中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，對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)展已進入快速增長階段，它們更需要技術(shù)先進、穩(wěn)定可靠的安全技術(shù)防范系統(tǒng)來保障其正常運行及安全生產(chǎn)。
文/ 陸思武
水電是清潔能源、再生能源，無污染、運行費用低，便于進行電力調(diào)峰，有利于提高資源利用率和社會綜合效益。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，理論蘊藏量6.76億千瓦，技術(shù)可開發(fā)容量4.93億千瓦,經(jīng)濟可開發(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)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，對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)濟可開發(fā)容量為4億千瓦，現(xiàn)有的裝機量僅為1.17億千瓦，實際利用不到三分之一，目前在建的水電項目有8000萬千瓦。到2020年我國水電裝機規(guī)模將達到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)展已進入快速增長階段，它們更需要技術(shù)先進、穩(wěn)定可靠的安全技術(shù)防范系統(tǒng)來保障其正常運行及安全生產(chǎn)。
根據(jù)這一需求，已有安防企業(yè)在切實了解水電行業(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，并可在單一平臺上與水電生產(chǎn)過程控制和機電設(shè)備控制實現(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)標準。
針對水電行業(yè)的不同領(lǐng)域范圍，如大壩安全、室外防范、機組防護、生產(chǎn)監(jiān)督、輸電配送、遠程監(jiān)管、預(yù)警提示等，現(xiàn)在已有一系列成熟而先進的安防集成解決方案。這些方案能有效應(yīng)對安全生產(chǎn)過程中的潛在風(fēng)險、有意無意破壞、違章操作、人員安全保障的實時監(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)用場合，可解決不同類型及不同程度的安全防范問題，全面保護生產(chǎn)、員工和周邊的安全，能夠面對諸多應(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。原有的探測、檢測技術(shù)不能及時有效地反映現(xiàn)場實時狀況，也無法確定潛在風(fēng)險的具體位置，往往當大壩泄漏過大、嚴重滑坡發(fā)生時，現(xiàn)場已有明顯跡象或遭到破壞后才會被發(fā)現(xiàn)，在維修時更需要大面積開挖以確定事故點位置，使對正常生產(chǎn)造成了相當?shù)挠绊憽?
而當基于光纖傳感技術(shù)的震動探測系統(tǒng)面世后，該系統(tǒng)已受到了全世界各國的極大關(guān)注。光纖震動監(jiān)測系統(tǒng)是基于光纖傳感技術(shù)的光纖鏈路傳輸安全監(jiān)測系統(tǒng)而開發(fā)的，利用通訊光纜作為探測工具，系統(tǒng)由激光發(fā)射器、傳感接收器和傳聲報警器等部分組成，可實時、不間斷地監(jiān)測震動、泄漏、地層移動及滑坡等現(xiàn)象，并能準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。
該光纖震動監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測大壩、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，可以實現(xiàn)大范圍的遠程監(jiān)控管理，為準確掌握和處理現(xiàn)場情況提供了可靠依據(jù)。下圖1是《光纖震動監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)示意圖》。
系統(tǒng)功能特點：
·可進行長距離遠程檢測，每個光纖傳感器可監(jiān)測80公里，可分段將監(jiān)測信號傳送到控制室內(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，在通訊的同時仍可執(zhí)行監(jiān)測任務(wù)，不影響通訊；
·智能化分析可獨立監(jiān)測和分析每段地表的運動狀況，如變形、穿孔、地層移動等破壞狀況，能不間斷地實時提供事故報告，報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經(jīng)濟而合理的維修解決方案；
·系統(tǒng)可將正常運行的數(shù)據(jù)、事故記錄檔案，將潛在的風(fēng)險情況記錄下來，以便通過分析改善運營環(huán)境和防止事故的發(fā)生，這是以往智能報警監(jiān)測系統(tǒng)所不能達到的；
·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，同時還可監(jiān)測建筑物挖掘等現(xiàn)象，能防止不正當破壞；
·系統(tǒng)由一臺控制電腦、一部激光發(fā)射器和一部光纖振動傳感器（如長距離增加傳感器附助器）及光纖組成，價格合理、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，使用壽命可達幾十年之久；
·光纖震動監(jiān)測系統(tǒng)是能夠?qū)﹂L距離大壩做準確監(jiān)測及破壞位置定點的設(shè)備，使用該系統(tǒng)可完全改變過去在管理方面的被動狀況，對掌握和控制水電行業(yè)正常生產(chǎn)真正做到了如指掌，并能對所發(fā)生的故障事故做及時的處理，這對加強管理、更有效減少因延誤對事故處理而造成的巨大費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距離可能入侵的目標，這樣需要采用全天候熱敏攝像機，用于遠距離監(jiān)視。
熱敏攝像機TSSM是種全天候的監(jiān)控系統(tǒng)，擁有超級的高放大倍率。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。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熱敏攝像機可以與普通光學(xué)攝像機相結(jié)合來使用，采用遠距離成像的長焦鏡頭，實現(xiàn)白天光線充足時形成全彩色成像，夜晚無光照時熱敏成像，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)電機組車間覆蓋范圍大，一般難以在單點位置瀏覽全局狀況。
全景攝像機可以通過仰角功能，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，無需安裝獨立的設(shè)備。在大范圍區(qū)段設(shè)置全景攝像機，便于實時監(jiān)測全景區(qū)域內(nèi)的所有活動、追蹤可疑目標及現(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)實現(xiàn)聯(lián)動及無縫集成。當在生產(chǎn)過程中，重要裝置或設(shè)備發(fā)生緊急情況時，將產(chǎn)生報警信息送給數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，可以讓管理者第一時間了解現(xiàn)場異常情況，并進行遠程錄像，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)測與故障診斷系統(tǒng)，實時監(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)控和防盜報警技術(shù)，擴展和提高了變電站的“遙控、遙感、遙測、遙視”等傳統(tǒng)功能，實現(xiàn)無人值守變電所的遠程圖像實時監(jiān)控和管理，即“遙視”功能，并實現(xiàn)門禁系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)的聯(lián)動，完善了遠程監(jiān)控、安全生產(chǎn)監(jiān)控、周界報警和環(huán)境監(jiān)測報警等功能，使各子系統(tǒng)間實現(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：
·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，管理中心可對這些重要部位進行控制和管理。管理中心可對人員進出這些重要部位的時間、位置進行監(jiān)控。并可手動控制大門的開閉，可對不同的人員發(fā)放不同權(quán)限的卡，不同的權(quán)限可開啟不同的門，進入不同的功能區(qū)，每張卡權(quán)限可隨時更改和刪除，避免卡丟失被人利用；
·聯(lián)動多媒體視頻監(jiān)控：門禁報警信息與現(xiàn)場相關(guān)區(qū)域攝像機形成聯(lián)動控制，如非法闖入、破壞門禁設(shè)備等通過軟件聯(lián)動設(shè)置可驅(qū)動電視監(jiān)控子系統(tǒng)的對應(yīng)攝像頭進行聯(lián)動監(jiān)控。如果需要監(jiān)視刷卡人正常進入大門的情況，可設(shè)置當有人刷卡進入大門時，攝像機將自動對準門口進行視頻，在集控中心，工作人員可即時看到進入大門的人員情況；
·入侵報警系統(tǒng)與電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動控制：入侵報警裝置與現(xiàn)場相關(guān)攝像機的聯(lián)動控制。有硬件聯(lián)動和軟件聯(lián)動兩種方式，硬件聯(lián)動是入侵報警信息通過干觸點信號傳送給電視監(jiān)控系統(tǒng)，聯(lián)動相關(guān)攝像機。軟件方式是入侵報警的信息由報警控制器通過網(wǎng)絡(luò)上傳到安防管理集成平臺，通過軟件可設(shè)置聯(lián)動，驅(qū)動電視監(jiān)控子系統(tǒng)的對應(yīng)攝像頭，進行聯(lián)動監(jiān)控。報警系統(tǒng)還可驅(qū)動就地報警裝置，如警燈、警號；
·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)動控制：門禁報警信息與現(xiàn)場相關(guān)攝像機聯(lián)動控制。如非法闖入、門打時間過長、無效卡刷門等都可通過軟件設(shè)置聯(lián)動，可驅(qū)動電視監(jiān)控子系統(tǒng)的對應(yīng)攝像頭，進行聯(lián)動監(jiān)控。門禁與視頻聯(lián)動采用本地網(wǎng)絡(luò)軟件聯(lián)動，由門禁系統(tǒng)軟件提供告警聯(lián)動設(shè)置，視頻系統(tǒng)執(zhí)行，從而實現(xiàn)視頻和門禁聯(lián)動；
·與消防系統(tǒng)聯(lián)動：消防聯(lián)動采用各區(qū)域消防火警告警信號直接控制相關(guān)部位鎖電源斷電方式，實現(xiàn)當發(fā)生火情時，自動開鎖并向中心報警。當發(fā)生火警時，消防控制設(shè)備的火警信號發(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，該消防門鎖也可以由授權(quán)人在安保中心遠程開鎖；
·數(shù)據(jù)管理：管理中心對變電站工作人員的出入數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，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)（時間、地點、進度等），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)備維護及事故處理。整個系統(tǒng)是一個開放型系統(tǒng)、兼容性強，MIS網(wǎng)內(nèi)的用戶使用圖像監(jiān)控系統(tǒng)提供的監(jiān)控軟件即可遠程監(jiān)控現(xiàn)場圖像，有關(guān)職能部門和局領(lǐng)導(dǎo)可遠程指揮，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)集團聯(lián)網(wǎng)管理
工業(yè)行業(yè)安防管理集成平臺（HIIS）
該平臺是一個完善的視頻監(jiān)控產(chǎn)品，可實現(xiàn)多個水電站之間的視頻遠程監(jiān)控、多級聯(lián)網(wǎng)。無論是山區(qū)還是平原，控制中心都能隨時調(diào)查網(wǎng)內(nèi)任何一個水電站的視頻數(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)的集團化管理中，工業(yè)行業(yè)安防管理集成平臺（HIIS）能提供多級聯(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HIIS的核心管理軟件能實現(xiàn)統(tǒng)一身份認證、設(shè)備信息管理、預(yù)警報警處理、預(yù)案編程引擎、數(shù)字矩陣切換、矢量電子地圖、雙向語音對講、集中或本地圖像存儲、設(shè)備參數(shù)調(diào)整等管理功能。而客戶端軟件可根據(jù)用戶登錄身份和級別，在授權(quán)范圍內(nèi)實現(xiàn)遠程的多畫面實時圖像瀏覽、高級視頻分析、圖像自動巡視、遠程指揮、瀏覽訪問、前端攝像機控制、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HIIS統(tǒng)平臺是針對大規(guī)模組網(wǎng)、多級管理聯(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、數(shù)字化圖像系統(tǒng)、防范報警系統(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。遠程視頻聯(lián)網(wǎng)管理平臺面向行業(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，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)、多級管理的監(jiān)控環(huán)境下對不同廠家矩陣主機、DVR、視頻編碼器、IP攝像機、防范報警設(shè)備、門禁控制系統(tǒng)的用戶角色、設(shè)備配置、報警聯(lián)動、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、數(shù)字矩陣、雙向音頻傳輸?shù)鹊募斜O(jiān)控與安防管理。
其采用先進技術(shù)和開放架構(gòu)，遠程視頻聯(lián)網(wǎng)管理平臺實現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、健壯、開放的保障，滿足當前水電行業(yè)的跨區(qū)域、大規(guī)模、多級組網(wǎng)的各種需求，同時，支持與不同行業(yè)的信息管理系統(tǒng)進行集成?；诩善脚_（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旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動化產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)及市場趨勢的專業(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)展覽會資源以及豐富的媒體經(jīng)驗，提供媒體、活動、展會等整合營銷服務(wù)。
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