數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代核電站安防運(yùn)用中的可行性探討

黨珂

摘要：在核電站運(yùn)行當(dāng)中，做好安防工作是保證電站穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。在原有安防工作的基礎(chǔ)上，也需要能夠科學(xué)融入現(xiàn)代化技術(shù)，進(jìn)一步提升電站安防水平。在本文中，將就數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代核電站安防運(yùn)用中的可行性進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng);核電站;安防運(yùn)用;

1 引言

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程當(dāng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在我國多個領(lǐng)域當(dāng)中得到了應(yīng)用，發(fā)揮出了重要的價值。在核電站運(yùn)行當(dāng)中，也需要能夠同視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行融合，在發(fā)揮安防作用的情況下保障核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 視頻監(jiān)控應(yīng)用價值

在現(xiàn)今社會發(fā)展當(dāng)中，核能扮演著非常重要的角色，是一種重要的清潔能源，對傳統(tǒng)石化燃料具有著較好的替代作用。安全是核電站運(yùn)行當(dāng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，保證核電站的安全運(yùn)行也是一直以來領(lǐng)域當(dāng)中的重點(diǎn)。在以往核電站運(yùn)行當(dāng)中，也已經(jīng)使用到了模擬監(jiān)控系統(tǒng)，但該系統(tǒng)無論是在畫面清晰度、擴(kuò)展能力還是監(jiān)控區(qū)域方面都存在不足，無法的滿足核電站運(yùn)行需求。近年來，數(shù)字視頻技術(shù)不斷發(fā)展，通過數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)在電站當(dāng)中的應(yīng)用，能夠有效的提升畫面顯示效果，幫助安保人員科學(xué)分析判斷現(xiàn)場存在的突發(fā)情況，以此保證電站能夠得到平穩(wěn)、高效的運(yùn)行。

3 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)今社會發(fā)展當(dāng)中，數(shù)字監(jiān)控視頻已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，且技術(shù)成熟性不斷提升。在地鐵、超市與大型工廠等場所，都已經(jīng)廣泛應(yīng)用了數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)開展工作，尤其是在ATM取款機(jī)、儲蓄所等區(qū)域，更是24h不間斷的應(yīng)用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過其錄像、圖像功能的應(yīng)用進(jìn)行本地與遠(yuǎn)程的監(jiān)控。在電信行業(yè)，也可以遠(yuǎn)程監(jiān)控交換機(jī)房、無線機(jī)房與動力機(jī)房等等。在教育領(lǐng)域，也可以應(yīng)用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)考場的監(jiān)控，對于考場紀(jì)律的控制具有著十分積極的意義。交通領(lǐng)域?qū)τ谠撓到y(tǒng)的應(yīng)用也十分成熟，已經(jīng)廣泛應(yīng)用了該系統(tǒng)監(jiān)控不同路段信息，記錄違章車輛，保證交通安全。同其相比，核電站在安防方面還沒有廣泛的使用該系統(tǒng)，使用的較多的還是傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控，并在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中存在較多的不足：首先是清晰度。該類系統(tǒng)畫面清晰度相對較差，即使部分系統(tǒng)在前端位置使用了感光元件，在圖像質(zhì)量提升方面也存在不足，無法滿足系統(tǒng)在應(yīng)用當(dāng)中的清晰度需求。其次，擴(kuò)展性。設(shè)備擴(kuò)展能力不足，在維護(hù)方面需要昂貴的成本。要想增加新的監(jiān)控點(diǎn)，則需要增加電纜鋪設(shè)，將大幅度增加系統(tǒng)成本。最后是監(jiān)控區(qū)域。模擬信號對于傳輸距離具有較高的要求，在實(shí)際傳輸中，如果應(yīng)用到同軸電纜，如果具有較遠(yuǎn)的傳輸距離，模擬信號將逐漸衰減，進(jìn)而影響到監(jiān)控區(qū)域。

4 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用可行性分析

4.1 安全性

同以往模擬視頻系統(tǒng)比較來說，數(shù)字視頻系統(tǒng)因應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在較長的時間內(nèi)往往會擔(dān)心其安全性水平。近年來，信息安全技術(shù)得到了快速的發(fā)展，已經(jīng)能夠較好的解決該類安全性問題。在數(shù)字視頻系統(tǒng)當(dāng)中，SIP協(xié)議架構(gòu)在安全性方面即具有著較好的表現(xiàn)，其中，客戶端具有著建立、終止會話連接的特征，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是其SIP設(shè)備，具有編碼、解碼與采集的功能。服務(wù)器方面，包括有位置復(fù)位器、代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器與注冊服務(wù)器，可以結(jié)合實(shí)際需求標(biāo)識、添加與鑒別身份。該系統(tǒng)當(dāng)中也具有著雙向身份框架，應(yīng)用身份鑒別協(xié)議即能夠較好的驗證設(shè)備實(shí)體身份，保證設(shè)備具有安全的通信特征，且不同類型設(shè)備在運(yùn)行中也能夠形成數(shù)據(jù)防護(hù)安全密匙，以此為建立秘鑰管理機(jī)制打下良好的基礎(chǔ)。在具體接入當(dāng)中，其主要的環(huán)節(jié)有：第一，能夠接入NVR，根據(jù)SIP信令完成秘鑰協(xié)商與注冊認(rèn)證，保證SIP同NVR之間能夠形成共享秘鑰;第二，將網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)接入到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，在呼叫SIP的情況下進(jìn)行身份雙向鑒別，同時能夠在SIP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)間形成具有共享特征的秘鑰;第三，根據(jù)兩組共享秘鑰，由SIP形成IPC與NVR的鑒別令牌，完成令牌的發(fā)放。通過該種雙向鑒別方式的應(yīng)用，能夠有效的提升電站當(dāng)中視頻監(jiān)控運(yùn)行安全性水平。在秘鑰機(jī)制建立時，可以按照H.264格式識別視頻NALU，在加密視頻前，需要能夠做好每幀信息的增強(qiáng)補(bǔ)充并進(jìn)行搜尋，將其放入到同步結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在自定義數(shù)據(jù)字段中做好結(jié)構(gòu)體的填入。秘鑰具有較高的更新頻率，在播放端播放視頻時，需要能夠搜尋視頻SEI字段，更新標(biāo)志位信息，食品結(jié)構(gòu)包括有PPS、SEI與SPS。

4.2 清晰度

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的過程當(dāng)中，根據(jù)發(fā)展情況可以將其分為三代。第一代即是傳統(tǒng)的模擬視頻系統(tǒng)，第二代則是在計算機(jī)技術(shù)、視頻技術(shù)發(fā)展當(dāng)中形成的多媒體系統(tǒng)，使用計算機(jī)為主機(jī)，是一種具有本地化特征的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。第三代則是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，將視頻的壓縮、傳輸、播放與存儲為核心，能夠以智能方式分析圖像的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。同模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比，新的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)在清晰度方面具有好的表現(xiàn)，具有高清的特征。

4.3 兼容性

在數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)開始發(fā)展的一段時間內(nèi)，在行業(yè)當(dāng)中并沒有形成統(tǒng)一 的標(biāo)準(zhǔn)，缺少統(tǒng)一協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)字編碼的參考，不同廠家以獨(dú)立的方式研發(fā)，并因此使不同品牌產(chǎn)品在應(yīng)用的兼容性方面存在一定的問題。在行業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中，逐步形成了行業(yè)的開發(fā)論壇，以開放、公開的方式制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即ONVIF標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，為網(wǎng)絡(luò)視頻當(dāng)中的信息交換制定了通用的協(xié)議，包括有實(shí)時視頻、元數(shù)據(jù)、音頻、裝置搜尋以及控制信息等等。該規(guī)范建立的目標(biāo)，即是形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視頻框架協(xié)議，在協(xié)議當(dāng)中保證不同生產(chǎn)商視頻產(chǎn)品都能夠?qū)崿F(xiàn)完全的互通。在該規(guī)范應(yīng)用的背景下，不同品牌廠商生產(chǎn)形成的監(jiān)控產(chǎn)品在兼容性方面逐漸具有了較好的表現(xiàn)，以此使得數(shù)字視頻系統(tǒng)無論是在協(xié)同性、擴(kuò)展性、質(zhì)量保證還是靈活性方面都具有好的表現(xiàn)。

4.4 延遲性

一直以來，延遲性都被認(rèn)為是數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用當(dāng)中的主要缺點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的過程當(dāng)中，其延遲逐漸降低，并已經(jīng)逐步達(dá)到了可接受的范圍以內(nèi)。在視頻監(jiān)控中，延遲主要是由以下部分組成的：發(fā)送端壓縮、采集編碼，網(wǎng)絡(luò)傳輸，緩存轉(zhuǎn)發(fā)與接收端解碼播放。在以往系統(tǒng)當(dāng)中，受到結(jié)構(gòu)的限制，在延遲方面相對較高，無法滿足電站的使用需求。在技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，該系統(tǒng)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化與改進(jìn)，重新選擇了網(wǎng)絡(luò)編程框架，提升I/O多路復(fù)用效率，優(yōu)化了內(nèi)存的分配方式以及事件調(diào)度機(jī)制。應(yīng)用的框架具有較好的管理機(jī)制，能夠使用I/O多路復(fù)用技術(shù)，具有較高的網(wǎng)絡(luò)量，且具有較好的跨平臺特征。時間驅(qū)動模式則較多的應(yīng)用到了Rracotor模式，該模式在應(yīng)用中能夠較快的響應(yīng)來自客戶的請求，在擴(kuò)展性與可復(fù)用性方面具有好的表現(xiàn)。在對所有事件進(jìn)行初始化設(shè)置后，即能夠?qū)⑹录w入到碼流管理循環(huán)。在發(fā)送碼流時，可以在碼流上確定頭部信息，以此進(jìn)行有效的顯示。該種結(jié)構(gòu)在應(yīng)用當(dāng)中，同以往結(jié)構(gòu)相比能夠有效的降低延遲，這對于核電站安全監(jiān)控效果來說也具有著較好的提升價值。

5 結(jié)束語

在技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，數(shù)字監(jiān)控視頻技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在延遲、畫面清晰度與兼容性方面都具有了較好的表現(xiàn)，能夠較好的應(yīng)用在核電站安防當(dāng)中。在未來核電站運(yùn)行中，需要能夠進(jìn)一步該系統(tǒng)與核電站的融合性應(yīng)用，切實(shí)提升核電站的安防水平。

參考文獻(xiàn)

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