水洛河集控中心消防監控系統與梯級電站互聯的實現及意義

譚 小 林

(四川涼山水洛河電力開發有限公司，四川 成都　610092)

水洛河集控中心消防監控系統與梯級電站互聯的實現及意義

譚 小 林

(四川涼山水洛河電力開發有限公司，四川 成都610092)

摘要：結合相關消防監控系統設計規范、標準的具體要求，論述了水洛河集控中心建設消防監控系統的必要性、系統組成及運行方式。

關鍵詞：水洛河集控中心 ；消防監控系統；協議轉換器(傳輸設備)

1概述

為了科學合理地利用流域的水能資源，實現資源利用的最優組合，全面提高企業的綜合經濟效益，實現流域有機補償，滿足電力市場的負荷需求，實現電站“無人值班”(少人值守)，降低生產管理成本，提高生產效率，實現梯級電站集中控制、優化調度和經濟運行，四川涼山水洛河電力開發有限公司按照對所轄流域十一個電站的集中控制管理原則在成都建設集控中心，對地處涼山州水洛河流域的梯級電站進行集約化管理，集控中心建設地點選在成都青羊工業總部基地T20樓十樓。

目前水洛河公司首批開發的寧朗電站首臺機組已于2012年7 月27 日投產發電，撒多電站業已于2014年6月10日首臺機組投產發電。第二批次開發的固滴、新藏、博瓦三個電站均已開工建設。

2集控中心消防監控系統建設的必要性

目前水洛河流域已建成的兩個電站及后續開發的各水電站建筑物內均按照消防法規的要求安裝了火災自動報警系統和消防聯動設施。流域內水電站具備的消防報警主機數量為11個(已建和在建電站數量為11級)。

針對如何能夠保證水洛河流域沿線水電站內部火災自動報警設備及時獲悉火警情報并保障消防設施正常運行，預防火災發生并及時撲救初期火災，一旦發生警情如何及時通知監控中心準確及時接警、快速反應、迅速出動；企業領導和相關監督部門應采取什么樣的手段對流域沿線內部報警、故障和運行狀態等信息進行快速、有效的瀏覽查詢；當報警發生，如何結合現有視頻監控系統實現可視化確認；如何在監控中心實現前端無人值守基站內部消防設備的遠程聯動控制等建立起一套能對沿線重點部位的火災探測報警系統、消防設備進行日常檢測、監控、維護及綜合信息處理的火災自動報警監控管理系統，從而使建筑消防設施系統、消防設備的日常維護、檢測、接警、報警、分析等始終處于最佳狀態，發揮系統的最大社會效益及經濟效益十分重要。

建設水洛河流域遠程集控中心消防監控系統非常必要，其可實現對水洛河沿線梯級電站消防信息的統一管理，對梯級電站火災的預防與及時撲滅火災危害、避免更大的人員、財產損失具有重要意義。由于火災自動報警主機安裝時間及施工單位不同，加之流域沿線較長，各消防主機現獨立、分散運行，且電站因消防系統和集控中心的開發商不是同一廠家，因而面臨系統無法兼容且需要更換等重大投資和設備重建問題。建設單位通過與電站側設計單位和集控中心設計單位討論，最終確定了在保證電站側設備不做大的變動的情況下，采用在電站側系統增加協議轉換器的方式實現電站至集控的雙向信息傳輸，進而控制了工程建設的時間并減少了設備投資。最終采用的海灣公司產品及協議轉換器實現了集中式消防安全監控聯動的功能，把前后分別安裝在11個電站的、由不同廠家生產的消防安全監控系統通過光纖網絡連接起來，形成了包括11個分控中心和一個成都總控中心的控制網。

3集控中心消防監控系統設計方案

3.1整體結構

該火災報警監控管理系統網絡由集控側火災報警監控管理中心、傳輸網絡、電站側前端協議轉換器(傳輸設備)構成。其中由火災報警協議轉換器(傳輸設備)與火災報警監控管理中心之間組成的網絡上的任一臺火災報警協議轉換器(傳輸設備)均為網絡上的一個節點，連接不同的火災自動報警控制器，并將信息傳送至火災報警監控管理中心，可在火災報警監控管理中心顯示/控制節點的相關設備。集控中心消防監控系統圖詳見圖1。

圖1　集控中心消防監控系統圖

火災自動報警監控管理計算機及監控管網絡系統可以通過專 用通訊網絡實現對流域沿線各級別水電站內已安裝的建筑消防設施系統的運行狀況進行實時數據采集和處理，對下轄區域進行報警設備聯網。海灣JK-TX-GST6000D型協議轉換器(傳輸設備)直接連接到網絡線路之中，與電站側火災報警設備進行消防聯網，并實時向監控管理中心發送報警、管理資料；實時監控電站所有建筑消防設施系統的運行狀況及人員值班情況，及時、準確地接收并處理各類火災早期信息；快速接收建筑消防設施系統的故障(動作)信息，及時發現值班人員脫崗情況并及時提出警告，從而保證了建筑消防設施系統的正常開通運行，加強了內部人員的消防意識，嚴格了管理制度。

火災自動報警遠程監控系統從系統結構上劃分為三部分：

第一部分為轄區獨立中心的通訊服務器和客戶端顯示部分；

第二部分為傳輸部分；

第三部分為數據采集和轉發部分。

系統的工作原理和過程如下：

當火災報警控制器有報警和故障信息產生時，火災報警控制器除正常顯示和現場報警外，還通過通訊接口將信息傳送至JK-TX-GST6000D協議轉換器(傳輸設備)上。JK-TX-GST6000D協議轉換器(傳輸設備)將火警、故障、正常信息直接傳送到流域消防監控管理中心。

設在消防監控中心的通訊服務器通過服務器接口對所有報警信息進行采集與處理。通訊服務器接收到報警信息后，一方面將報警信息按類別存入數據庫；另一方面在接警客戶端進行顯示。

接警客戶端在接收到報警信息后以文字和圖形兩種方式同時顯示報警內容。文字信息內容包括：報警時間、報警區名稱、報警區地址、報警點的詳細情況(探測器編碼或實際安裝位置)，如相關負責人、聯系電話等，并可查詢報警點的詳細信息(包括報警點建筑特征，消防栓設置位置、管徑、壓力，存儲物資情況等)；圖形方式顯示報警區在流域沿線平面圖上的位置，建筑物外景圖，樓層平面圖，消火栓位置，逃生通道位置等，并可在樓層平面圖上定位具體報警探測器的位置，顯示報警探測器類型。接警客戶端在接收到報警信息的同時會自動區分火警、故障信息類型，以語音“請確認火警”、“請確認故障”提示值班人員進行處理。當接警客戶端軟件沒有運行且有報警信息進入時，設在后臺運行的提示功能會自動提示。

系統能自動感測到網絡故障及網絡結點通訊故障，并以聲音、文本、圖形等方式進行顯示與報告；當網絡故障排除后，網絡可自動還原工作狀態。

3.2系統組成

該系統設計的火災報警系統的傳輸網絡采用流域沿線內部專用通訊網，傳輸速度快，傳輸距離遠，抗電磁干擾強，在擴展視頻等領域優勢明顯。組網后速度快，網絡具有良好的開放性和可擴展能力，可實時檢測監控設備工作狀態，實時檢測監控設備的運行、通訊狀態。

協議轉換器(傳輸設備)：水洛河集控中心的協議轉換器(傳輸設備)采用由海灣公司自主研發的JK-TX-GST6000D設備，采用工業級雙微處理器，數字化總線傳輸技術，報警響應時間小于1 s，可保證系統在第一時間作出快速、有效反應。由不同消防廠家生產的各種火災報警控制器、液體泄漏探測器、可燃氣體泄漏探測器可通過數字化總接口與協議轉換器(傳輸設備)連接。

成都火災報警監控管理中心：負責接收轄區范圍內建筑物中火災自動報警設備上傳的日常報警信息，負責報警資料的存儲與統計。該中心由管理計算機及接收控制軟件、接警管理軟件、故障信息管理軟件、巡檢維護管理軟件、資料維護軟件模塊、打印機、UPS電源及防雷模塊等組成。

企業級路由設備：MSR路由設備集數據安全、語音通信、業務定制等功能于一體，能夠在企業網絡應用不斷豐富的形勢下將多元業務部署于同一節點，設備支持最大16路E1接口和多路局域網接口，充分考慮應用數據通道(主用、備用兩路通道各2 M帶寬)并提供了強大的擴展功能。

4監控管理系統的運行方式

4.1通信服務器軟件

服務器軟件運行于火災報警監控中心的通訊服務器內，通過流域沿線內部通訊網絡與該中心所在轄區的協議轉換器(傳輸設備)(JK-TX-GST6000D)進行數據通信，通訊服務器及服務器軟件負責所有已安裝的協議轉換器(傳輸設備)的報警、故障、狀態信息的采集與轉發，負責對網絡連接狀態進行檢測，負責對火災自動報警信息系統的信息發送進行控制。

4.2身份驗證和登錄管理

監控管理系統軟件啟動時需要進行身份驗證，沒有權限的人員或輸入錯誤登錄密碼時系統將拒絕進入。系統登錄權限分為系統管理員和值班人員兩級。

4.3火災自動報警設備連接狀態顯示

火災自動報警設備在成都集控中心系統注冊后，服務器自動尋找該設備并監視該設備與服務器的連接狀態。

同時，消防監控中心與用戶信息傳輸裝置之間可采用雙網絡互為備份的方式進行連接，能夠實時檢測鏈路情況；同時可對監控設備進行巡檢，其周期可自行任意設定并能動態設置巡檢方式和時間。通過自動或人工對用戶信息傳輸裝置進行巡檢測試，并顯示巡檢測試結果。

4.4數據采集

通訊服務器對火災自動報警設備的運行信息進行采集。可以采集的信息類型包括：

(1)手動按鈕報警；

由圖13和圖14可得：公差越小，成本越大，即公差成本較質量損失成本對總成本的影響更大；工序2的公差變化對成本影響最小，其次是工序1，最后是工序3；工序3對成本的影響大于工序1和工序2共同作用時對成本的影響；3個工序對成本的影響在各自取值范圍內都是公差越小，相同公差變化對成本變化影響越大，隨著公差的增大，相同公差變化對成本變化的影響越來越不顯著。

(2)探測器自動報警；

(3)探測器故障；

(4)設備自檢和故障報警；

(5) 控制器主電故障與恢復；

(6)控制器備電故障與恢復；

(7) 清除信息；

(8)總線故障。

4.5控制器協議解析、數據整理與數據轉換

不同型號的火災報警控制器的通訊協議均不一樣。如果將不同協議的數據直接送給成都的監控管理軟件進行處理，將會大大增加監控管理軟件的負擔，在每次調整現場設備時均需要調整集控中心的設備。采用本系統中的協議轉換器(傳輸設備)，可將接收到的不同廠家、不同型號控制器的數據轉換為標準格式的數據，統一送監控中心進行處理，轄區內各級電站調整各自的具體信號組成不影響成都集控中心的工作。

采用國產海灣公司生產的報警設備，以增加CRT接口板方式與協議轉換器(傳輸設備)JK-TX-GST6000D的方式進行聯接后采集各種數據。

圖2　協議轉換過程圖

采用其他廠家生產的報警設備，每臺設備均需采用相應的數據處理機轉化為標準格式，通過標準數據接口轉換上傳至JK-TX-GST6000D協議轉換器(傳輸設備)后進行采集數據。協議轉換過程見圖2。

4.6監控管理系統軟件

監控管理計算機及監控管理軟件完成流域沿線范圍火災設備自動報警、故障等信息的接收、顯示、處理及上報，負責對各種運行數據進行統計查詢、報表打印。

4.7報警信息中的地理位置顯示

登錄進入系統后，即進入監控狀態。

進入監控管理系統后，顯示器顯示正常的地理信息監控界面——流域沿線區域概貌地圖。在正常的監視界面下，可以對地圖進行瀏覽、放大、縮小操作，放大縮小的比例為初始設定；

報警狀態下，自動定位報警區位置，以紅色標識報警點；

報警狀態下將彈出報警區建筑物所有樓層平面圖信息顯示框，自動定位報警點在樓層的詳細位置；

在樓層平面圖狀態下，可以顯示已標注的火災探測器情況，顯示相應滅火設備的分布情況，顯示水源等相關信息。

4.8詳細用戶資料的查詢

可以對已注冊用戶的詳細資料進行查詢。查詢內容包括：區域名稱、地址及聯系電話、四鄰情況、消火栓信息、重點部位、撲救措施、滅火預案、行車路線等。

4.9報警信息的統計查詢

監控管理計算機處于統計查詢狀態下時，可以對所有歷史報警記錄等信息進行查詢，

4.10對接警值班人員的管理

對監控中心值班人員的管理有以下幾種方式：

每個值班人員分配有自己獨立的代碼和密碼，操作員的增減、信息的更改需要有管理員的權限；

進入、退出軟件時應有權限認證。對于沒有權限的人員或密碼驗證錯誤者均不能登錄或退出系統。系統的登錄和退出均有記錄，記錄登錄或退出時間和操作人員代碼，對其可進行查詢打印；

當值班人員換崗時，需要以自己的身份進行換崗操作，操作過程自動記錄并可查詢打印。

系統設有隨機查詢值班功能(可以設定查詢頻次，如每8 h 3次等)。在監控管理正常監控界面下會彈出請確認畫面，并有語音提示。如值班人員在崗可按確認鍵；如值班人員在預設時間內沒有操作，系統自動記錄為漏崗。

4.11系統用戶資料的錄入、維護及新用戶的添加

在以系統管理員的權限進入系統后，可以實現對用戶基本資料、用戶詳細資料、建筑消防設施系統信息的錄入、修改和維護，可以實現新增加建筑消防設施系統的在線添加和管理。

4.12中心自動校時

系統自動接收GPS對時信號，鎖定標準時間，全網自動校時，可確保監控中心系統和用戶端協議轉換器(傳輸設備)的時間與標準時間一致，累計誤差不大于5 s。

4.13遠程Web的查詢與統計

Web查詢統計系統共分為“實時數據瀏覽”、“查詢”和“統計”三大功能模塊。實時數據瀏覽”部分包括對火警、故障、巡檢、誤報等當前信息的瀏覽功能；查詢部分可提供對報警信息、巡檢信息、其它信息全方位、多條件的復合查詢；統計部分可分為分類列表統計和綜合圖形統計，分別以表格和圖形的方式提供豐富、直觀的數據統計結果。

5項目建設的意義

實施監測水洛河流域各電站消防設施的運行狀態，可以及時甄別火警信息，發現故障，進而保證電站的安全運行；變分散為集中、變被動為主動，進而實現對水洛河流域沿線各級水電站自身獨立消防設施的統一管理和維護；及時發現火警、快速反應，避免并減少火災的發生；強化人員管理，適合少人值守模式；降低消防人員的工作強度并提高其工作效率；有效降低綜合管理成本、提高消防整體管理水平，實現多系統功能有機結合。本次聯網采用的國產海灣協議轉換器，實現了在保證不改動原有各電站已投運設備的前提下，通過協議轉換，實現了集控中心對各個電站運行情況的實時監控。

譚小林(1974-)，男，四川羅江人，副總經濟師，工程師，從事水電工程建設開發技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

收稿日期:2014-12-12

文章編號:1001-2184(2015)02-0085-05

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV737;TV7;TV736

作者簡介: