全數(shù)字式工業(yè)電視系統(tǒng)在瀑布溝水電站安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

周業(yè)榮，宋 柯，黃天文，彭 放，冷紅升

（國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源 625304）

全數(shù)字式工業(yè)電視系統(tǒng)在瀑布溝水電站安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

周業(yè)榮，宋 柯，黃天文，彭 放，冷紅升

（國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源 625304）

介紹了瀑布溝水電站工業(yè)電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能，以及工業(yè)電視系統(tǒng)與電站消防系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)及安防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制方案，闡述了工業(yè)電視系統(tǒng)在"無(wú)人值班"（少人值守）水電站安全生產(chǎn)過(guò)程中的重要作用。

全數(shù)字；工業(yè)電視；安全生產(chǎn)

0 概述

瀑布溝水電站位于大渡河中游，電站裝設(shè)6臺(tái)600 MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，在系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)調(diào)峰、調(diào)頻及事故備用，是四川電力系統(tǒng)中的骨干電站之一。電站按無(wú)人值班原則設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，由流域梯級(jí)調(diào)度中心統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)行。瀑布溝水電站工業(yè)電視系統(tǒng)采用數(shù)字式視頻監(jiān)控方式，共布置安裝有290個(gè)監(jiān)視點(diǎn)位，主要用于電站發(fā)電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和電站各部位的安全監(jiān)視。監(jiān)視點(diǎn)位覆蓋了電站所有區(qū)域，包括地面廠房區(qū)域、大壩區(qū)域、地下主廠房區(qū)域，在保證電站的安全生產(chǎn)方面起著非常重要的作用。

1 瀑布溝水電站工業(yè)電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

瀑布溝電站工業(yè)電視系統(tǒng)采用分層星型結(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)傳輸速率1 000 Mb/s，區(qū)域網(wǎng)傳輸速率100Mb/s，由后端設(shè)備和前端設(shè)備組成。后端設(shè)備主要包括圖像監(jiān)控服務(wù)器、圖像管理服務(wù)器、圖像存儲(chǔ)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器、主交換機(jī)。前端設(shè)備由區(qū)域交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)槍式彩色攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)球型彩色攝像機(jī)組成。所有設(shè)備以主交換機(jī)為中心組成局域網(wǎng)（LAN）聯(lián)接，地面廠房區(qū)域、大壩區(qū)域、地下主廠房區(qū)域內(nèi)各個(gè)攝像機(jī)采集數(shù)字視頻信號(hào)送入?yún)^(qū)域交換機(jī)匯集，再用1000M光纖以太網(wǎng)接口由單模光纖與主交換機(jī)相連。工業(yè)電視系統(tǒng)設(shè)圖像管理服務(wù)器一臺(tái)，用于用戶驗(yàn)證目錄管理、系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備分級(jí)/分組管理、系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程對(duì)前端設(shè)備配置、網(wǎng)內(nèi)設(shè)備校時(shí)、所有操作和狀態(tài)日志管理、存儲(chǔ)服務(wù)器硬盤(pán)狀態(tài)檢測(cè)、視頻通道狀態(tài)檢測(cè)等見(jiàn)圖1。圖像監(jiān)控服務(wù)器安裝在電站中控室，主要用于各個(gè)點(diǎn)位的監(jiān)視畫(huà)面調(diào)取、報(bào)警區(qū)域顯示、設(shè)備在線狀態(tài)、攝像機(jī)調(diào)節(jié)控制、錄像的回放等。工業(yè)電視系統(tǒng)還與電站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門(mén)禁及安防系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信及聯(lián)動(dòng)控制。與大渡河公司成都集控中心相連接，實(shí)現(xiàn)接入成都集控中心工業(yè)電視系統(tǒng)。

圖1 瀑布溝水電站工業(yè)電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2 瀑布溝水電站工業(yè)電視系統(tǒng)主要功能

2.1 監(jiān)視功能

電站值班人員可通過(guò)圖像監(jiān)控服務(wù)器調(diào)取全站共290個(gè)點(diǎn)位圖像，對(duì)地下主廠房、地下副廠房、進(jìn)廠交通洞、地面副廠房、GIS樓、壩區(qū)閘首、尼日河首部電氣設(shè)備和通道等部位進(jìn)行巡視，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況?？赏ㄟ^(guò)圖像查看電站現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電主輔設(shè)備的壓力、溫度、流量、液位等參數(shù)，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況?？杀O(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)漏水、漏油、火情等特殊情況發(fā)生，對(duì)電站重點(diǎn)部位人員進(jìn)入情況進(jìn)行監(jiān)視。通過(guò)工業(yè)電視還可及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)工作人員的工作進(jìn)展情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)行合理調(diào)動(dòng)和安排。當(dāng)檢測(cè)到電站內(nèi)重要區(qū)域有人員活動(dòng)或其他危險(xiǎn)時(shí)，能立即將該監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控畫(huà)面切換至中控室大屏幕顯示器上，并發(fā)出音響和閃光報(bào)警。

2.2 視頻存儲(chǔ)功能

系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)由52塊1T磁盤(pán)組成的磁盤(pán)矩陣圖像存儲(chǔ)服務(wù)器，系統(tǒng)具有強(qiáng)大的錄像功能，支持RAID5，滿足所有視頻輸入24 h全天候錄象。在本地端錄像的同時(shí)還可以同步實(shí)時(shí)將視頻信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳輸，在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視以及訪問(wèn)錄像文件，進(jìn)行錄像回放、備份等操作?？赏ㄟ^(guò)圖像管理服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)服務(wù)器的圖像存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理和磁盤(pán)空間管理，可利用監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行錄像的下載和回放。存儲(chǔ)服務(wù)器采用2路AC220V供電方式，取自電站UPS設(shè)備，保證了存儲(chǔ)服務(wù)器供電的可靠性。

系統(tǒng)主要具有以下五種功能：

（1）定時(shí)錄像：系統(tǒng)管理員可以通過(guò)DH-SMS監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)定時(shí)間段對(duì)監(jiān)控前端的某個(gè)攝像機(jī)的圖像進(jìn)行定時(shí)錄制。

（2）動(dòng)態(tài)檢測(cè)錄像：系統(tǒng)管理員可以通過(guò)DH-SMS監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)定當(dāng)某個(gè)攝像機(jī)檢測(cè)到動(dòng)態(tài)圖像時(shí)是否進(jìn)行錄像，也可以設(shè)定各個(gè)攝像機(jī)錄像的優(yōu)先級(jí)。

（3）報(bào)警自動(dòng)錄像：支持報(bào)警探測(cè)器接入（支持報(bào)警輸入和報(bào)警輸出，可以將報(bào)警系統(tǒng)整合進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)），并能實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)管理員可以設(shè)定當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)是否進(jìn)行報(bào)警錄像。當(dāng)報(bào)警探測(cè)器或視頻動(dòng)態(tài)檢測(cè)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行錄像，直至報(bào)警解除。不同監(jiān)控前端的報(bào)警可同時(shí)錄像，同一監(jiān)控前端有多個(gè)報(bào)警同時(shí)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)錄制高優(yōu)先級(jí)的報(bào)警圖像，若優(yōu)先級(jí)相同則錄制最先檢測(cè)到的報(bào)警點(diǎn)圖像。

（4）手動(dòng)錄像：系統(tǒng)管理員可以設(shè)定對(duì)某個(gè)固定監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行24 h不間斷錄像，或?qū)Ω鞅O(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行輪視錄像。

（5）錄像檢索及回放功能：錄像硬盤(pán)空間管理采用兩種方式：①自動(dòng)循環(huán)覆蓋的方式，即剩余硬盤(pán)空間到達(dá)設(shè)置界限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)刪除距當(dāng)前時(shí)間最久遠(yuǎn)的一天的錄像文件；②停止方式，即硬盤(pán)滿時(shí)停止錄像，并立即發(fā)出友好提示，建議用戶如何操作。通過(guò)監(jiān)控服務(wù)器可任意下載或回放某個(gè)時(shí)間段的現(xiàn)場(chǎng)錄像。

（6）錄像文件備份：可以將需要的錄像文件從網(wǎng)絡(luò)上下載到微機(jī)硬盤(pán)上，或在錄像回放的時(shí)候?qū)δ骋粫r(shí)間段的圖像重新錄制。

（7）錄像文件刪除：可以隨時(shí)將沒(méi)有保存價(jià)值的錄像文件手動(dòng)給以刪除。

2.3 聯(lián)動(dòng)功能

瀑布溝工業(yè)電視系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與瀑布溝計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、門(mén)禁及安防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制功能，接受來(lái)自計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、門(mén)禁及安防系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)，控制工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將報(bào)警區(qū)域的畫(huà)面切換至監(jiān)控終端，并發(fā)出報(bào)警信息。

（1）工業(yè)電視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

瀑布溝電站工業(yè)電視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)主要完成機(jī)組開(kāi)機(jī)、機(jī)組停機(jī)、緊急事故停機(jī)的過(guò)程監(jiān)視。在每個(gè)過(guò)程進(jìn)行中，工業(yè)電視系統(tǒng)會(huì)跟隨過(guò)程的進(jìn)展，自動(dòng)將所啟動(dòng)或停止的電氣設(shè)備監(jiān)視畫(huà)面投射到中控室大屏幕顯示器上，供電站運(yùn)行值班人員對(duì)開(kāi)停機(jī)或事故停機(jī)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視，了解過(guò)程進(jìn)行中各個(gè)設(shè)備狀況。當(dāng)電站內(nèi)某電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將該區(qū)域的攝像機(jī)圖像投射到中控室大屏幕顯示器上，提醒運(yùn)行值班人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)察看，為緊急情況下的故障處理提供參考依據(jù)，保證發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

機(jī)組開(kāi)機(jī)過(guò)程：LCU發(fā)投機(jī)組技術(shù)供水令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組技術(shù)供水室畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)開(kāi)圓筒閥令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組圓筒閥油壓裝置、水車(chē)室圓筒閥開(kāi)度畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)調(diào)速器開(kāi)機(jī)令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將水車(chē)室導(dǎo)葉開(kāi)度、調(diào)速器壓油裝置畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)同期合閘令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將發(fā)電機(jī)出口斷路器GCB畫(huà)面投射到中控室大屏幕上。

機(jī)組停機(jī)過(guò)程：LCU發(fā)減有功至空載令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組水車(chē)室導(dǎo)葉開(kāi)度、調(diào)速器壓油裝置畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)斷路器跳閘令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將發(fā)電機(jī)出口斷路器GCB畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)調(diào)速器停機(jī)令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將水車(chē)室導(dǎo)葉開(kāi)度、調(diào)速器壓油裝置畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)關(guān)圓筒閥令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組圓筒閥油壓裝置、水車(chē)室圓筒閥開(kāi)度畫(huà)面投射到中控室大屏幕上；LCU發(fā)停機(jī)組技術(shù)供水令時(shí)，工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將機(jī)組技術(shù)供水室畫(huà)面投射到中控室大屏幕上。

緊急停機(jī)或事故停機(jī)過(guò)程：工業(yè)電視系統(tǒng)自動(dòng)將水車(chē)室圓筒閥開(kāi)度、水車(chē)室導(dǎo)葉開(kāi)度畫(huà)面投射到中控室大屏幕上。

（2）工業(yè)電視系統(tǒng)與消防監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

當(dāng)某一區(qū)域發(fā)生火警時(shí)，消防監(jiān)控系統(tǒng)將報(bào)警區(qū)域地址碼發(fā)至工業(yè)電視系統(tǒng)，工業(yè)電視系統(tǒng)對(duì)報(bào)警區(qū)域進(jìn)行識(shí)別后，自動(dòng)啟動(dòng)工業(yè)電視系統(tǒng)將該區(qū)域?qū)?yīng)攝像機(jī)圖像投射至中控室大屏幕顯示器上，并發(fā)出音響和閃光報(bào)警。同時(shí)，消防監(jiān)控系統(tǒng)將報(bào)警區(qū)域地址碼發(fā)至門(mén)禁系統(tǒng)，由門(mén)禁系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)逃生路線門(mén)鎖，使人員能盡快撤離火災(zāi)區(qū)域。

（3）工業(yè)電視系統(tǒng)與門(mén)禁及安防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

對(duì)電站重點(diǎn)看護(hù)區(qū)域、高壓危險(xiǎn)區(qū)域有人員出入刷卡時(shí)，或接收到安防系統(tǒng)周界報(bào)警裝置的報(bào)警信號(hào)時(shí)，門(mén)禁及安防系統(tǒng)將該區(qū)域地址碼發(fā)至工業(yè)電視系統(tǒng)，工業(yè)電視系統(tǒng)對(duì)區(qū)域進(jìn)行地址識(shí)別后，自動(dòng)將人員活動(dòng)區(qū)域或報(bào)警區(qū)域畫(huà)面投射至大屏幕顯示器上，并發(fā)出音響和閃光報(bào)警，啟動(dòng)存儲(chǔ)服務(wù)器對(duì)該區(qū)域進(jìn)行錄像。

2.4 攝像機(jī)遠(yuǎn)程管理功能

在圖像管理服務(wù)器上或圖像監(jiān)控服務(wù)器上，通過(guò)每臺(tái)攝像機(jī)的不同IP地址可遠(yuǎn)程登陸不同的網(wǎng)絡(luò)球型彩色攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)槍式彩色攝像機(jī)的管理界面，對(duì)攝像機(jī)的時(shí)鐘、圖像亮度、圖像對(duì)比度、圖像碼流速率等進(jìn)行設(shè)置，可對(duì)攝像機(jī)登陸權(quán)限進(jìn)行修改，可任意設(shè)置畫(huà)面遮擋區(qū)域，可添加圖像文字標(biāo)題。

2.5 遠(yuǎn)程圖像傳輸和遠(yuǎn)程控制功能

通過(guò)瀑布溝電站與大渡河成都集控中心間的光通信設(shè)備提供的100 Mb/s以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)瀑布溝電站工業(yè)電視系統(tǒng)和大渡河集控中心工業(yè)電視系統(tǒng)相連接。瀑布溝電站現(xiàn)場(chǎng)的圖像視頻信號(hào)，通過(guò)站內(nèi)圖像管理服務(wù)器經(jīng)主交換機(jī)傳送到瀑布溝電站與大渡河成都集控中心光通信設(shè)備提供的100 Mb/s以太網(wǎng)接口上，再傳送至大渡河集控中心工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)。大渡河集控中心工業(yè)電視局域網(wǎng)中的授權(quán)用戶可通過(guò)系統(tǒng)軟件遠(yuǎn)程調(diào)用瀑布溝電站的監(jiān)控畫(huà)面，并可對(duì)瀑布溝電站現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)進(jìn)行控制。不同的監(jiān)控用戶可根據(jù)自己的監(jiān)控需求靈活切換到任意一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，可多人同時(shí)觀看一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，也可以不同用戶選擇任意現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。

2.6 時(shí)鐘同步功能

瀑布溝電站工業(yè)電視系統(tǒng)通過(guò)電站內(nèi)ZH-501GPS時(shí)間同步系統(tǒng)提供的NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步接口，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備對(duì)時(shí)。保證了工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的圖像管理服務(wù)器、圖像監(jiān)控服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)球型攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)槍式攝像機(jī)的時(shí)鐘同步，使告警記錄數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫(huà)面存儲(chǔ)記錄時(shí)間更為準(zhǔn)確。

3 結(jié)束語(yǔ)

瀑布溝水電站工業(yè)電視系統(tǒng)從設(shè)計(jì)初期就針對(duì)“無(wú)人值班”（少人值守）水電站實(shí)際情況，力求可靠性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性、實(shí)用性。工業(yè)電視系統(tǒng)與電站消防系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)及安防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)，形成了瀑布溝電站綜合監(jiān)控和跟蹤分析系統(tǒng)，也是實(shí)現(xiàn)“數(shù)字瀑布溝”的一項(xiàng)標(biāo)志性工程。

TN949.21

B

1672-5387（2010）06-0069-03

2010-10-08

周業(yè)榮（1972-），男，廠長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事水電廠生產(chǎn)管理工作。