小浪底工程视频监控系统优化研究浅析
2017-09-07张心娜
张心娜
（黄河小浪底水资源投资有限公司，河南 郑州 450000）
小浪底工程视频监控系统优化研究浅析
张心娜
（黄河小浪底水资源投资有限公司，河南 郑州 450000）
通过对小浪底工业电视视频监控系统的设备和功能分析,指出了原有工业电视系统存在的问题和缺陷，利用目前先进的视频监控系统设备和技术，以及先进的设备管理理念对小浪底工程的工业电视视频监控系统进行优化改造，以满足小浪底水利枢纽“无人值班,少人值守”的现代化管理的需要。
小浪底；工业电视；优化研究；电站管理。
0 概述
随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的飞速发展，图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输技术已日益成熟，具有遥测、遥信、遥控、遥调、遥视功能，为实现电站“无人值班”管理模式奠定了技术基础。
小浪底水利工程负责小浪底水力发电厂和西霞院水电站的调度运行，随着工作方式的改变，在郑州对小浪底、西霞院两站远程控制将是今后主要的运行管理模式，为保证两站的安全稳定运行，须对现有视频监控系统进行优化改造。
1 小浪底工程视频监控系统现状及存在问题
1.1 系统组成
主要由前端设备、主控设备、监视及录像设备、光纤传输部分、中控室分控组成。前端设备主要指摄像机、镜头、云台、解码器等设备；主控设备是指CM9740矩阵主机、CM9740ALM报警联动模块、后备式UPS CM9740系统控制服务器及软件等；监视及录像设备包括：数字化录像系统及软件、监视器、光端机等数据处理设备。
1.2 小浪底工程视频监控系统基本功能
监控系统监控对象主要包括地下厂房、地面副厂房、坝顶控制消力塘和尾水渠、大坝南岸等5个区域，监视点分布情况见表1。
表1 视频监视点表
1.3 小浪底工程视频监控系统存在问题
（1）主机设备和多数监控探头已损坏或失效；
（2）监控探头分布范围有限，监控范围存在盲区；
（3）监控探头技术落后，视频质量差；
（4）部分产品已停产，维护厂家已解散，无法保障设备的维护保养；
（5）数据传输通道带宽过窄，可靠性差；
（6）数据存储处理设备老化，数据无法备份，操作界面繁琐。
2 小浪底工程视频监控系统优化思路
（1）对全厂设备进行梳理，根据设备重要程度分级，重新确定监控探头位置，对重要设备实施监视全面覆盖；
（2）实现视频数据实时云备份功能，根据工作需求，设定不同级别用户调取查阅视频音频资料的权限；
（3）利用监控摄像机智能系统，实现移动侦测、视频监控智能判断报警、监控画面智能切换功能；
（4）利用互联网技术，实现视频监控远程调取以及异常信息智能推送功能；
（5）与有资质安防公司签署维保协议，提高维保质量，保证视频监控系统稳定可靠运行。
3 小浪底工程视频监控系统功能实现
3.1 门禁管理
核心区域出入口等通道口安装门磁开关、电控锁或读卡机等控制装置，在现场进行身份自动识别并由中央控制室监控。运行值班人员和检修人员持感应卡或者密码开启出入，中央管理服务器记录所有进出人员信息，并进行统一存储记录管理。
3.2 生产监视
监视系统对全厂发变电设备、辅助设备、配电室以及排水泵房等主要生产区域进行监视。全厂所有视频信号通过独立的光纤网络和无线网络传输到中控室，系统具备24 h录像功能，录像资料保存时间不小于7 d，所有录像资料具备按时间、地点等方式进行快速检索回放要求。运行人员可以在任意一台监视器、大屏上显示任意一个摄像机的图像，并可对所有图像进行控制、编组切换、多画面分组巡视等。
开发手机APP访问视频监控服务器，根据需要和授权随时随地调取监控视频信息，远程查看设备运行状况，及时发现设备缺陷，降低工作人员劳动强度。特别是设备异常或事故状态下，能快捷准确地全面掌握现场情况，为事故处理提供综合信息。
3.3 生产故障报警
系统将生产故障报警信息接入到系统，一旦有报警信号发生，系统可以将相应的图像切换到当前的监视器上或启动相应的声光报警器，并对报警区域进行自动录像。
4 小浪底工程新增监控点布置
新增监控点布置见表2。
表2 小浪底工程摄像头安装明细表
5 改造后视频监控系统设备选择
视频监控系统由摄像机、镜头、护罩、电源、视频传输电缆、数字监控系统等设备组成（图1）。
图1 视频监控系统组成示意图
（1）根据环境选择不同类型的摄像机：
1）照向室内等光线较暗区域的摄像机，采用室外宽动态全方位一体化摄像机；
2）光线较暗的位置采用低照度彩转黑镜头分离式枪式摄像机和低照度全方位一体化摄像机；
3）背光位置采用低照度红外一体化枪式摄像机；
4）104廊道、120廊道采用低照度彩转黑镜头分离式枪式摄像机；
5）中控室、参观大厅、安装间、发电机层以及厂房各出入口等采用全方位一体化摄像机；
6）在相对静止的位置选用有移动侦测功能的摄像头。
（2）巡回监视的场所使用云台。云台的选用注意以下几点：
1）云台负荷能力大于实际负荷的1.2倍；
2）云台转动停止时具有较好的自锁性能，刹车时回程角应小于1°；
3）室内云台在最大负荷时，噪声应小于50 dB。
（3）摄像机安装防护罩，防护罩有严格的密封结构，还要有雨刷、喷淋装置等，同时具有升温和降温功能，以有效保护摄像机正常工作。
（4）采用光纤和光端机实现图像信号和控制信号的传输，传输部分的衰减、引入噪声、幅频特性、相频特性等性能良好，保证原始图像信号不产生明显的噪声、失真。
（5）显示录像设备包括视频显示器、数字硬盘录像机和大屏幕。数字硬盘录像机与计算机和网络连接通信，同时记录视频信号和音频信号，操作端可以作为辅助显示，以多媒体软件进行控制，经过授权，局域网任何一台计算机或手机具备查看前端监控画面功能。
6 小浪底工程视频监控系统软件系统实现功能
（1）采用视频处理软件系统，将采集的图像数据进行编码和压缩成为数字视频数据，再传送到图像数据监控服务器，系统软件通过对从现场发送来的图片、数据分析比对实现异常现象预警或状态报警，运行工作人员一旦得到系统预警信息，作出相应的应急处理。
（2）利用互联网技术实现视频共享，根据用户不同需要和权限访问视频系统，通过手机和PC机进行实时清晰的视频监控、录像回放以及下载播放，有效实现设备远程监控。
（3）当发生异常状态后，经过智能软件判断，发出报警信号，并通过手机软件发送到相关人员。
7 结束语
实践证明，对现有视频监控系统进行优化研究和升级改造，既满足生产需要，又可以降低生产成本、提高工作效率，确保了小浪底工程的安全稳定运行。
TV738
B
1672-5387（2017）08-0045-03
10.13599/j.cnki.11-5130.2017.08.014
2017-06-15
张心娜（1982-），女，工程师，从事水电站管理工作。
