泊坑水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化云平臺(tái)建設(shè)的實(shí)踐與探索

袁舜承，張仁貢

（1.浙江省寧波市奉化縣機(jī)電排灌站，浙江寧波315500；2.浙江禹貢信息科技有限公司，浙江杭州310009）

泊坑水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化云平臺(tái)建設(shè)的實(shí)踐與探索

袁舜承1，張仁貢2

（1.浙江省寧波市奉化縣機(jī)電排灌站，浙江寧波315500；2.浙江禹貢信息科技有限公司，浙江杭州310009）

針對(duì)目前農(nóng)村水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化信息化建設(shè)系統(tǒng)比較傳統(tǒng)的現(xiàn)狀，通過云技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)終端開發(fā)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了信息化建設(shè)重點(diǎn)安全部位的視頻監(jiān)控云系統(tǒng)、集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)和水電站安全巡檢云系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。實(shí)踐應(yīng)用表明，這些系統(tǒng)很好解決了水電站的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化信息化的難題，系統(tǒng)具有先進(jìn)性、創(chuàng)新性和可拓展性，值得其他農(nóng)村水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化借鑒。

水電站；標(biāo)準(zhǔn)化；安全；生產(chǎn)；云平臺(tái)；泊坑水電站

1 背景

泊坑水電站屬于奉化市泊坑水庫(kù)管理所下屬的集體電站，位于奉化市泊坑村橫山水庫(kù)上游支流處，總裝機(jī)容量為1 000 kW（2臺(tái)機(jī)組，各500 kW）。現(xiàn)階段，泊坑水電站創(chuàng)建浙江省安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理單位，依據(jù)《浙江省農(nóng)村水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建指導(dǎo)手冊(cè)》和《浙江省農(nóng)村水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)導(dǎo)則和技術(shù)要求》等文件，結(jié)合泊坑水電站實(shí)際安全的需要，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)考察，需要開展制度、臺(tái)帳、標(biāo)識(shí)標(biāo)牌、信息化等方面的建設(shè)。本文著重論述泊坑水電站的現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)，主要是信息建設(shè)[1]。

2 建設(shè)內(nèi)容

（1）信息化建設(shè)重點(diǎn)安全部位的視頻監(jiān)控云系統(tǒng)

采用視頻監(jiān)控云系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電腦端、手機(jī)端、夜晚紅外監(jiān)視、高清監(jiān)視、可旋轉(zhuǎn)云臺(tái)控制等功能。本電站監(jiān)控的主要內(nèi)容為主廠房水輪發(fā)電機(jī)、副廠房開關(guān)柜、升壓站、發(fā)電尾水等關(guān)鍵部位。

（2）集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)

集水井是重要的安全監(jiān)控點(diǎn)，本系統(tǒng)可以及時(shí)報(bào)警提醒集水井水位的情況，防止水泵失靈，防止值班人員不注意等因素，引起集水井水位過高，淹沒水輪發(fā)電機(jī)等安全事故的發(fā)生。

通過安裝超聲波水位裝置[2]，實(shí)現(xiàn)電腦端、手機(jī)端的集水井水位監(jiān)視、超過上限警戒水位進(jìn)行手機(jī)報(bào)警等功能[3]，可以查詢實(shí)時(shí)、歷史、警戒水位信息。

（3）水電站安全巡檢云系統(tǒng)

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了定時(shí)定點(diǎn)巡查，防止巡查不到位、巡查作弊等現(xiàn)象，加強(qiáng)安全監(jiān)管，降低安全責(zé)任。本系統(tǒng)可以通過手持巡檢儀對(duì)設(shè)備掃一掃NFC電子標(biāo)簽，記錄設(shè)備的巡檢結(jié)果，一旦有異常情況可以選擇異常設(shè)備并拍照，一旦發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備，巡檢異常信息將直接發(fā)到設(shè)備主人的手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)巡檢臺(tái)帳一鍵生成和一鍵打印。

3 系統(tǒng)實(shí)施

3.1 水電站視頻安全監(jiān)控云系統(tǒng)

本次系統(tǒng)采用浙江禹貢信息科技有限公司的YG2014-YSP4.0型水電站視頻安全監(jiān)控云系統(tǒng)。主要功能包括：紅外夜視功能，可變焦距；云臺(tái)控制系統(tǒng)，355°全角旋轉(zhuǎn)控制；高清分辨率，300萬；兼容多數(shù)NVR；網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控；硬盤錄像可回放；區(qū)域入侵偵測(cè)、越界偵測(cè)、音頻異常偵測(cè)、移動(dòng)偵測(cè)、視頻遮擋偵測(cè)功能；支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳功能保證錄像不丟失，配合Smart NVR實(shí)現(xiàn)事件錄像的二次智能檢索、分析和濃縮播放；圖像增強(qiáng)：支持透霧、強(qiáng)光抑制、Smart IR防紅外過曝技術(shù)；支持低碼率、ROI感興趣區(qū)域增強(qiáng)編碼技術(shù)；支持網(wǎng)線斷、IP地址沖突、存儲(chǔ)器滿、存儲(chǔ)器錯(cuò)、非法訪問異常檢測(cè)并聯(lián)動(dòng)報(bào)警的功能；采用高效紅外陣列，低功耗，照射距離達(dá)150 m；紅外燈與倍率距離匹配算法；內(nèi)置熱處理及除霧系統(tǒng)；恒流電路設(shè)計(jì)，紅外燈壽命達(dá)3萬h；支持H.265高效壓縮算法，極大降低碼率，最大支持2048× 1536@30fps實(shí)時(shí)畫面輸出；精密電機(jī)驅(qū)動(dòng)，反應(yīng)靈敏，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，精度偏差少于0.1°，在任何速度下圖像無抖動(dòng)；支持標(biāo)準(zhǔn)的API開發(fā)接口，支持海康SDK、ONVIF、CGI、PSIA、GB/T28181、E家協(xié)議和螢石云接入；支持三維智能定位功能，配合NVR/客戶端軟件/IE可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊跟蹤和放大；支持系統(tǒng)雙備份功能，確保數(shù)據(jù)斷電不丟失；支持?jǐn)嚯姞顟B(tài)記憶功能，上電后自動(dòng)回到斷電前的云臺(tái)和鏡頭狀態(tài)；防雷、防浪涌、防突波，IP66防護(hù)等級(jí)；20倍光學(xué)變倍，16倍數(shù)字變倍；支持自動(dòng)光圈、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)白平衡、背光補(bǔ)償；支持守望功能，預(yù)置點(diǎn)/花樣掃描/巡航掃描/自動(dòng)掃描/垂直掃描/隨機(jī)掃描/幀掃描/全景掃描可在空閑狀態(tài)停留指定時(shí)間后自動(dòng)調(diào)用(包括上電后進(jìn)入的空閑狀態(tài))。

3.2 集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)

本次系統(tǒng)采用浙江禹貢信息科技有限公司的YG2015-JSJBJ3.0型集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)，主要性能包括：可以在手機(jī)終端和中控室的電腦終端上實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的水位曲線；實(shí)時(shí)水位的查詢操作；歷史水位的查詢操作；可在后臺(tái)設(shè)置警戒水位；一旦超過警戒水位可以在中控室以告警聲音；一旦超過警戒水位可以在手機(jī)端以短信或微信方式通知電站運(yùn)行值班人員或領(lǐng)導(dǎo)；超聲波探測(cè)距離超過5m；GPRS無線超聲波；輸出20 mA電流；量程5 m；測(cè)量精度0.5%～1.0%；分辨率3 mm或0.1%（取大者）；中文液晶顯示；模擬輸出4～20 mA/510 Ω負(fù)載；繼電器輸出單通道為2組或雙通道是4組AC250 V/8 A或DC30V/5A；供電220VAC+15%50Hz；環(huán)境溫度顯示儀表-20～+60℃；探頭-20～+80℃；通信485；防護(hù)等級(jí)顯示儀表IP65，探頭IP68；探頭電纜可達(dá)100 m，標(biāo)配10 m；探頭安裝根據(jù)量程和探頭的選型。

測(cè)量原理如圖1所示。

圖1 集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)

3.3 水電站安全巡檢云系統(tǒng)

本次系統(tǒng)采用浙江禹貢信息科技有限公司的YG2015-ABXJ3.0型系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過手持巡檢儀對(duì)設(shè)備掃一掃NFC電子標(biāo)簽，記錄設(shè)備的巡檢結(jié)果；一旦有異常情況可以選擇異常設(shè)備并拍照；一旦發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備，巡檢異常信息將直接發(fā)到設(shè)備主人的手機(jī)上。移動(dòng)日常系統(tǒng)通過手持巡查設(shè)備對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期巡查，一鍵記錄下巡查結(jié)果、巡查時(shí)間和照片等信息；日常班組設(shè)置，對(duì)巡查班組的職工信息進(jìn)行信息采集和管理，設(shè)置班組和對(duì)應(yīng)值班時(shí)間；日常計(jì)劃設(shè)置，設(shè)定巡查計(jì)劃，巡查計(jì)劃可以長(zhǎng)期有效；日常線路設(shè)置管理，對(duì)需要進(jìn)行的巡查路線和巡查點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置管理。日常點(diǎn)設(shè)備管理，對(duì)于巡查點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置管理；班組巡查點(diǎn)設(shè)置，對(duì)于哪個(gè)巡查點(diǎn)需要哪個(gè)班組來完成進(jìn)行設(shè)置管理；巡查點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽制作，可以制作二維碼標(biāo)簽，也可以制作RFID標(biāo)簽或NFC高頻標(biāo)簽等，可以設(shè)置為有源標(biāo)簽，也可以設(shè)置為無源標(biāo)簽，標(biāo)簽設(shè)置后可以打印懸掛；巡查APP應(yīng)用（IOS或安卓），支持離線巡查功能，可以采集GPS地理位置信息，到野外沒有信號(hào)時(shí)需要支持離線存儲(chǔ)功能；巡查微信應(yīng)用，支持離線巡查功能，到野外沒有信號(hào)時(shí)需要支持離線存儲(chǔ)功能；異常狀態(tài)記錄功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)可以記錄異常情況信息，也可以記錄內(nèi)容和照片，可以一次性上傳多張照片，或一次性離線存儲(chǔ)多張照片；異常告警功能，對(duì)于巡查異常的信息能夠通過微信、app、短信等推送給相關(guān)的負(fù)責(zé)人。NFC電子標(biāo)簽通過線圈實(shí)現(xiàn)無源驅(qū)動(dòng)，當(dāng)巡查儀發(fā)出電磁波，NFC電子標(biāo)簽接受到電磁波，利用電磁感應(yīng)電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并發(fā)出所帶標(biāo)識(shí)，巡查儀接受到標(biāo)識(shí)后作為巡查點(diǎn)標(biāo)識(shí)與云服務(wù)器進(jìn)行通信。主要原理如圖2所示。

圖2 水電站安全巡檢云系統(tǒng)原理圖

4 應(yīng)用實(shí)踐

（1）水電站視頻安全監(jiān)控云系統(tǒng)將視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)圖像傳輸?shù)绞謾C(jī)端，可以利用手機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。界面如圖3所示。

圖3 水電站視頻安全監(jiān)控云系統(tǒng)移動(dòng)端界面

（2）集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)

泊坑水電站有兩個(gè)集水井，在集水井上安裝一個(gè)籠，將超聲波水位計(jì)安裝在籠的頂端，如圖4所示，將水位信號(hào)傳輸?shù)绞謾C(jī)端，進(jìn)行統(tǒng)一管理與預(yù)警，如圖5所示。

圖4 水電站集水井超聲波水位計(jì)安裝示意圖

圖5 集水井水位安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警云系統(tǒng)

（3）水電站安全巡檢云系統(tǒng)

泊坑水電站安裝了水電站安全巡檢云系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了巡檢數(shù)據(jù)（巡檢路線、巡檢時(shí)間、巡檢點(diǎn)數(shù)據(jù)）的實(shí)時(shí)上傳，可以上傳巡檢點(diǎn)產(chǎn)生的文字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、短錄像、聲音等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行解決，如圖6所示。

圖6 水電站安全巡檢云系統(tǒng)

5 結(jié)束語

泊坑水電站經(jīng)過安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)部位視頻監(jiān)控、集水井水位和安全巡檢的提升，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控和巡檢無死角，真正體現(xiàn)了安全生產(chǎn)，值得同類水電站安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建借鑒。

[1]方輝欽.現(xiàn)代水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)與試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.

[2]徐金壽，張仁貢.水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)與應(yīng)用[M].浙江大學(xué)出版社，2010.

[3]徐錦才.小型水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)[M].南京:河海大學(xué)出版社,2005.

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1672-5387（2017）04-0079-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.04.024

2017-01-14

袁舜承（1973-），男，工程師，從事電站水利工程技術(shù)管理工作。