安防自动化技术案例分析

        短短几年间，安防行业的人气也急剧攀升，这显然得益于安防技术的不断进步以及安防应用领域的不断拓展。目前从安防行业多年的发展，深感安防行业开始呈现出向深度、广度发展以及与自动化系统结合的趋势，现拟就"安防"与"自动化"这两个系统的结合以几个有关生产安全监控项目为例进行分析。

        1、无人值守电站远程电视监控系统
         电力系统的自动化技术早已是成熟的技术，这从1977年就创刊的《电力系统自动化》即可略见一斑。但是，将电视监控技术结合到电力自动化系统中则是近些年才提出的概念。

        20世纪90年代后期，电力部门开始在中国范围内推广无人值守电站技术，并开始构筑全国范围的SDH光纤传输网络，中国各省市电业局也相应开始在其所辖区域内构筑SDH环网，并通过网络将所有变电站连接起来。有了内部SDH环网，各变电站内所有设备的运行状态参数便可全部通过该内部网络传输到电业局各相关部门，变电站内原则上不再设留守人员。然而，一旦变电站内无人值守，其他许多隐患便显露出来，而这些隐患在既有的电力自动化系统中却又反映不出来。例如，由于无人值守，一些不法分子便有机可乘，翻墙入室到电站内偷窃物品，甚至破坏设备；也可能有小孩子到高压设备区玩耍，造成触电伤亡。另外，如果变压器冒烟、着火或是电闸接触不良，也无法及时将这些问题及时反馈到电业局内的有关部门，这些显然都是无人值守电站的不安全因素。
为了消除上述隐患，保证无人值守电站的正常远行，有人提出了将变电站的"无人值守"状态改为"有人远程值守"，即借助其SDH环网的E1信道传送变电站的可视图像以及其他安防相关信息，从而在电业局内实现对各远程变电站的集中"可视"值守，该远程监视系统同时与相应的防入侵报警系统和远程联动（遥控）系统相结合，保证了"有人远程值守"的有效实施。该系统在市电业局计算中心内采用了多媒体监控系统主机，在每个远程变电站分别安置了两动两定共4台摄像机（分别用于监视主变压器、电闸、机房设备和变电站电动大门等），4画面分割器可以接受来自电业局端的远程控制切换指令，将4台摄像机的实时图像或某单路图像以及现场声音信号输出到变电站端的E1视音频编码器，经数字压缩编码处理后，再经由SDH的E1信道传输及电业局端的E1视音频解码器，即可将变电站传来的视音频信号"透明"传送到计算中心内的多媒体监控系统主机。另外，在电业局的各相关部门都设置了分控计算机并运行有相应的分控软件，它们通过电业局内部的局域网与多媒体监控系统主机相连，可实现对各远程变电站的监视、监听与控制。 

        上述系统的控制指令及反向声音信号则是反向传输的，即由电业局端的多媒体监控系统主机和各个分控计算机发出，其中由各分控计算机发出的控制指令则首先经局域网以TCP/IP包的形式传送到监控系统主机，再由系统主机的RS-485通信端口输出，经由两芯通信总线加到E1视音频解码（数据及反向声音编码）器的RS-485双向通信端口，并通过SDH的E1信道传输到各变电站前端。前端的E1视音频编码（数据及反向声音解码）器收到打包的控制数据后，解码恢复出RS-485控制指令，并在其RS-485通信端口输出，再经由两芯通信总线传到前端控制解码器，完成对云台、电动镜头及其他受控部件的控制。报警信号的传送与控制指令的传输路由正好相反，而双向的声音传送则是对称的。

        基于E1信道的数字图像传输与控制系统实现了对无人值守电站的远程监视与控制。平时用于对变电站设备及周边环境的一般监视，并可以根据门口是否有人呼叫而在可视状态下遥控启闭变电站的电动大门。一旦有人非法入侵到监控区域，报警探测器即可启动联动装置（如现场高音警号及射灯等），并将报警信息经SDH环网络传输到电业局端的系统主机及各分控计算机，在这些机器的界面上弹出报警窗口并发出语音警示，同时启动自动录像。中心管理人员则可以根据看到的监视画面而启动相应处警措施（如通报110接警台或设备抢修人员），也可以通过反向声音广播系统向现场喊话，吓退非法入侵者。

        由上可见，远程电视监控系统与自动化的无人值守电站相结合，大大提高了无人值守电站的安全性。

        2、输煤生产线电视监控系统
        应该说，输煤生产线的电视监控系统并不是什么的技术，但该系统是否能正常稳定地运行却对输煤生产线的运行效率有一定的影响，从另一个角度说，它甚至关系到人身健康安全问题。

        2002年末，华北某电厂输煤生产线电视监控系统进行技术改造，因为与该生产线配套的电视监控系统已经在两年前就建立了，但是由于技术问题，该系统没有达到实用目的。其原因有二：一是原系统的监控布点不合理，监控点数量也不够，且很多监视点因图像质量问题而根本无法观看，因而不能*解除人力巡视，而在输煤履带周边进行巡视不可避免地有煤尘污染及设备噪音污染，对人身健康安全有一定影响；二是该系统的设计不周，没有考虑强电环境干扰特别是高频电磁炉的干扰，信号电缆与强电电缆共桥架长距离走线，结果在控制室内的监视器屏幕上产生了严重的电磁干扰，大部分图像无法正常观看，少数可勉强观看的图像上也有较明显的干扰纹。结果，输煤控制室在启动某条自动输煤线路后，只能借助计算机屏幕上的虚拟输煤线图及状态按钮来观察系统运行状态，同时靠现场人力巡视，很多关键部位没有现场图像作可视参考。而在实际应用中，诸如电磁铁不到位、犁煤器不到位或错落犁头、履带载煤过多或过少等故障情况还是时有发生的，影响了该自动化输煤线的运行效率。很显然，这些故障情况在配套有电视监控系统的可视环境中是很容易被观察到的。 

        该电厂的输煤生产线电视监控系统仍然采用了多媒体电视监控体系结构，在20条输煤履带沿途关键部位及卸煤沟和油区共布置了70台摄像机，其中2/3的摄像机属于远距离强电磁干扰环境下传输，分别采用了射频调制及光纤传输的混合传输模式，既有效拟制了电磁干扰，又不致过多地增加成本。实用中，当输煤控制室内的值班人员在用鼠标启动了自动化输煤输送链后，只要观察一下大屏幕电视墙上的各相关监视画面，就可知道该输煤线路是否正常工作，这显然比巡检工的视野开阔得多，一旦哪个部位出现问题便可立即发现并及时采取处置措施，因而大大提高了系统运行效率。并且，由于只有在发现问题时才通知人员到地点去排除故障，还有效保障了巡检工的人身健康安全。

        3、结论
        以上仅举了"安防"与"自动化"系统结合的两个实例，而实际应用中，类似的例子实在是太多了。虽然在很多场合"安防"与"自动化"系统还自成体系，但不可质疑的是，闭路电视监控系统的加入，至少从某些方面保证了安全生产自动化系统的正常运行，并有效减轻了人力资源的投入。因而，将"安防"与"自动化"系统相结合，将使传统概念的自动化系统更加完备，这也是未来的发展趋势。