中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，對(duì)水電能源需求越來越旺盛，保障水電行業(yè)的安全生產(chǎn)已經(jīng)成為能源行業(yè)的迫切要求。無論是水電行業(yè)還是水電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在這種新的市場(chǎng)需求條件下，必將迎來新的增長高峰。水電能源及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已進(jìn)入快速增長階段，它們更需要技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的安全技術(shù)防范系統(tǒng)來保障其正常運(yùn)行及安全生產(chǎn)。
文/ 陸思武
水電是清潔能源、再生能源，無污染、運(yùn)行費(fèi)用低，便于進(jìn)行電力調(diào)峰，有利于提高資源利用率和社會(huì)綜合效益。在傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下，世界各國普遍優(yōu)先開發(fā)水電能源，大力利用水能資源。
我國的水能資源豐富，理論蘊(yùn)藏量6.76億千瓦，技術(shù)可開發(fā)容量4.93億千瓦,經(jīng)濟(jì)可開發(fā)容量3.78億千瓦。但是，我國的水力資源開發(fā)利用程度并不高，大大低于發(fā)達(dá)國家的50%?70%的開發(fā)利用水平。因此，中國水電產(chǎn)業(yè)仍有廣闊的發(fā)展空間，在未來能源供應(yīng)體系中將發(fā)揮重要的作用。
中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，對(duì)水電能源需求越來越旺盛，保障水電行業(yè)的安全生產(chǎn)已經(jīng)成為能源行業(yè)的迫切要求。根據(jù)發(fā)改委07年公布的電力工業(yè)“十一五”規(guī)劃，我國水電經(jīng)濟(jì)可開發(fā)容量為4億千瓦，現(xiàn)有的裝機(jī)量僅為1.17億千瓦，實(shí)際利用不到三分之一，目前在建的水電項(xiàng)目有8000萬千瓦。到2020年我國水電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到3億千瓦。無論是水電行業(yè)還是水電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在這種新的市場(chǎng)需求條件下，必將迎來新的增長高峰。水電能源及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已進(jìn)入快速增長階段，它們更需要技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的安全技術(shù)防范系統(tǒng)來保障其正常運(yùn)行及安全生產(chǎn)。
根據(jù)這一需求，已有安防企業(yè)在切實(shí)了解水電行業(yè)安全生產(chǎn)的重要性和水電行業(yè)的客戶管理需求后，提出了整合視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、防盜報(bào)警系統(tǒng)（Intrusion）、門禁控制系統(tǒng)（Access Control）及特殊領(lǐng)域安全防范需求的解決方案，并可在單一平臺(tái)上與水電生產(chǎn)過程控制和機(jī)電設(shè)備控制實(shí)現(xiàn)無縫集成，為水電行業(yè)的安全防范及保障安全生產(chǎn)建立了新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)水電行業(yè)的不同領(lǐng)域范圍，如大壩安全、室外防范、機(jī)組防護(hù)、生產(chǎn)監(jiān)督、輸電配送、遠(yuǎn)程監(jiān)管、預(yù)警提示等，現(xiàn)在已有一系列成熟而先進(jìn)的安防集成解決方案。這些方案能有效應(yīng)對(duì)安全生產(chǎn)過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)、有意無意破壞、違章操作、人員安全保障的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理和應(yīng)急反應(yīng)處理等，靈活的安防解決方案可應(yīng)用于規(guī)模大小不等的應(yīng)用場(chǎng)合，可解決不同類型及不同程度的安全防范問題，全面保護(hù)生產(chǎn)、員工和周邊的安全，能夠面對(duì)諸多應(yīng)用與挑戰(zhàn)。
下面以水電行業(yè)的應(yīng)用為例，介紹其解決方案。
大壩安全監(jiān)管系統(tǒng)
光纖周界防范系統(tǒng) （Fiber Sensor Protection System）
長期以來，水庫大壩的安全事關(guān)重大，影響深遠(yuǎn)。原有的探測(cè)、檢測(cè)技術(shù)不能及時(shí)有效地反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)狀況，也無法確定潛在風(fēng)險(xiǎn)的具體位置，往往當(dāng)大壩泄漏過大、嚴(yán)重滑坡發(fā)生時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)已有明顯跡象或遭到破壞后才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，在維修時(shí)更需要大面積開挖以確定事故點(diǎn)位置，使對(duì)正常生產(chǎn)造成了相當(dāng)?shù)挠绊憽?
而當(dāng)基于光纖傳感技術(shù)的震動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)面世后，該系統(tǒng)已受到了全世界各國的極大關(guān)注。光纖震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于光纖傳感技術(shù)的光纖鏈路傳輸安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而開發(fā)的，利用通訊光纜作為探測(cè)工具，系統(tǒng)由激光發(fā)射器、傳感接收器和傳聲報(bào)警器等部分組成，可實(shí)時(shí)、不間斷地監(jiān)測(cè)震動(dòng)、泄漏、地層移動(dòng)及滑坡等現(xiàn)象，并能準(zhǔn)確無誤地指出遭受破壞或發(fā)生故障的地段，確保了大壩的安全。
該光纖震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大壩、山體、生產(chǎn)廠區(qū)等區(qū)域是否遭到有意或無意的破壞、爆裂、泄漏等危害，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，為準(zhǔn)確掌握和處理現(xiàn)場(chǎng)情況提供了可靠依據(jù)。下圖1是《光纖震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖》。
系統(tǒng)功能特點(diǎn)：
·可進(jìn)行長距離遠(yuǎn)程檢測(cè)，每個(gè)光纖傳感器可監(jiān)測(cè)80公里，可分段將監(jiān)測(cè)信號(hào)傳送到控制室內(nèi)；
·系統(tǒng)使用普通的通訊光纜，由三條光纖構(gòu)成，成本低廉，可以使用已有的通訊光纜，在通訊的同時(shí)仍可執(zhí)行監(jiān)測(cè)任務(wù)，不影響通訊；
·智能化分析可獨(dú)立監(jiān)測(cè)和分析每段地表的運(yùn)動(dòng)狀況，如變形、穿孔、地層移動(dòng)等破壞狀況，能不間斷地實(shí)時(shí)提供事故報(bào)告，報(bào)告出故障的正確位置，可提供泄漏的性質(zhì)狀況，甚至可以提示將要發(fā)生的潛在隱患，由此能為泄漏維修提出一個(gè)經(jīng)濟(jì)而合理的維修解決方案；
·系統(tǒng)可將正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)、事故記錄檔案，將潛在的風(fēng)險(xiǎn)情況記錄下來，以便通過分析改善運(yùn)營環(huán)境和防止事故的發(fā)生，這是以往智能報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所不能達(dá)到的；
·系統(tǒng)不受環(huán)境影響，不管鋪設(shè)在喧鬧的交通道路下面，還是靜謐的荒野地下，不受電磁波等干擾，同時(shí)還可監(jiān)測(cè)建筑物挖掘等現(xiàn)象，能防止不正當(dāng)破壞；
·系統(tǒng)由一臺(tái)控制電腦、一部激光發(fā)射器和一部光纖振動(dòng)傳感器（如長距離增加傳感器附助器）及光纖組成，價(jià)格合理、安裝簡便，并可與其它安保技術(shù)設(shè)備如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、聲音報(bào)警器等配置。遭受破壞的光纖只需焊接便可恢復(fù)工作，光纖不氧化、不生銹，柔韌度高，抗腐蝕，使用壽命可達(dá)幾十年之久；
·光纖震動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是能夠?qū)﹂L距離大壩做準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及破壞位置定點(diǎn)的設(shè)備，使用該系統(tǒng)可完全改變過去在管理方面的被動(dòng)狀況，對(duì)掌握和控制水電行業(yè)正常生產(chǎn)真正做到了如指掌，并能對(duì)所發(fā)生的故障事故做及時(shí)的處理，這對(duì)加強(qiáng)管理、更有效減少因延誤對(duì)事故處理而造成的巨大費(fèi)用開支有著重大的意義。
全天候熱敏成像系統(tǒng)
熱敏成像系統(tǒng)（TSSM）
由于水電站靠近山區(qū)或河道，在夜間周邊防范區(qū)域無任何光照，特別是天黑的夜晚無法獲得光源來捕捉遠(yuǎn)距離可能入侵的目標(biāo)，這樣需要采用全天候熱敏攝像機(jī)，用于遠(yuǎn)距離監(jiān)視。
熱敏攝像機(jī)TSSM是種全天候的監(jiān)控系統(tǒng)，擁有超級(jí)的高放大倍率。無論是在白天還是在夜晚，都能有效地區(qū)分人、車輛和其它目標(biāo)。TSSM系統(tǒng)可非常便利地被應(yīng)用于安全監(jiān)控領(lǐng)域，適應(yīng)于各種環(huán)境甚至是惡劣環(huán)境，安裝簡便，攜帶方便。
TSSM熱敏攝像機(jī)可以與普通光學(xué)攝像機(jī)相結(jié)合來使用，采用遠(yuǎn)距離成像的長焦鏡頭，實(shí)現(xiàn)白天光線充足時(shí)形成全彩色成像，夜晚無光照時(shí)熱敏成像，圖2是《熱敏攝像示意圖》。
全景攝像監(jiān)控系統(tǒng)
全景攝像系統(tǒng) （Parascan Surveillance System）
在水電行業(yè)，大壩壩堤開闊、發(fā)電機(jī)組車間覆蓋范圍大，一般難以在單點(diǎn)位置瀏覽全局狀況。
全景攝像機(jī)可以通過仰角功能，提供充足的上下視角范圍，從而獲取比反射鏡更為清晰的圖像質(zhì)量，也可與普通監(jiān)視器直接連接，無需安裝獨(dú)立的設(shè)備。在大范圍區(qū)段設(shè)置全景攝像機(jī)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全景區(qū)域內(nèi)的所有活動(dòng)、追蹤可疑目標(biāo)及現(xiàn)象，圖3是《全景攝像系統(tǒng)示意圖》。
安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)
全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)（Digital Video Surveillance System）
在水電行業(yè)的生產(chǎn)車間或輔助加工環(huán)節(jié)中，全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與水電生產(chǎn)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)及無縫集成。當(dāng)在生產(chǎn)過程中，重要裝置或設(shè)備發(fā)生緊急情況時(shí)，將產(chǎn)生報(bào)警信息送給數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，可以讓管理者第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)異常情況，并進(jìn)行遠(yuǎn)程錄像，便于事后追查和事故分析。
全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合水電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)視輸配電指示屏信息，為水電行業(yè)集成化生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供便捷的管理，提高生產(chǎn)效率，能及時(shí)獲悉異常狀況而采取預(yù)防措施，可以有效保障水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。全數(shù)字化視頻與水電生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成界面參見圖4。
水電電力輸送系統(tǒng)
無人值守變電站聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)
針對(duì)電力行業(yè)的特殊需求，利用了成熟的門禁控制、視頻監(jiān)控和防盜報(bào)警技術(shù)，擴(kuò)展和提高了變電站的“遙控、遙感、遙測(cè)、遙視”等傳統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)無人值守變電所的遠(yuǎn)程圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，即“遙視”功能，并實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，完善了遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全生產(chǎn)監(jiān)控、周界報(bào)警和環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)警等功能，使各子系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)了高度集成。
無人值守變電站聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)適應(yīng)了現(xiàn)代化無人值守變電所的建設(shè)要求，其能集中監(jiān)管各變電所設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無人值守變電所的出入口綜合管理與控制，有效地結(jié)合門禁、圖像監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)，完善和提高了無人值守變電站的綜合管理手段，無人值守變電站聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)參見圖5。
系統(tǒng)功能特點(diǎn)：
·出入口數(shù)字化控制：在變電站的大門、主控室、高壓室、電容室等部位安裝門禁設(shè)備，管理中心可對(duì)這些重要部位進(jìn)行控制和管理。管理中心可對(duì)人員進(jìn)出這些重要部位的時(shí)間、位置進(jìn)行監(jiān)控。并可手動(dòng)控制大門的開閉，可對(duì)不同的人員發(fā)放不同權(quán)限的卡，不同的權(quán)限可開啟不同的門，進(jìn)入不同的功能區(qū)，每張卡權(quán)限可隨時(shí)更改和刪除，避免卡丟失被人利用；
·聯(lián)動(dòng)多媒體視頻監(jiān)控：門禁報(bào)警信息與現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)區(qū)域攝像機(jī)形成聯(lián)動(dòng)控制，如非法闖入、破壞門禁設(shè)備等通過軟件聯(lián)動(dòng)設(shè)置可驅(qū)動(dòng)電視監(jiān)控子系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)攝像頭進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。如果需要監(jiān)視刷卡人正常進(jìn)入大門的情況，可設(shè)置當(dāng)有人刷卡進(jìn)入大門時(shí)，攝像機(jī)將自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)門口進(jìn)行視頻，在集控中心，工作人員可即時(shí)看到進(jìn)入大門的人員情況；
·入侵報(bào)警系統(tǒng)與電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制：入侵報(bào)警裝置與現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)攝像機(jī)的聯(lián)動(dòng)控制。有硬件聯(lián)動(dòng)和軟件聯(lián)動(dòng)兩種方式，硬件聯(lián)動(dòng)是入侵報(bào)警信息通過干觸點(diǎn)信號(hào)傳送給電視監(jiān)控系統(tǒng)，聯(lián)動(dòng)相關(guān)攝像機(jī)。軟件方式是入侵報(bào)警的信息由報(bào)警控制器通過網(wǎng)絡(luò)上傳到安防管理集成平臺(tái)，通過軟件可設(shè)置聯(lián)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電視監(jiān)控子系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)攝像頭，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。報(bào)警系統(tǒng)還可驅(qū)動(dòng)就地報(bào)警裝置，如警燈、警號(hào)；
·出入口控制子系統(tǒng)與閉路電視監(jiān)控子系統(tǒng)的的聯(lián)動(dòng)控制：門禁報(bào)警信息與現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)控制。如非法闖入、門打時(shí)間過長、無效卡刷門等都可通過軟件設(shè)置聯(lián)動(dòng)，可驅(qū)動(dòng)電視監(jiān)控子系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)攝像頭，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。門禁與視頻聯(lián)動(dòng)采用本地網(wǎng)絡(luò)軟件聯(lián)動(dòng)，由門禁系統(tǒng)軟件提供告警聯(lián)動(dòng)設(shè)置，視頻系統(tǒng)執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)視頻和門禁聯(lián)動(dòng)；
·與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：消防聯(lián)動(dòng)采用各區(qū)域消防火警告警信號(hào)直接控制相關(guān)部位鎖電源斷電方式，實(shí)現(xiàn)當(dāng)發(fā)生火情時(shí)，自動(dòng)開鎖并向中心報(bào)警。當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，消防控制設(shè)備的火警信號(hào)發(fā)送到安防系統(tǒng)的門禁控制器，立即控制切斷鎖電源，便于人員逃生。同時(shí)，該消防門鎖也可以由授權(quán)人在安保中心遠(yuǎn)程開鎖；
·數(shù)據(jù)管理：管理中心對(duì)變電站工作人員的出入數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合數(shù)字多媒體圖像，可以有效管理各種工作狀態(tài)（時(shí)間、地點(diǎn)、進(jìn)度等），有利于工作流程安排和提高工作效能；
·預(yù)留數(shù)據(jù)接口：系統(tǒng)可以根據(jù)需要與供電局的MIS網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，以便各有關(guān)部門資源共享，有助于變電站設(shè)備維護(hù)及事故處理。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)開放型系統(tǒng)、兼容性強(qiáng)，MIS網(wǎng)內(nèi)的用戶使用圖像監(jiān)控系統(tǒng)提供的監(jiān)控軟件即可遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像，有關(guān)職能部門和局領(lǐng)導(dǎo)可遠(yuǎn)程指揮，大大提高了管理水平、管理效率和應(yīng)急反應(yīng)速度。
水電行業(yè)集團(tuán)聯(lián)網(wǎng)管理
工業(yè)行業(yè)安防管理集成平臺(tái)（HIIS）
該平臺(tái)是一個(gè)完善的視頻監(jiān)控產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)水電站之間的視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控、多級(jí)聯(lián)網(wǎng)。無論是山區(qū)還是平原，控制中心都能隨時(shí)調(diào)查網(wǎng)內(nèi)任何一個(gè)水電站的視頻數(shù)據(jù)，為監(jiān)管部門提供了極大的監(jiān)管便利。
在水電行業(yè)的集團(tuán)化管理中，工業(yè)行業(yè)安防管理集成平臺(tái)（HIIS）能提供多級(jí)聯(lián)網(wǎng)管理，既保障了安防系統(tǒng)集成化管理，有融合了水電行業(yè)的管理需求。
工業(yè)行業(yè)安防管理集成平臺(tái)HIIS的核心管理軟件能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證、設(shè)備信息管理、預(yù)警報(bào)警處理、預(yù)案編程引擎、數(shù)字矩陣切換、矢量電子地圖、雙向語音對(duì)講、集中或本地圖像存儲(chǔ)、設(shè)備參數(shù)調(diào)整等管理功能。而客戶端軟件可根據(jù)用戶登錄身份和級(jí)別，在授權(quán)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的多畫面實(shí)時(shí)圖像瀏覽、高級(jí)視頻分析、圖像自動(dòng)巡視、遠(yuǎn)程指揮、瀏覽訪問、前端攝像機(jī)控制、歷史圖像查詢等操作功能。
工業(yè)行業(yè)安防管理集成平臺(tái)HIIS統(tǒng)平臺(tái)是針對(duì)大規(guī)模組網(wǎng)、多級(jí)管理聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的分布式控制系統(tǒng)，是能監(jiān)控和管理不同種類的模擬視頻矩陣主機(jī)、數(shù)字化圖像系統(tǒng)、防范報(bào)警系統(tǒng)、門禁及通道管理系統(tǒng)，融合于統(tǒng)一的綜合性管理專業(yè)聯(lián)網(wǎng)的軟件平臺(tái)。遠(yuǎn)程視頻聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)面向行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)、全數(shù)字化、基于網(wǎng)絡(luò)和高度集中管理的安防綜合管理平臺(tái)，能滿足行業(yè)客戶高可靠性、復(fù)雜性和靈活性的安全防范管理需求，適用于大型網(wǎng)絡(luò)、多級(jí)管理的監(jiān)控環(huán)境下對(duì)不同廠家矩陣主機(jī)、DVR、視頻編碼器、IP攝像機(jī)、防范報(bào)警設(shè)備、門禁控制系統(tǒng)的用戶角色、設(shè)備配置、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、預(yù)案編程、矢量電子地圖、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、集中或本地存儲(chǔ)、數(shù)字矩陣、雙向音頻傳輸?shù)鹊募斜O(jiān)控與安防管理。
其采用先進(jìn)技術(shù)和開放架構(gòu)，遠(yuǎn)程視頻聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、健壯、開放的保障，滿足當(dāng)前水電行業(yè)的跨區(qū)域、大規(guī)模、多級(jí)組網(wǎng)的各種需求，同時(shí)，支持與不同行業(yè)的信息管理系統(tǒng)進(jìn)行集成?；诩善脚_(tái)（HIIS）的聯(lián)網(wǎng)方式參見圖6和圖7。
結(jié)語
目前，工業(yè)安防監(jiān)控產(chǎn)品和解決方案已在世界各地很多電廠、石化廠、制藥廠、生物工廠、IT廠房、造紙廠等得到廣泛應(yīng)用，已獲得用戶認(rèn)可和贊許。
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團(tuán)旗下的專業(yè)媒體平臺(tái)，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)及市場(chǎng)趨勢(shì)的專業(yè)媒體傳播和品牌服務(wù)。從安全管理到產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會(huì)資源以及豐富的媒體經(jīng)驗(yàn)，提供媒體、活動(dòng)、展會(huì)等整合營銷服務(wù)。
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