设备，用于根据用户对在所述显示器显示的监控画面的操作，对云台、ip数字摄像机进行控制；
[0024]
处理器，用于通过执行预定的算法，对所述监控画面进行智能化分析。
[0025]
本发明实施例还提供了一种核电厂智能视频监控方法，基于如上述的核电厂智能视频监控，包括：
[0026]
获取由网络服务器传输的待监控区域的数字视频数据；其中，所述数字视频数据由设置于核电厂内的拍摄装置采集获得；
[0027]
根据所述数字视频数据生成监控画面并进行显示；
[0028]
对所述监控画面进行去噪处理，以去除核辐照带来的白噪点影响图像清晰度和完整度的噪声信息；
[0029]
通过算法捕捉所述监控画面中的异常情况，并在当捕捉到异常情况时，获取与该异常情况对应的传感器捕捉的待监控区域内的其它信息，以综合各项信息对识别结果进行校验，提高识别准确率。
[0030]
优选地，所述通过算法捕捉所述监控画面中的异常情况，并在当捕捉到异常情况时，获取与该异常情况对应的传感器捕捉的待监控区域内的其它信息，以综合各项信息对识别结果进行校验，提高识别准确率包括：
[0031]
利用算法自动识别火苗、液体溢出场景，当识别到所述场景时，获取与这些场景结合的传感器，并根据传感器的采集数据与监控画面进行联动进行校验，保证识别准确率，同时将所述场景的监控画面推送至操作员显示屏上，并框出火灾位置、展示可信度、灾情预计发展趋势的数据和信息。
[0032]
优选地，还包括：
[0033]
实时对所述监控画面中出现的计划外移动对象进行自动追踪，并在所述计划外移动对象被持续追踪预定时间后启动报警。
[0034]
优选地，还包括：
[0035]
对所述监控画面中出现的操作员进行人脸识别，以获取其身份信息，并判断其身份信息与其所在区域的工作任务是否匹配；
[0036]
若不匹配，则推送提醒和警示信息至操作员的掌上电脑上。
[0037]
优选地，还包括：
[0038]
进行人数出入厂房统计；
[0039]
进行禁入区域监控，当有未授权人员进入禁入区域时，将报警信息推送至安保室和主控室；
[0040]
通过拾音器对现场声音进行去噪，去除机器常规运转产生的噪声，分析声音信号是否异常并和视频信息进行对比；
[0041]
对包含有异常信息的监控画面标注日期、异常出现时间、异常结束时间、异常类型、异常位置、处理方法、处理结果后，归档至存储器。
[0042]
本实施例提供的核电厂智能视频监测系统及方法，通过在核电厂全厂区域设置拍摄装置，将需监控机组的重要设备的周围、关键通道走廊、厂房吊顶的图像通过数字化网络传送至对应机组的主控室内，实现在主控室内对核电厂全厂区域监视图像的显示、智能监控分析和自动/手动控制。通过本系统可以大幅减少人工操作的工作量，减少人因错误，提高核电厂安全性。
[0043]
更进一步地，对于现有的核电厂，通过设置网络服务器，可以方便快捷地升级原有的监控系统至本系统，从而在不需要更换原有视频监视系统设备及控制台的情况下，实现在主控室内对核电厂全厂区域监视图像的显示、智能监控分析和自动/手动控制，具有较佳的兼容性。
附图说明
[0044]
图1是本发明第一实施例提供的核电厂智能视频监控系统的系统架构图。
[0045]
图2是图1的拍摄装置的结构示意图。
[0046]
图3是图1的网络服务器的结构示意图。
[0047]
图4是图1的监控分析设备的结构示意图。
[0048]
图5是本发明第二实施例提供的核电厂智能视频监控方法的流程架构图。
[0049]
图6是本发明实施例的异常情况的处理方法的流程图。
[0050]
图7是本发明实施例的人员监控的处理方法的流程图。
具体实施方式
[0051]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
请参阅图1，本发明实施例提供了一种核电厂智能视频监控系统，包括：
[0053]
多个拍摄装置10，通过网线200连接至网络服务器20；所述多个拍摄装置10设置于核电厂的待监测区域，以采集待监测区域的第一数字视频数据。
[0054]
在本实施例中，核电厂主要有核岛、常规岛两个区域，更细分地，核电厂主要有反应堆厂房(rx)、汽轮机厂房(mx)、联合泵站房(px)、警卫楼(ua)、出入控制口(ud)、主变压器和厂用变压器平台(ta)等。本发明在每台机组的待监控区域中均安装有一套拍摄装置10，用于拍摄每台需监控机组的需监控设备或场景的图像。
[0055]
具体地，如图2所示，在本实施例中，所述拍摄装置10包括：
[0056]
ip数字摄像机11，设于核电厂重要设备的周围、关键通道走廊、厂房吊顶，用于监
视核电厂内重要设备的实时状况以及人员流动情况。
[0057]
在本实施例中，所述ip数字摄像机11内部结构一般包括：镜头、图像传感器、声音传感器、数字信号处理(digital signal processor)芯片、网络传输模块；其中，根据场景光照度需要选择镜头光圈种类，室内等光照度恒定区域选择固定光圈，室外灯光照度一天内光照度变化较大区域选择自动光圈；图像传感器选择使用互补金属氧化物半导体。
[0058]
其中，在进行图像或者视频采集时，镜头用于获取需监控场景的光学图像，并将该光学图像传送至图像传感器。图像传感器将该光学图像的光学信号转换成有序排布的电子信号，并将该电子信号传送至数字信号处理芯片。数字信号处理芯片对数字信号进行初步处理，包括但不限于有线性纠正、噪声去除、坏点去除、内插、白平衡、自动曝光控制等数字图像处理，并将处理后的第一数字视频数据传送至网络传输模块，再由网络传输模块将所述第一数字视频数据传输至网络服务器20。
[0059]
在本实施例中，ip数字摄像机11按不同场景主要分为三类：
[0060]
ip数字耐辐照定焦ip数字摄像机，设于反应堆冷却泵隔间、上充泵隔间等核岛厂房内，用于监视固定场景；
[0061]
ip数字常规定焦ip数字摄像机，设于常规岛厂房区域，用于监视固定场景；
[0062]
ip数字常规云台变焦ip数字摄像机，设于常规岛厂房区域，用于监视视场较大的场景。
[0063]
当然，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，根据实际需要可选择或者增加其他类型的ip数字摄像机，这些方案均在本发明的保护范围之内，本发明不做具体限定。
[0064]
照明灯12，固定安装于需要补充光源的ip数字摄像机11上，用于适时补充光照度。
[0065]
其中，所述照明灯12可为led灯，其亮度可根据外界的光强进行调节。
[0066]
云台13，设于需要观察场景范围较大的ip数字摄像机11下，用于带动ip数字摄像机11和照明灯12作水平转动或俯仰运动，以使其指向需要监视的特定目标。
[0067]
所述网络服务器20，通过网线连接至监控分析设备30；其中，所述网络服务器20接收、存储第一数字视频数据，并转发所述第一数字视频数据至监控分析设备30。
[0068]
如图3所示，在本实施例中，所述网络服务器20可包括网络交换机21，所述网络交换机21用于接收由网络传输模块传输的第一数字视频数据，再将所述数字视频数据根据拍摄装置10的ip地址转发给所述监控分析设备30。
[0069]
其中，在一些情况下，核电厂内原本可能也会布置有一些模拟摄像机40，因此也需要将这些模拟摄像机接入到本系统中，则此时，所述网络服务器20还进一步的包括：
[0070]
图像采集卡22，用于将模拟摄像机40输出的视频信号或者视频和音频的混合数据转换成监控分析设备30可辨别的数字数据，成为可编辑处理的第二数字视频数据。
[0071]
其中，在现有的视频监视系统中如果需要更改摄像机类型为ip数字摄像机，以满足数字化信息传输及智能化分析的目的，则需要将现场的模拟摄像机40更换为ip数字摄像机，这会造成成本负担较重，且耗费较多的时间。因此，本实施例还特别设置图像采集卡22，用于将模拟摄像机40输出的视频信号或者视频和音频的混合数据经由所述模数转换服务器40转换成电脑可辨别的数字数据。
[0072]
在此种情况下，所述网络交换机21将获取第一数字视频数据以及第二数字视频数据，并根据这些数字视频数据的ip地址将其传输至相应的监控分析设备30。
[0073]
监控分析设备30，设于主控室，用于显示由网络服务器20转发的数字视频数据，并对数字视频数据进行智能化分析，以监视核电厂在待监控区域的重要设备的实时状况以及人员流动情况。
[0074]
在本实施例中，核电厂还为每台机组配备了主控室(mcr)，本发明在每台待监控机组的主控室中设置了监控分析设备30，用于获取并显示每台机组的需监控设备或场景图像，并对图像中的信息进行智能化分析。
[0075]
如图4所示，在本实施例中，所述监控分析设备30具体包括：
[0076]
网络数字硬盘录像机31，用于存储从网络服务器30传输过来的数字视频数据。
[0077]
其中，所述数字视频数据可包括第一数字视频数据以及第二数字视频数据。
[0078]
显示器32，用于显示网络数字硬盘录像机中存储的数字视频数据，以形成监控画面。
[0079]
输入设备33，用于根据用户对显示器显示的监控画面进行操作，以对云台13、ip数字摄像机11进行控制。
[0080]
其中，所述输入设备33可包括键盘、鼠标以及触控装置等，本发明不做具体限定。
[0081]
其中，用于可以通过输入设备33对在显示屏32显示的监控画面或者应用软件进行操作，从而实现画面的切换以及对云台13、ip数字摄像机11的操控，如调整云台13的角度等。
[0082]
处理器34，用于通过执行预定的算法，对所述监控画面进行智能化分析。
[0083]
例如，在本实施例中，拍摄装置10通过算法捕捉到监控画面中的异常情况，同时，其它传感器(如烟雾传感器等)捕捉该区域内的其它信息。所有数据经过网络服务器20通过网线传输至监控分析设备30。在监控分析设备30的处理器34中，其通过执行算法综合各项信息计算当前的异常情况的识别准确率。当识别准确率大于设定阈值时，监控分析设备30根据ip地址自动将监控分析设备30中的显示屏上的监控画面切换至异常情况所在场景的ip数字摄像机的监控画面，并在监控画面上标记出画面在核电厂所处的位置、异常情况在图像中的位置、发生时间、发生时长、预估后果、预估发展情况、建议操作等信息；当识别准确率小于设定阈值时，重复上述过程，重新计算获得新的识别准确率并进行判断，如果上述过程重复多次(如3次)后，识别准确率依然没有达到阈值，且识别准确率的值呈下降趋势，则退出异常情况处理流程，并将以上过程信息进行存储，用于后续迭代识别算法。
[0084]
综上所述，本实施例提供的核电厂智能视频监测系统，通过在核电厂全厂区域设置拍摄装置10，将需监控机组的重要设备的周围、关键通道走廊、厂房吊顶的图像通过数字化网络传送至对应机组的主控室内，实现在主控室内对核电厂全厂区域监视图像的显示、智能监控分析和自动/手动控制。通过本系统可以大幅减少人工操作的工作量，减少人因错误，提高核电厂安全性。
[0085]
更进一步地，对于现有的核电厂，通过设置网络服务器20，可以方便快捷地升级原有的监控系统至本系统，从而在不需要更换原有视频监视系统设备及控制台的情况下，实现在主控室内对核电厂全厂区域监视图像的显示、智能监控分析和自动/手动控制，具有较佳的兼容性。
[0086]
请参阅图5，本发明第二实施例还提供了一种核电厂智能视频监控方法，其基于如上述的核电厂智能视频监控系统，并包括如下步骤：
[0087]
s201，获取由网络服务器传输的待监控区域的数字视频数据；其中，所述数字视频数据由设置于核电厂内的拍摄装置采集获得。
[0088]
在本实施例中，所述数字视频数据还可以包括由原有监控系统的模拟摄像机采集的数据，具体视实际情况而定，本发明不做具体限定。
[0089]
s202，根据所述数字视频数据生成监控画面并进行显示。
[0090]
s203，对所述监控画面进行去噪处理，以去除核辐照带来的白噪点影响图像清晰度和完整度的噪声信息。
[0091]
s204，通过算法捕捉所述监控画面中的异常情况，并在当捕捉到异常情况时，获取与该异常情况对应的传感器捕捉的待监控区域内的其它信息，以综合各项信息对识别结果进行校验，提高识别准确率。
[0092]
在本实施例中，如图6所示，拍摄装置或者监控分析设备可通过算法捕捉到监控画面中的异常情况，同时，其它传感器(如烟雾传感器等)捕捉该区域内的其它信息。所有数据经过网络服务器通过网线传输至监控分析设备。在监控分析设备的处理器中，其通过执行算法综合各项信息计算当前的异常情况的识别准确率。当识别准确率大于设定阈值时，监控分析设备根据ip地址自动将监控分析设备中的显示屏上的监控画面切换至异常情况所在场景的ip数字摄像机的监控画面，并在监控画面上标记出画面在核电厂所处的位置、异常情况在图像中的位置、发生时间、发生时长、预估后果、预估发展情况、建议操作等信息；当识别准确率小于设定阈值时，重复上述过程，重新计算获得新的识别准确率并进行判断，如果上述过程重复多次(如3次)后，识别准确率依然没有达到阈值，且识别准确率的值呈下降趋势，则退出异常情况处理流程，并将以上过程信息进行存储，用于后续迭代识别算法。
[0093]
例如，在一种可能的实现场景中，步骤s204为：
[0094]
利用算法自动识别火苗、液体溢出场景，当识别到所述场景时，获取与这些场景结合的传感器(如烟雾传感器或者液体传感器)，并根据传感器的采集数据与监控画面进行联动进行校验，保证识别准确率，同时将所述场景的监控画面推送至操作员显示屏上，并框出火灾位置、展示可信度、灾情预计发展趋势的数据和信息。
[0095]
优选地，步骤还包括：
[0096]
实时对所述监控画面中出现的计划外移动对象进行自动追踪，并在所述计划外移动对象被持续追踪预定时间后启动报警。
[0097]
优选地，还包括：
[0098]
对所述监控画面中出现的操作员进行人脸识别，以获取其身份信息，并判断其身份信息与其所在区域的工作任务是否匹配；
[0099]
若不匹配，则推送提醒和警示信息至操作员的掌上电脑上。
[0100]
其中，现场操作员将工作任务按一定格式填写并上传至监控分析设备，监控分析设备根据上传内容提取该操作员将到达的机组及区域、该操作员将操作的设备，并将信息储存在监控分析设备。
[0101]
如图7所示，在工作时，现场操作员携带掌上电脑(pad)进入对应的机组及区域，并按计划操作设备；过程中，监控分析设备对对应的区域信息进行分析，通过人脸识别定位该操作员位置；如果该操作员进入的机组或操作的设备与计划不符，智能分析处理平台将警告信息推送至该操作员的pad上，该操作员需要对信息进行确认后，才能继续使用pad。
[0102]
优选地，还包括：
[0103]
进行人数出入厂房统计；
[0104]
进行禁入区域监控，当有未授权人员进入禁入区域时，将报警信息推送至安保室和主控室；
[0105]
通过拾音器对现场声音进行去噪，去除机器常规运转产生的噪声，分析声音信号是否异常并和视频信息进行对比；
[0106]
对包含有异常信息的监控画面标注日期、异常出现时间、异常结束时间、异常类型、异常位置、处理方法、处理结果后，归档至存储器。
[0107]
其中，对于未出现异常的普通录像会在存储7天后删除。而对于异常信息则需要保存更长的时间，且在保存时还可对异常场景信息标注日期、异常出现时间、异常结束时间、异常类型、异常位置、处理方法、处理结果等信息，以便后续的追溯。
[0108]
本实施例提供的核电厂智能视频监测方法，通过在核电厂全厂区域设置拍摄装置，将需监控机组的重要设备的周围、关键通道走廊、厂房吊顶的图像通过数字化网络传送至对应机组的主控室内，实现在主控室内对核电厂全厂区域监视图像的显示、智能监控分析和自动/手动控制。通过本系统可以大幅减少人工操作的工作量，减少人因错误，提高核电厂安全性。
[0109]
更进一步地，对于现有的核电厂，通过设置网络服务器，可以方便快捷地升级原有的监控系统至本系统，从而在不需要更换原有视频监视系统设备及控制台的情况下，实现在主控室内对核电厂全厂区域监视图像的显示、智能监控分析和自动/手动控制，具有较佳的兼容性。
[0110]
示例性地，本发明实施例的各个过程可通过处理器执行可执行代码来实现，所述的可执行代码可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现本系统中的执行过程。
[0111]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现系统的各个部分。
[0112]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现平台的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统；存储数据区可存储根据使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(smart media card,smc)、安全数字(secure digital,sd)卡、闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0113]
其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0114]
需说明的是，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0115]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。