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数码监控系统 化身工厂安全守门员

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制造业是安全监控的应用先驱,由于地域广大、资产价值高,必须透过监控系统来保障其安全。DIGITIMES摄
制造业是安全监控的应用先驱,由于地域广大、资产价值高,必须透过监控系统来保障其安全。DIGITIMES摄

制造业可说是安全监控应用的先驱之一,因为工厂的货物量大,资产价值远高于其他领域,因此多数制造现场在安全监控发展初期就已导入,而随着安控技术的快步起飞,制造业的安控系统等级也随之提升。

在警匪电影中,常可看到以下的画面:为了找出闯入银行金库的窃贼,相关负责员警聚集在会议室内,前方投影屏幕则播放着刚录下的监视画面,运用停格、放大等功能,描绘出歹徒的轮廓、体型与衣着。其实,类似这种运用监视摄影机来识别歹徒身份的视讯监控模式,早在很久之前,便已从电影走入真实世界中。

尤其是24小时不停工的制造工厂,更需要借助视讯监控系统来强化安全性。通常制造工厂布建视讯监控系统目的有二,一为监视现场环境,若发生非法侵入或意外灾害的状况,才能在第一时间紧急处理,另一则是进行机器视觉,检测生产在线产品状况。

后者由于摄影机担负品检角色,高度重视画面精细度,故仍以传统类比系统为主,前者则伴随信息技术进步,系统架构逐渐从类比走向数码,近年来甚至出现IP网络化趋势。

视讯监控系统进化史

早期的类比监控系统又称为CCTV架构,类比摄影机经由同轴电缆线将类比影像传送至后端中控室,透过矩阵处理主机分配信号呈现模式,最后再存放于录影带中,由于类比监控系统属于封闭式架构,难以整合其他安全设备,在数据储存上也面临极大挑战,由于匣式录影带需要人力定期更换与庞大保存空间,查找历史数据既困难且效率低。

90年代中期出现DVR架构,前端仍旧以同轴电缆线传输信息,但后端储存设备与控制主机皆不同,也就是说,类比信号经由影像服务器(Video Server)或DVR主机转换成数码格式,并存放于硬盘中,不仅解决过往录影带储存数据的问题,且影像数码化后也较容易与其他安全系统整合。

随着网络技术成熟与稳定,IP网络化成为视讯监控发展趋势,此时的监控系统完全架构在IP网络环境中,前端IP摄影机摄取影像后,经由有线?无线网络传送至网络数码录影机(Network DVR;NVR)或电脑,藉由网络方便性衍生出更多元应用模式,例如线上控制、智能分析等等。

综观现今制造业者的监控系统架构,大半为类比与IP摄影机混合应用的模式,就是因为制造业者在扩充监控点时,倾向选择IP摄影机而非既有的类比摄影机,此外,完全使用IP摄影机进行监控的比重亦有一至二成左右,其中,科技制造业者应用程度又高于传统制造业者,这是科技业者扩厂需求较大的缘故。

IP监控透过网络创造附加价值

如果从建置成本与功能等两个层面来分析,IP监控系统在制造业的应用会较占优势,先就建置成本来看,以一座布建16个监控点的工厂为例,估算视讯监控系统建置成本,类比CCTV监控建置成本为35,000美元,比IP监控系统(31,400元)高出3,600美元。

接下来则从功能面进行分析,IP监控虽然进入市场时间较短,不过在制造业的应用却远高于其他领域,主要原因于IP监控的4大特点在制造业有其优势,包括:1.线上监视与控制;2.画面清晰;3.扩充性佳(结合网络与电源线);4.智能分析。

在DVR监控系统架构下,只能提供线上监看或下载数据的功能,任何与系统或摄影机相关的控制功能,例如:背光模式、录影方式、系统参数设定等,还是得拉回监控中心才能进行,但是IP摄影机本身具备联网功能,管理者只要事先设定好权限,就能透过网络进行线上控制,提升视讯监控弹性与方便性,举例来说,华邦电子中科厂内并没有规划独立中控室,但每一张办公桌上皆放置电脑,管理者随时可以透过网络取得监控数据。

就画面清晰度而言,数码影像在分辨率、颜色饱和度虽然不若类比影像,但目前网络摄影机市场上早已有百万像素(Mega-Pixel)等级的产品,高分辨率意味着更好的影像品质,即便监控者将画面局部放大,也能看得清楚其中的枝微末节,例如:车牌号码、墙面文字等,不会出现锯齿纹、模糊不清或失真的情况。

至于扩充性佳则指省去传统同轴电缆的布线过程,网络已经成为现代建筑物的基本配备,墙面上几乎都会预留数量不等的网络孔,而IP摄影机本身亦有以太网络孔设计,因此,工厂建置时只要准备一条以太网络线即可互相串连,不必重新拉线或改变空间规划,再加上IP摄影机用电量小,可以运用以太网络供电技术(Power over Ethernet;PoE),从网络线获得运作所需电力,也就是说,网络线同时传递网络信号及电源,既方便又节省空间。

监控智能化  提升安全保障

智能分析是近年来视讯监控产业最热门的话题,目的是希望监控系统也能像人脑一般,在摄取画面的同时进行分析,辅助监控者进行监控任务,举例来说,摄影机如果架设在不应该摆放物品的工厂走道空间,在监视摄影时,还可以侦测该区域内是否有遗留物品,及该物品停留时间,若超过正常标准且没有移动迹象,就要主动通知监控者处理。

智能影像监控常见的应用模式有下列几种:车牌自动识别、车道偏移、摄影机自我侦测、危险侦测、物件或位移侦测、人车行进方向侦测、脸部自动识别等,在工厂应用时,则可用来做为防失窃侦测,当产线与仓库的货品在非营运时间短少,系统会马上做出判断并通知管理人员。

另外摄影机也可自我侦测为例,不法份子在进行非法行为前,可能先在镜头前罩上不明物体,或改变镜头原来摄影位置,好让监视摄影机无法发挥作用,若结合摄影机自我侦测功能,一旦摄影机侦测到前述状况,就会立即发出警讯通知监控者,不过智能监控系统只能扮演辅助者角色,最终还是得由监控者来判断该如何处理。

除了主动示警外,智能监控在制造业应用的第二个好处是整合后端其他软件,例如有心分子混入厂区时,但此时可以配合使用监视摄影机,透过脸部自动识别系统去判读人脸,并与后端数据库串连,确认人员身份,若为外人或该人员并无权限进入该区,系统会实时通报管理人员进行处理,降低厂房风险。

节省硬盘储存空间则是智能监控软件的第三个优势,影像品质、分辨率与数据封包量三者成正比关系,在追求影像品质的同时,分辨率和数据封包量也随之增加,相对拉高网络传输风险,所以越来越多人提出影像传输新观念,就是不要把全部数据都传送至后端主机存放,只传送重要影像,一方面节省硬盘储存空间,另一方面也降低数据封包量大带来的传输风险。

视讯监控技术不停发展,从类比走到数码再推进至IP架构,目的都只有一个,就是要确保监控点的安全,而在跟随技术前进的过程中,制造业者如何打造一个完善数码监控系统?首先要了解必须使用的硬件设备有哪些,再来则是数码视讯监控系统如何整合异质系统,才能获得数码监控系统带来的效益。