管廊综合监控平台的制作方法

1.本发明涉及管廊监控技术领域，具体涉及一种管廊综合监控平台。


背景技术：

2.城市地下管廊，简称管廊，是在城市地下建造的隧道空间，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，是保障城市运行的重要基础设施。
3.在管廊的使用过程中，经常会出现各种各样的问题，比如说，温度发生变化、湿度发生变化、有害气体含量高等，这会极大地增加维护成本，故而，有必要对管廊中的环境进行有效的监控。比如说，已有中国相关专利公开了类似的方案，在管廊的分隔区域中安装温度传感器、湿度传感器、氧量检测仪、有害气体检测仪和数据收发单元，数据收发单元分别与温度传感器、湿度传感器、氧量检测仪和有害气体检测仪无线连接；在管廊的积水坑内安装水位检测设备，控制中心与数据收发单元和水位监测设备无线连接，从而实施环境监控。
4.由于管廊的现场环境相对封闭，发生故障非常不利于工作人员进行排查，从而还需要对管廊中的实际情况进行视频监控。但是，目前大都采用静态图像监控，不论监控区域是否存在运动物体都进行采集，或者采用循环存储的方式，用最新的视频内容覆盖较旧的视频内容，这样不具备动态预警能力，有效储存时间也很短。


技术实现要素：

5.本发明提供一种管廊综合监控平台，解决了现有技术不具备动态预警能力且有效储存时间短的技术问题。
6.本发明提供的基础方案为：管廊综合监控平台，包括：
7.采集模块，用于实时采集管廊内的环境数据以及管廊内的监控视频；
8.判断模块，用于根据环境数据判断管廊内是否出现灾害：若是，发送对监控视频进行提取拆分的指令到提取模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；
9.提取模块，用于接收对监控视频进行提取拆分的指令，从监控视频中提取预设时长的视频片段，将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像；
10.处理模块，用于对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，并发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；
11.预警模块，用于接收进行预警的指令，并按照预设预警规则进行预警。
12.本发明的工作原理及优点在于：当判定管廊内出现灾害时，并不直接进行预警，也不直接储存相关数据，而是依次进行如下操作：首先，从监控视频中提取预设时长的视频片段，并将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像；然后，对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化，若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，并按照预设预警规则进行预警。通过采用这样的方式，是否预警以
及是否储存监控图像均取决于相邻帧的监控图像的像素点个数是否发生变化，从而使得是否进行预警具有时间动态性；与此同时，储存的是像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，而不是全部监控图像，在保证信息不失真的前提下，延长了有效储存时间。
13.本发明是否预警以及是否储存监控图像均取决于相邻帧的监控图像的像素点个数是否发生变化，解决了现有技术不具备动态预警能力且有效储存时间短的技术问题。
14.进一步，提取模块用于以当前时刻为介向前推进第一预设时段、向后推进第二预设时段从监控视频中提取预设时长的视频片段，预设时长等于第一预设时段与第二预设时段之和。
15.有益效果在于：以当前时刻为介，同时向前推进第一预设时段、向后推进第二预设时段，这样提取的视频片段既包括了灾害前的信息又包括了灾害后的信息，便于后续准确判断是否需要进行预警。
16.进一步，第一预设时段长于第二预设时段。
17.有益效果在于：这样设置第一预设时段长于第二预设时段，能够确保视频片段中灾害前的信息多于灾害后的信息，有利于准确分析是否需要进行预警。
18.进一步，处理模块还用于统计相邻帧的监控图像的像素点个数的变化数量，并判断变化数量是否大于等于预设数量阈值：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块。
19.有益效果在于：如果出现灾害，比如说浓烟、火光、积水，相邻帧的监控图像的像素点个数就会发生变化，这样对相邻帧的监控图像的像素点个数的变化数量进行统计，能够进行定量的、精确的判断。
20.进一步，处理模块还用于分别计算相邻帧的监控图像的像素点的第一亮度均值和第二亮度均值，计算并判断第一亮度均值与第二亮度均值之间的差值是否大于等于预设亮度阈值：若是，储存相邻帧的监控图像，发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块。
21.有益效果在于：如果出现灾害，比如说浓烟、火光、积水，相邻帧的监控图像的像素点的第一亮度均值和第二亮度均值会不同，这样计算并判断第一亮度均值与第二亮度均值之间的差值，能够避免微小差值时出现误判。
22.进一步，处理模块还用于在对监控图像进行二值化处理之前，对监控图像进行去白边处理。
23.有益效果在于：去除掉监控图像中的白边，不会对二值化处理的精度造成影响，但是可以降低处理的运算量。
24.进一步，处理模块还用于在对监控图像进行二值化处理之前，对监控图像进行降噪处理。
25.有益效果在于：通过这样的方式，可以提高监控图像的清晰度。
26.进一步，处理模块还用于将预设时长的视频片段或者若干帧连续的监控图像投射到管廊监控中心的显示界面。
27.有益效果在于：通过这样的方式，在显示界面上展现视频片段或者监控图片，便于相关工作人员了解管廊内的相关情况。
附图说明
28.图1为本发明管廊综合监控平台实施例的系统结构框图。
具体实施方式
29.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
30.实施例1
31.实施例基本如附图1所示，包括：
32.采集模块，用于实时采集管廊内的环境数据以及管廊内的监控视频；
33.判断模块，用于根据环境数据判断管廊内是否出现灾害：若是，发送对监控视频进行提取拆分的指令到提取模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；
34.提取模块，用于接收对监控视频进行提取拆分的指令，从监控视频中提取预设时长的视频片段，将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像；
35.处理模块，用于对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，并发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；
36.预警模块，用于接收进行预警的指令，并按照预设预警规则进行预警。
37.具体实施过程如下：
38.s1、采集模块实时采集管廊内的环境数据以及管廊内的监控视频，比如说，环境数据为管廊内的烟雾浓度以及燃气浓度，通过预先安装在管廊内的烟雾传感器和燃气传感器实时监测管廊内的烟雾浓度和燃气浓度，同时，通过预先安装在管廊内的云摄像机实时采集管廊内的监控视频。
39.s2、判断模块根据环境数据判断管廊内是否出现灾害：若是，发送对监控视频进行提取拆分的指令到提取模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块。比如说，判断烟雾浓度是否超过第一浓度阈值，以及判断燃气浓度是否超过第二浓度阈值：如果烟雾浓度没有超过第一浓度阈值且燃气浓度没有超过第二浓度阈值，发送重新采集环境数据的指令到采集模块，返回s1；如果烟雾浓度超过第一浓度阈值或者燃气浓度超过第二浓度阈值，判定管廊内出现灾害，而且灾害的类型为火灾，发送对监控视频进行提取拆分的指令到提取模块，进行s3。
40.s3、提取模块接收对监控视频进行提取拆分的指令，从监控视频中提取预设时长的视频片段，将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像。在本实施例中，以当前时刻为介向前推进第一预设时段、向后推进第二预设时段从监控视频中提取预设时长的视频片段，预设时长等于第一预设时段与第二预设时段之和，第一预设时段长于第二预设时段。比如说，以当前时刻为中点，第一预设时段为6秒，第二预设时段为4秒，也即视频片段的长度为10秒；将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像，比如说，拆分成10
×
24＝240帧。
41.s4、处理模块对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，并发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块。在本实施例中，具体过程如下：
42.首先，逐帧对监控图像进行降噪处理，提高监控图像的清晰度；逐帧对监控图像进
行去白边处理，降低处理的运算量。
43.然后，对监控图像逐帧进行二值化处理，处理完毕后判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化，比如说，统计相邻帧的监控图像的像素点个数的变化数量，并判断变化数量是否大于等于预设数量阈值：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，发送进行预警的指令到预警模块，进行s5；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块，进行s1。如果出现灾害，比如说浓烟、火光、积水，相邻帧的监控图像的像素点个数就会发生变化，这样对相邻帧的监控图像的像素点个数的变化数量进行统计，能够进行定量的、精确的判断。
44.s5、预警模块接收进行预警的指令，并按照预设预警规则进行预警。
45.在本方案中，当判定管廊内出现灾害时：首先，从监控视频中提取预设时长的视频片段，并将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像；然后，对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化，若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，并按照预设预警规则进行预警。通过采用这样的方式，是否预警以及是否储存监控图像均取决于相邻帧的监控图像的像素点个数是否发生变化，从而使得是否进行预警具有时间动态性；与此同时，储存的是像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，而不是全部监控图像，在保证信息不失真的前提下，延长了有效储存时间。
46.实施例2
47.与实施例1不同之处仅在于，处理模块还分别计算相邻帧的监控图像的像素点的第一亮度均值和第二亮度均值，计算并判断第一亮度均值与第二亮度均值之间的差值是否大于等于预设亮度阈值：若是，储存相邻帧的监控图像，发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；如果出现灾害，比如说浓烟、火光、积水，相邻帧的监控图像的像素点的第一亮度均值和第二亮度均值会不同，这样计算并判断第一亮度均值与第二亮度均值之间的差值，能够避免微小差值时出现误判。与此同时，如果第一亮度均值与第二亮度均值之间的差值大于等于预设亮度阈值，将预设时长的视频片段或者若干帧连续的监控图像投射到管廊监控中心的显示界面，这样便于相关工作人员了解管廊内的相关情况。
48.实施例3
49.与实施例2不同之处仅在于，在管廊内部设置有多个监测点，在各个监测点附近均设置有盛有氢氧化钠溶液的封闭的金属容器，氢氧化钠溶液的体积占据金属容器容积的1/2～2/3，金属容器为圆柱形；金属容器的顶壁设有进气孔，进气孔附近设有吸气风扇，吸气风扇用于将金属容器外部的气体吸入金属容器；金属容器的左右侧壁设有两个出气孔，两个出气孔之间通过导气管连接；两个出气孔附近设有排气风扇，排气风扇用于将金属容器内部的气体排出金属容器；金属容器底部设置有加热管，加热管连接有控制器，控制器连接有温度传感器，温度传感器用于实时检测监测点的温度；进气风扇和排气风扇均与控制器有线连接。
50.在本实施例中，考虑这样的情况：如果管廊中出现了火灾，可燃气体会在空气中进行燃烧，燃烧产物中大部分会是一氧化碳和二氧化碳，其中，一氧化碳的活性比较强，在和空气中残存的氧气进行混合的过程中，若浓度比例达到一定的范围，不仅会导致一氧化碳继续燃烧，还有可能导致一氧化碳出现爆炸。鉴于此，如果能够在火灾发生之后，将一氧化
碳与氧气隔开，尽量阻止两者进行混合，必然能够极大地降低一氧化碳进行燃烧、甚至发生爆炸的风险。
51.具体的实施过程如下：当管廊中出现火灾时，温度传感器检测的监测点的温度必然会高于预设阈值，比如说，预设阈值为40度，此时控制器就会控制进气风扇、排气风扇和加热管开始工作，直到温度传感器检测的监测点的温度低于预设阈值为止。当进气风扇启动后，金属容器外部的气体会在压差的作用下进入到金属容器内部，气体中的二氧化碳会被氢氧化钠溶液所吸收，形成碳酸氢钠溶液，气体中的一氧化碳则在右侧的排气风扇的作用下经过右侧的出气口排出，实现二氧化碳与一氧化碳的分离；与此同时，加热管不断对金属容器底部进行加热，使得碳酸氢钠溶液随着温度的不断升高而逐步分解出二氧化碳，这些分解出的二氧化碳则在左侧的排气风扇的作用下经过左侧的出气口排出，接着，这些二氧化碳经过导气管冲在从右侧的出气口排出的一氧化碳上；在这种气流冲击作用下，使得一氧化碳与氧气难以充分进行混合，确保一氧化碳与氧气混合后的浓度比例难以达到燃烧或爆炸的要求，同时，这些二氧化碳也会在气流冲击的作用下分散在一氧化碳与氧气之中，对一氧化碳与氧气进行隔开，起到阻隔的作用，减少一氧化碳与氧气的直接的接触。通过这样的方式，当管廊发生火灾产生二氧化碳与一氧化碳气体时，对火灾产生的二氧化碳与一氧化碳进行分离，利用火灾自身产生的二氧化碳就可以实现对一氧化碳与氧气的阻隔，从而能够很好地防止一氧化碳的继续燃烧，进而延缓火灾的速度、避免损害的扩大化。
52.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.管廊综合监控平台，其特征在于，包括：采集模块，用于实时采集管廊内的环境数据以及管廊内的监控视频；判断模块，用于根据环境数据判断管廊内是否出现灾害：若是，发送对监控视频进行提取拆分的指令到提取模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；提取模块，用于接收对监控视频进行提取拆分的指令，从监控视频中提取预设时长的视频片段，将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像；处理模块，用于对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，并发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块；预警模块，用于接收进行预警的指令，并按照预设预警规则进行预警。2.如权利要求1所述的管廊综合监控平台，其特征在于，提取模块用于以当前时刻为介向前推进第一预设时段、向后推进第二预设时段从监控视频中提取预设时长的视频片段，预设时长等于第一预设时段与第二预设时段之和。3.如权利要求2所述的管廊综合监控平台，其特征在于，第一预设时段长于第二预设时段。4.如权利要求3所述的管廊综合监控平台，其特征在于，处理模块还用于统计相邻帧的监控图像的像素点个数的变化数量，并判断变化数量是否大于等于预设数量阈值：若是，储存像素点个数发生变化的相邻帧的监控图像，发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块。5.如权利要求4所述的管廊综合监控平台，其特征在于，处理模块还用于分别计算相邻帧的监控图像的像素点的第一亮度均值和第二亮度均值，计算并判断第一亮度均值与第二亮度均值之间的差值是否大于等于预设亮度阈值：若是，储存相邻帧的监控图像，发送进行预警的指令到预警模块；若否，发送重新采集环境数据的指令到采集模块。6.如权利要求5所述的管廊综合监控平台，其特征在于，处理模块还用于在对监控图像进行二值化处理之前，对监控图像进行去白边处理。7.如权利要求6所述的管廊综合监控平台，其特征在于，处理模块还用于在对监控图像进行二值化处理之前，对监控图像进行降噪处理。8.如权利要求7所述的管廊综合监控平台，其特征在于，处理模块还用于将预设时长的视频片段或者若干帧连续的监控图像投射到管廊监控中心的显示界面。

技术总结
本发明涉及管廊技术领域，具体涉及一种管廊综合监控平台，包括：采集模块，用于实时采集管廊内的环境数据以及监控视频；判断模块，用于根据环境数据判断管廊内是否出现灾害；提取模块，用于接收对监控视频进行提取拆分的指令，从监控视频中提取预设时长的视频片段，将视频片段逐帧拆分成若干帧连续的监控图像；处理模块，用于对监控图像逐帧进行二值化处理，判断是否存在相邻帧的监控图像的像素点个数发生变化；预警模块，用于接收进行预警的指令，并按照预设预警规则进行预警。本发明是否预警以及是否储存监控图像均取决于相邻帧的监控图像的像素点个数是否发生变化，解决了现有技术不具备动态预警能力且有效储存时间短的技术问题。术问题。术问题。


技术研发人员：赵海波 孙维 王璇 钟宇 文学峰 谭一川 田川 张建鑫 王超 梁帅
受保护的技术使用者：中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/6/28