桐柏抽水蓄能电厂工业电视从标清到高清的平稳过渡

朱海锋

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200）

0 引言

当前发电厂都朝着“无人值班、少人值守”的方式发展，为了节省人力资源的同时对生产场所实现7×24h不间断监视，在重要部位安装工业电视，并设置中央控制室/集中监控室进行不间断监控、录像的方式已经被越来越多的交通、公安、企业、商业机构等接受。随着计算机、网络、存储技术的迅猛发展，工业电视系统也朝着更高的清晰度、更快捷的传输、更大的存储方向发展，从而使得从监控器中直接监视表计读数、阀门/开关状态等成为可能。为了满足上述需求，桐柏公司对原有480线工业电视系统进行了高清化改造。

1 工业电视高清改造的必要性和愿景

现有的普通摄像机实时监控着电厂生产、办公区域重要的设备和场所，但是由于这些摄像机清晰度不高，难以胜任看清楚开关/刀闸的状态指示、表计的指针读数、广字牌的显示、油水气设备的滴冒跑漏等电厂运行人员特别关注内容的重任，无法满足当前的监控需求。如果出现火警、重要开关量信号改变、温度/流量/电气值发生重大变化等情形时，必须派人到现场实地察看以确定实际情况，从中控室到厂房、继保室、开关站等现场的平均时间在8～10min左右，上水库、导流洞等偏远地区甚至超过15min才能赶到现场，不利于事故及时控制，所以必须要更换为高清摄像机，实现工业电视监控系统“快速、准确、稳定”的目标。

改造后的高清工业电视系统将能够实现清楚的看清开关/阀门的闭合情况、当前表计指针的位置、设备的运行状况和重要区域的实时场景。并且经过改造后的高清工业电视监控系统本身形成一个独立的监控局域网，不占用本来就已经捉襟见肘的SDH网资源，通过客户端软件和特定权限的账户，在局域网的任意一个节点能够实现对全厂前端摄像机的实时画面观看、录像回放、摄像机控制等功能。同时，在磁盘阵列中要保留不少于三个月的录像资料，以方便出现问题后能够通过录像来回放当时情况。

2 旧的工业电视体系介绍

原有的桐柏电厂工业电视系统由前端的108个标清摄像机和8台硬盘录像机，若干个视频分配器，中间传输的若干种光端机、光纤收发器和网络交换机以及传输介质（光缆、尾纤、同轴线缆、光纤熔接盒），1台监控服务器，1台监控客户主机，2台视频解码器，4块电视墙组成。从前端采集的图像信号经由视频分配器一分为二，一份发送给硬盘录像机存储，位于控制室的监控客户端通过SDH网访问分散在各个区域的硬盘录像机获得存档的视频文件；另一份发送给视频切换矩阵，由解码器解码后，传输给电视墙实时显示。这种系统结构较为复杂，既占用了SDH网的资源，又使用单独的光端机传输信号，需要同时维护两套网络；它的另一个诟病是，由于前段摄像机分散且数量不一，需要配备种类繁多的视频光端机，从2口、4口、到32口不等，需要维持多个型号的备品备件，否则会造成端口数不够或者“大材小用”式的浪费。旧的系统结构见图1。

图1 原有工业电视系统结构图

3 过渡阶段方案

在逐步高清改造的2～3年内，桐柏电厂工业电视系统将以标清、高清并存的方式运行。新的系统结构舍弃了视频切换矩阵和前端—后端环节的光端机，释放了SDH网的通道，远距离信号传输全部使用光纤收发器，主干网速率为1000Mbit/s,分支网速率为100Mbit/s。由于引入了大容量磁盘阵列，所有数据统一保存，借助磁盘阵列的大容量I/O能力，电视墙的信号直接由磁盘阵列给出。过渡阶段的结构见图2。

图2 过渡阶段工业电视系统结构图

4 新的工业电视体系规划

高清改造完成后的桐柏电厂工业电视系统由108个高清摄像机，6台磁盘阵列和96块大容量硬盘，2台存储主机，1台专用客户端电脑，2台视频解码器，4块电视墙，以及若干光纤收发器、交换机以及传输介质（光缆、尾纤、同轴线缆、光纤熔接盒）组成。改造完成后的工业电视结构见图3。

图3 改造完成后的工业电视系统结构图

5 改造中的注意事项

桐柏电厂在工业电视高清改造中总结出几点经验规律。

（1）注意拉线、设备安装过程中的施工安全。

在已经投产电厂中，工业电视的光缆、线缆往往与监控、保护、安全自动装置等系统的线缆共用同一个线缆桥架，工业电视信号传输线路与通信系统共享SDH网，工业电视设备与其它设备安装在同一盘柜中，设备共用一路电源，这给施工人员提出了更高的要求。施工的安全措施里必须格外强调不得误碰、误拔、误踩、误拉电，施工监护人员也需要格外注意，如果不小心碰落了保护、安全自动装置等的端子、线缆，就会造成开关误动这样的严重后果。

（2）注意线缆的整理和标识。

标识不清晰的线缆会给今后的维护带来巨大的困难，在施工过程中要注意及时标识线缆的两端，标识的内容可以为：线缆唯一编号、所属系统、去往何处等。线缆的标签会因为老化而脱落、字迹模糊褪色，所以要选择一款高品质的标签。敷设新线缆的同时建议及时抽出并清除旧的线缆，废弃的线缆不及时清除会占据桥架、孔洞的空间，对今后的线路敷设造成困难，而且数目庞大的废弃线缆与标识不清晰这两个因素相叠加将会是今后维护人员的噩梦。

（3）注意孔洞、桥架的防火封堵及时恢复。

2011年年底鄂温克12.28火灾事故的教训令人记忆犹新，敷设线缆难免会拆开原有的防火泥、防火包等防火封堵材料，除了线缆的选材必须为阻燃线缆外，及时恢复防火封堵也是不可忽视的管理环节。

（4）注意线缆容量的冗余度。

工业电视施工的工程量有很大一部分是线缆的敷设工程，在线缆密集的桥架、孔洞、预埋管里穿线费时费力，而且存在较大的风险，所以在编制施工方案时就应当考虑线缆容量的冗余问题，光缆可以考虑增加芯数，双绞线可以考虑超5类或6类双绞线，部分环境恶劣、重要性较高的地点可以考虑敷设冗余线路，防止线缆出现断点后因为需要重新敷设线缆而影响系统的正常工作。

6 结论

改造后，130万像素/200万像素的前端摄像机完全满足了看清楚开关/刀闸的状态指示、表计的指针读数、广字牌的显示等要求，从此告别了“近视眼”、“老花眼”的情况。视频分配器、视频切换矩阵、硬盘录像机等设备均不再使用，廉价的8口、16口交换机便于堆叠组合，代替了原有规格众多的视频光端机，备品备件的种类由原来的29种下降为17种，不到原先的60%，降低了使用和维护成本。

工业电视系统单独组网，摆脱了对原本已经不堪重负的SDH网的依赖，千兆光纤的广泛应用使得传输速率得以大幅提高，可以把数据集中存放在恒温、恒湿的机房内，克服了原先数据分散的缺点，大大提高了数据的安全性，而且便于对数据进行集中管理。

在“三网融合”的大环境下，使用TCP/IP网络使得工业电视网络、办公内网之间互联成为可能，今后进一步的思路是，研究把工业电视信号引入到办公内网，使得在新源公司范围内，无论是在天台厂区、杭州办公楼，抑或是新源本部，只要有需要，立刻就能看到生产区域的画面，为企业决策者提供了方便。