張心娜

（黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 鄭州 450000）

小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化研究淺析

張心娜

（黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 鄭州 450000）

通過對小浪底工業(yè)電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備和功能分析,指出了原有工業(yè)電視系統(tǒng)存在的問題和缺陷，利用目前先進(jìn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)，以及先進(jìn)的設(shè)備管理理念對小浪底工程的工業(yè)電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，以滿足小浪底水利樞紐“無人值班,少人值守”的現(xiàn)代化管理的需要。

小浪底；工業(yè)電視；優(yōu)化研究；電站管理。

0 概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)及通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像、聲音等多媒體信號(hào)的數(shù)字化處理以及遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)已日益成熟，具有遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視功能，為實(shí)現(xiàn)電站“無人值班”管理模式奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

小浪底水利工程負(fù)責(zé)小浪底水力發(fā)電廠和西霞院水電站的調(diào)度運(yùn)行，隨著工作方式的改變，在鄭州對小浪底、西霞院兩站遠(yuǎn)程控制將是今后主要的運(yùn)行管理模式，為保證兩站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，須對現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。

1 小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 系統(tǒng)組成

主要由前端設(shè)備、主控設(shè)備、監(jiān)視及錄像設(shè)備、光纖傳輸部分、中控室分控組成。前端設(shè)備主要指攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、解碼器等設(shè)備；主控設(shè)備是指CM9740矩陣主機(jī)、CM9740ALM報(bào)警聯(lián)動(dòng)模塊、后備式UPS CM9740系統(tǒng)控制服務(wù)器及軟件等；監(jiān)視及錄像設(shè)備包括：數(shù)字化錄像系統(tǒng)及軟件、監(jiān)視器、光端機(jī)等數(shù)據(jù)處理設(shè)備。

1.2 小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本功能

監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象主要包括地下廠房、地面副廠房、壩頂控制消力塘和尾水渠、大壩南岸等5個(gè)區(qū)域，監(jiān)視點(diǎn)分布情況見表1。

表1 視頻監(jiān)視點(diǎn)表

1.3 小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在問題

（1）主機(jī)設(shè)備和多數(shù)監(jiān)控探頭已損壞或失效；

（2）監(jiān)控探頭分布范圍有限，監(jiān)控范圍存在盲區(qū)；

（3）監(jiān)控探頭技術(shù)落后，視頻質(zhì)量差；

（4）部分產(chǎn)品已停產(chǎn)，維護(hù)廠家已解散，無法保障設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)；

（5）數(shù)據(jù)傳輸通道帶寬過窄，可靠性差；

（6）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理設(shè)備老化，數(shù)據(jù)無法備份，操作界面繁瑣。

2 小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化思路

（1）對全廠設(shè)備進(jìn)行梳理，根據(jù)設(shè)備重要程度分級(jí)，重新確定監(jiān)控探頭位置，對重要設(shè)備實(shí)施監(jiān)視全面覆蓋；

（2）實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)云備份功能，根據(jù)工作需求，設(shè)定不同級(jí)別用戶調(diào)取查閱視頻音頻資料的權(quán)限；

（3）利用監(jiān)控?cái)z像機(jī)智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)偵測、視頻監(jiān)控智能判斷報(bào)警、監(jiān)控畫面智能切換功能；

（4）利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程調(diào)取以及異常信息智能推送功能；

（5）與有資質(zhì)安防公司簽署維保協(xié)議，提高維保質(zhì)量，保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3 小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 門禁管理

核心區(qū)域出入口等通道口安裝門磁開關(guān)、電控鎖或讀卡機(jī)等控制裝置，在現(xiàn)場進(jìn)行身份自動(dòng)識(shí)別并由中央控制室監(jiān)控。運(yùn)行值班人員和檢修人員持感應(yīng)卡或者密碼開啟出入，中央管理服務(wù)器記錄所有進(jìn)出人員信息，并進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)記錄管理。

3.2 生產(chǎn)監(jiān)視

監(jiān)視系統(tǒng)對全廠發(fā)變電設(shè)備、輔助設(shè)備、配電室以及排水泵房等主要生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視。全廠所有視頻信號(hào)通過獨(dú)立的光纖網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街锌厥?，系統(tǒng)具備24 h錄像功能，錄像資料保存時(shí)間不小于7 d，所有錄像資料具備按時(shí)間、地點(diǎn)等方式進(jìn)行快速檢索回放要求。運(yùn)行人員可以在任意一臺(tái)監(jiān)視器、大屏上顯示任意一個(gè)攝像機(jī)的圖像，并可對所有圖像進(jìn)行控制、編組切換、多畫面分組巡視等。

開發(fā)手機(jī)APP訪問視頻監(jiān)控服務(wù)器，根據(jù)需要和授權(quán)隨時(shí)隨地調(diào)取監(jiān)控視頻信息，遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。特別是設(shè)備異?；蚴鹿薁顟B(tài)下，能快捷準(zhǔn)確地全面掌握現(xiàn)場情況，為事故處理提供綜合信息。

3.3 生產(chǎn)故障報(bào)警

系統(tǒng)將生產(chǎn)故障報(bào)警信息接入到系統(tǒng)，一旦有報(bào)警信號(hào)發(fā)生，系統(tǒng)可以將相應(yīng)的圖像切換到當(dāng)前的監(jiān)視器上或啟動(dòng)相應(yīng)的聲光報(bào)警器，并對報(bào)警區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)錄像。

4 小浪底工程新增監(jiān)控點(diǎn)布置

新增監(jiān)控點(diǎn)布置見表2。

表2 小浪底工程攝像頭安裝明細(xì)表

5 改造后視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選擇

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)、鏡頭、護(hù)罩、電源、視頻傳輸電纜、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備組成（圖1）。

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖

（1）根據(jù)環(huán)境選擇不同類型的攝像機(jī)：

1）照向室內(nèi)等光線較暗區(qū)域的攝像機(jī)，采用室外寬動(dòng)態(tài)全方位一體化攝像機(jī)；

2）光線較暗的位置采用低照度彩轉(zhuǎn)黑鏡頭分離式槍式攝像機(jī)和低照度全方位一體化攝像機(jī)；

3）背光位置采用低照度紅外一體化槍式攝像機(jī)；

4）104廊道、120廊道采用低照度彩轉(zhuǎn)黑鏡頭分離式槍式攝像機(jī)；

5）中控室、參觀大廳、安裝間、發(fā)電機(jī)層以及廠房各出入口等采用全方位一體化攝像機(jī)；

6）在相對靜止的位置選用有移動(dòng)偵測功能的攝像頭。

（2）巡回監(jiān)視的場所使用云臺(tái)。云臺(tái)的選用注意以下幾點(diǎn)：

1）云臺(tái)負(fù)荷能力大于實(shí)際負(fù)荷的1.2倍；

2）云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)具有較好的自鎖性能，剎車時(shí)回程角應(yīng)小于1°；

3）室內(nèi)云臺(tái)在最大負(fù)荷時(shí)，噪聲應(yīng)小于50 dB。

（3）攝像機(jī)安裝防護(hù)罩，防護(hù)罩有嚴(yán)格的密封結(jié)構(gòu)，還要有雨刷、噴淋裝置等，同時(shí)具有升溫和降溫功能，以有效保護(hù)攝像機(jī)正常工作。

（4）采用光纖和光端機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸，傳輸部分的衰減、引入噪聲、幅頻特性、相頻特性等性能良好，保證原始圖像信號(hào)不產(chǎn)生明顯的噪聲、失真。

（5）顯示錄像設(shè)備包括視頻顯示器、數(shù)字硬盤錄像機(jī)和大屏幕。數(shù)字硬盤錄像機(jī)與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)連接通信，同時(shí)記錄視頻信號(hào)和音頻信號(hào)，操作端可以作為輔助顯示，以多媒體軟件進(jìn)行控制，經(jīng)過授權(quán)，局域網(wǎng)任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)或手機(jī)具備查看前端監(jiān)控畫面功能。

6 小浪底工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

（1）采用視頻處理軟件系統(tǒng)，將采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和壓縮成為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，再傳送到圖像數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器，系統(tǒng)軟件通過對從現(xiàn)場發(fā)送來的圖片、數(shù)據(jù)分析比對實(shí)現(xiàn)異常現(xiàn)象預(yù)警或狀態(tài)報(bào)警，運(yùn)行工作人員一旦得到系統(tǒng)預(yù)警信息，作出相應(yīng)的應(yīng)急處理。

（2）利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻共享，根據(jù)用戶不同需要和權(quán)限訪問視頻系統(tǒng)，通過手機(jī)和PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)清晰的視頻監(jiān)控、錄像回放以及下載播放，有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（3）當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)后，經(jīng)過智能軟件判斷，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過手機(jī)軟件發(fā)送到相關(guān)人員。

7 結(jié)束語

實(shí)踐證明，對現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究和升級(jí)改造，既滿足生產(chǎn)需要，又可以降低生產(chǎn)成本、提高工作效率，確保了小浪底工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

TV738

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1672-5387（2017）08-0045-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.08.014

2017-06-15

張心娜（1982-），女，工程師，從事水電站管理工作。