小浪底工程視頻監控系統優化研究淺析

張心娜

（黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 鄭州 450000）

小浪底工程視頻監控系統優化研究淺析

張心娜

（黃河小浪底水資源投資有限公司，河南 鄭州 450000）

通過對小浪底工業電視視頻監控系統的設備和功能分析,指出了原有工業電視系統存在的問題和缺陷，利用目前先進的視頻監控系統設備和技術，以及先進的設備管理理念對小浪底工程的工業電視視頻監控系統進行優化改造，以滿足小浪底水利樞紐“無人值班,少人值守”的現代化管理的需要。

小浪底；工業電視；優化研究；電站管理。

0 概述

隨著計算機技術、多媒體技術及通訊技術的飛速發展，圖像、聲音等多媒體信號的數字化處理以及遠距離傳輸技術已日益成熟，具有遙測、遙信、遙控、遙調、遙視功能，為實現電站“無人值班”管理模式奠定了技術基礎。

小浪底水利工程負責小浪底水力發電廠和西霞院水電站的調度運行，隨著工作方式的改變，在鄭州對小浪底、西霞院兩站遠程控制將是今后主要的運行管理模式，為保證兩站的安全穩定運行，須對現有視頻監控系統進行優化改造。

1 小浪底工程視頻監控系統現狀及存在問題

1.1 系統組成

主要由前端設備、主控設備、監視及錄像設備、光纖傳輸部分、中控室分控組成。前端設備主要指攝像機、鏡頭、云臺、解碼器等設備；主控設備是指CM9740矩陣主機、CM9740ALM報警聯動模塊、后備式UPS CM9740系統控制服務器及軟件等；監視及錄像設備包括：數字化錄像系統及軟件、監視器、光端機等數據處理設備。

1.2 小浪底工程視頻監控系統基本功能

監控系統監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個區域，監視點分布情況見表1。

表1 視頻監視點表

1.3 小浪底工程視頻監控系統存在問題

（1）主機設備和多數監控探頭已損壞或失效；

（2）監控探頭分布范圍有限，監控范圍存在盲區；

（3）監控探頭技術落后，視頻質量差；

（4）部分產品已停產，維護廠家已解散，無法保障設備的維護保養；

（5）數據傳輸通道帶寬過窄，可靠性差；

（6）數據存儲處理設備老化，數據無法備份，操作界面繁瑣。

2 小浪底工程視頻監控系統優化思路

（1）對全廠設備進行梳理，根據設備重要程度分級，重新確定監控探頭位置，對重要設備實施監視全面覆蓋；

（2）實現視頻數據實時云備份功能，根據工作需求，設定不同級別用戶調取查閱視頻音頻資料的權限；

（3）利用監控攝像機智能系統，實現移動偵測、視頻監控智能判斷報警、監控畫面智能切換功能；

（4）利用互聯網技術，實現視頻監控遠程調取以及異常信息智能推送功能；

（5）與有資質安防公司簽署維保協議，提高維保質量，保證視頻監控系統穩定可靠運行。

3 小浪底工程視頻監控系統功能實現

3.1 門禁管理

核心區域出入口等通道口安裝門磁開關、電控鎖或讀卡機等控制裝置，在現場進行身份自動識別并由中央控制室監控。運行值班人員和檢修人員持感應卡或者密碼開啟出入，中央管理服務器記錄所有進出人員信息，并進行統一存儲記錄管理。

3.2 生產監視

監視系統對全廠發變電設備、輔助設備、配電室以及排水泵房等主要生產區域進行監視。全廠所有視頻信號通過獨立的光纖網絡和無線網絡傳輸到中控室，系統具備24 h錄像功能，錄像資料保存時間不小于7 d，所有錄像資料具備按時間、地點等方式進行快速檢索回放要求。運行人員可以在任意一臺監視器、大屏上顯示任意一個攝像機的圖像，并可對所有圖像進行控制、編組切換、多畫面分組巡視等。

開發手機APP訪問視頻監控服務器，根據需要和授權隨時隨地調取監控視頻信息，遠程查看設備運行狀況，及時發現設備缺陷，降低工作人員勞動強度。特別是設備異常或事故狀態下，能快捷準確地全面掌握現場情況，為事故處理提供綜合信息。

3.3 生產故障報警

系統將生產故障報警信息接入到系統，一旦有報警信號發生，系統可以將相應的圖像切換到當前的監視器上或啟動相應的聲光報警器，并對報警區域進行自動錄像。

4 小浪底工程新增監控點布置

新增監控點布置見表2。

表2 小浪底工程攝像頭安裝明細表

5 改造后視頻監控系統設備選擇

視頻監控系統由攝像機、鏡頭、護罩、電源、視頻傳輸電纜、數字監控系統等設備組成（圖1）。

圖1 視頻監控系統組成示意圖

（1）根據環境選擇不同類型的攝像機：

1）照向室內等光線較暗區域的攝像機，采用室外寬動態全方位一體化攝像機；

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

3）背光位置采用低照度紅外一體化槍式攝像機；

4）104廊道、120廊道采用低照度彩轉黑鏡頭分離式槍式攝像機；

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

6）在相對靜止的位置選用有移動偵測功能的攝像頭。

（2）巡回監視的場所使用云臺。云臺的選用注意以下幾點：

1）云臺負荷能力大于實際負荷的1.2倍；

2）云臺轉動停止時具有較好的自鎖性能，剎車時回程角應小于1°；

3）室內云臺在最大負荷時，噪聲應小于50 dB。

（3）攝像機安裝防護罩，防護罩有嚴格的密封結構，還要有雨刷、噴淋裝置等，同時具有升溫和降溫功能，以有效保護攝像機正常工作。

（4）采用光纖和光端機實現圖像信號和控制信號的傳輸，傳輸部分的衰減、引入噪聲、幅頻特性、相頻特性等性能良好，保證原始圖像信號不產生明顯的噪聲、失真。

（5）顯示錄像設備包括視頻顯示器、數字硬盤錄像機和大屏幕。數字硬盤錄像機與計算機和網絡連接通信，同時記錄視頻信號和音頻信號，操作端可以作為輔助顯示，以多媒體軟件進行控制，經過授權，局域網任何一臺計算機或手機具備查看前端監控畫面功能。

6 小浪底工程視頻監控系統軟件系統實現功能

（1）采用視頻處理軟件系統，將采集的圖像數據進行編碼和壓縮成為數字視頻數據，再傳送到圖像數據監控服務器，系統軟件通過對從現場發送來的圖片、數據分析比對實現異常現象預警或狀態報警，運行工作人員一旦得到系統預警信息，作出相應的應急處理。

（2）利用互聯網技術實現視頻共享，根據用戶不同需要和權限訪問視頻系統，通過手機和PC機進行實時清晰的視頻監控、錄像回放以及下載播放，有效實現設備遠程監控。

（3）當發生異常狀態后，經過智能軟件判斷，發出報警信號，并通過手機軟件發送到相關人員。

7 結束語

實踐證明，對現有視頻監控系統進行優化研究和升級改造，既滿足生產需要，又可以降低生產成本、提高工作效率，確保了小浪底工程的安全穩定運行。

TV738

B

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。