智慧炼化工厂可视化综合解决方案样本.doc

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石油石化行业
智慧( 炼化) 工厂可视化综合解决方案
方案编号: SLN-NY-N7-B1-1602_028
版本号: V2.0

目录
第 一 章 背景及需求 1
1.1 应用背景 1
1.2 业务现状 1
1.3 需求分析 3
1.4 总体目标 4
第 二 章 系统总体思路 6
2.1 设计思想 6
2.2 设计原则 6
2.3 设计依据 7
2.4 设计思路 9
第 三 章 系统总体设计 11
3.1 总体架构 11
3.1.1 系统拓扑 12
3.1.2 系统组成 12
3.2 系统功能 13
3.2.1 基础功能 13
3.2.2 扩展功能 14
3.3 系统特点 15
3.3.1 统一的中心管理平台 15
3.3.2 高清、 网络、 智能化的监控设备 15
3.3.3 深度整合的辅助系统 15
3.3.4 完善的运维管理机制 16
3.4 友商分析 16
第 四 章 前端感知系统 17
4.1 分厂系统概述 17
4.2 视频监控子系统 17
4.2.1 原有视频监控系统的整合 17
4.2.2 新建安防监控系统 23
4.2.3 高空瞭望监控系统 26
4.2.4 监控前端其它辅助设施建设 27
4.3 周界防范子系统 31
4.3.1 系统概述 31
4.3.2 系统详细设计 32
4.3.3 系统特色 35
4.4 出入口管理子系统 36
4.4.1 系统概述 36
4.4.2 系统详细设计 36
4.4.3 系统特色 38
4.5 一卡通管理子系统 40
4.5.1 访客管理业务 40
4.5.2 门禁管理业务 43
4.5.3 电梯层控管理业务 48
4.5.4 在线巡查业务 52
4.6 热成像测温子系统 54
4.6.1 系统概述 54
4.6.2 系统详细设计 55
4.6.3 系统功能 55
4.6.4 系统特点 56
4.7 火炬放散监测系统 59
4.7.1 系统概述 59
4.7.2 系统详细设计 60
4.7.3 系统功能 60
4.8 可视化车载监控系统 61
4.8.1 系统概述 61
4.8.2 系统详细设计 62
4.8.3 系统功能 62
4.8.4 系统特点 63
4.9 移动巡检系统 64
4.9.1 系统概述 64
4.9.2 系统详细设计 64
4.9.3 系统功能 65
4.10 应急指挥调度系统 66
4.10.1 系统概述 66
4.10.2 系统详细设计 67
4.10.3 系统特点 71
4.11 业务系统对接 72
4.11.1 与火灾报警系统的对接 72
4.11.2 与SCADA系统的对接 73
4.11.3 与三维基础信息平台的对接 74
4.11.4 与视频会议系统的对接 75
4.12 分控中心系统 76
4.12.1 管理服务器 76
4.12.2 监控工作站 79
4.12.3 存储系统 79
4.12.4 高清解码器 82
4.12.5 显示系统 83
第 五 章 传输网络 88
5.1 传输网络总体设计 88
5.1.1 设计思路 88
5.1.2 设计要求 88
5.2 传输网络详细设计 89
第 六 章 监控中心 92
6.1 中心系统组成 92
6.2 服务器 92
6.2.1 管理服务器 93
6.2.2 流媒体服务器 93
6.2.3 接入/报警服务器 93
6.2.4 级联服务器 93
6.2.5 运维服务器 94
6.3 工作站 96
6.3.1 监控工作站 96
6.3.2 配置工作站 97
6.4 云存储系统 97
6.4.1 系统概述 97
6.4.2 系统架构 98
6.4.3 系统特点 102
6.4.4 系统功能 102
6.5 解码系统 104
6.6 显示系统 107
6.6.1 产品介绍 107
6.6.2 主要功能 108
6.7 网络系统 112
6.7.1 主干交换机 112
6.7.2 防火墙 113
第 七 章 平台设计 115
7.1 平台架构设计 115
7.1.1 平台架构图 115
7.1.2 平台组成 116
7.2 平台功能模块 117
7.2.1 基础应用子系统 117
7.2.2 数据库管理 117
7.2.3 电子地图子系统 117
7.2.4 事件中心子系统 117
7.2.5 运维子系统 118
7.2.6 视频监控子系统 118
7.2.7 门禁子系统 118
7.2.8 考勤子系统 118
7.2.9 消费子系统 119
7.2.10 梯控子系统 119
7.2.11 巡查子系统 119
7.2.12 停车场子系统 119
7.2.13 可视对讲子系统 120
7.2.14 报警子系统 120
7.2.15 访客子系统 120
7.2.16 动环子系统 121
7.2.17 视频质量诊断子系统 121
7.3 平台优势 121
7.3.1 全面的系统集成 121
7.3.2 丰富的联动策略 121
7.3.3 灵活的服务架构 122
7.3.4 多层次的可靠性保障 123
7.3.5 强大的扩展性支持 123
7.3.6 优良的系统兼容性 123
7.3.7 全方位的安全管理 123
7.3.8 便捷的操作体验 124
7.3.9 精细的权限设定 124
7.3.10 高效的系统运维 124

图表目录
图1 智慧( 炼化) 工厂可视化综合系统拓扑图 12
图2播放器密钥输入界面 15
图3密钥不正确无法正常解码播放 16
图4密钥正确才能正常解码 16
图5 分厂系统拓扑图 19
图6 智慧( 炼化) 工厂可视化综合系统拓扑图 21
图7 移动车载单兵设备接入 23
图8 非标平台升级改造示意图( 联网网关方式) 24
图9 存储利旧架构示意图 25
图10 监控点分散式供电接线图 34
图11防区分布示意图 37
图12 访客系统架构图 44
图13 访客管理业务流程图 46
图14 门禁系统架构图 47
图15 梯控系统架构图 52
图16 巡查系统架构图 56
图17 热成像测温系统拓扑图 58
图18 车载系统拓扑图 65
图19 应急指挥调度系统拓扑图 69

第 一 章 背景及需求
1.1 应用背景
随着国家经济持续发展, 作为国民经济的支柱产品, 能源行业工厂制造企业发展逐步加快, 产品广泛应用于国民经济、 人民生活、 国防科技等各个领域, 拉动国家经济的大幅度增长。而”中国制造2025”的贯彻落实以及”创新驱动、 质量为先、 绿色发展、 结构优化、 人才为本”的基本方针, 也为制造企业的发展指明方向。
由于制造企业的高速发展, 能源行业炼化厂区规模越来越大, 随之而来的企业在管理方面的手段逐渐落后, 很多处于传统人工监控方式的做法效率逐渐降低。在这种背景下, 企业急需要一套新型的智慧工厂监控系统, 提高厂区的现代化管理水平, 将厂区内现有的安防监控、 门禁管理、 人员管理、 智能巡检等功能进行统一管理, 并能够与业务结合, 建设一套整体的智慧炼炼化厂综合解决方案。
, 政府首次提出了”感知中国”计划, 大力扶持物联网产业发展, 发展至今, 物联网已经经历了多年时间, 也逐渐发展成为继计算机、 互联网之后的世界信息产业的第三次浪潮。作为物联网中非常重要的射频识别( RFID) 技术, 近年来也频频在能源各个行业中得到应用, 带来了巨大的市场机遇。
基于物联网技术的发展, 石油石化行业炼化厂区的智慧工厂系统建设, 将先进的通信、 计算机和现代管理技术结合, 将厂区生产系统运行与企业管理结合, 实现企业的优化运行、 控制和管理。同时利用物联网对物体全面感知的能力, 对工厂内的人、 设备、 环境进行全面感知, 运用云计算技术将自主感知和人工采集的数据进行处理, 从而为企业的安全生产提供保证, 为企业的科学决策提供支持。
1.2 业务现状
石油石化行业大型炼化厂区大多以生产石油炼化产品为主, 现场工作环境复杂, 厂区危险性比较高, 如何对危险区域进行整体监控及定期巡检, 发生突发事故时能及时作出应急处理, 并将视频监控与生产管理系统结合起来, 是本方案主要需要解决的问题。
另外, 随着企业信息技术运用的不断深入, ERP、 MES等系统被运用在包括生产、 供应链等企业的管理工作中, 可是这些系统并未带给管理者直观的体验和方便的管理方式, 是看不见、 难于管的系统; 同时企业应用的安全防范系统涵盖的子系统也越来越多, 企业对不同系统间的数据融合利用要求越来越高, 特别是不同业务部门间的信息共享与利用。传统安防系统建设包括视频监控系统、 门禁系统、 考勤管理系统、 访客系统、 消费系统、 车辆管理系统、 保安巡查系统、 报警系统等, 这些系统大部分在功能上各自分工, 系统资源具备单一属性, 在资源共享、 业务整合上存在诸如以下问题:
根据交流, 大型厂区/炼化企业主要存在的问题如下:
l 现有视频监控系统清晰度不够, 智能化程度不高, 利用率较低, 且重点区域没有做到全方位无死角监控;
l 视频监控在各个厂区甚至各个装置区内都是独自建设, 没有经过统一的规划, 导致分布点不均衡、 建设无序及重复;
l 无法实现设备统一监管, 设备出现故障时需要人工巡检才能发现, 耗费人力成本, 而且也有可能即使这样也没有发现问题;
l 视频监控系统与生产监控系统没有信息交互或信息联动, 当操作或故障时没有视频复核;
l 入侵报警、 出入口管理、 门禁管理、 生产巡检、 环境监测、 火灾报警、 智能控制等系统只实现了常规部署和功能, 没有真正将所有系统进行联动处理;
l 企业总控中心没有统一平台, 无法实现各厂区设备的集中监测, 无法配置全局预案, 实现统一平台下的业务优化, 增加了系统运维成本及安全隐患;
l 企业总控中心无法实现远程查看所辖分厂的运行数据, 大部分系统信息不离分控中心, 不利于企业全局管理。
鉴于以上分析, 如何对各系统资源进行有效整合, 最大限度的挖掘现有辅助系统的潜力, 最大程度的提高运维效率, 增强系统安全性, 已成为炼化企业日常管理中急待解决的问题。
1.3 需求分析
随着炼化企业信息化的发展, 以及物联网及云计算产品的逐渐成熟, 炼化企业逐渐致力于打造一个现代化、 数字化、 智能化的大型厂区, 并经过统一的一体化管理系统, 实现厂区总部、 分厂的统一管理。主要需求如下:
l 各个分厂厂区视频监控建设提前规划, 点位布置准备, 不做重复建设, 所有视频监控系统以高清监控为主, 实现厂区内重点区域全方位无死角监控;
l 视频监控需具备智能分析功能, 对于越界侦测、 区域入侵、 进入/离开区域等异常情况能够及时报警;
l 对厂区内所有设备进行统一监管, 出现故障后能够进行实时报警, 并上传至监控中心;
l 经过单兵设备配合视频监控实现厂区内可视化智能巡检, 将巡检路线提前在平台中进行设置, 人员到达各个点位时, 视频联动转动到巡检点位, 同时利用RFID卡实现近距离无接触式巡检;
l 经过布控球对高空作业、 动土作业等需要移动监控的场景进行监控;
l 建设各个厂区分控中心平台和总控中心平台, 分控中心集成各个厂区内的子系统, 总控中心接入所有分控中心数据, 并提供接口给总部;
l 分控中心将生产系统/SCADA系统与视频监控系统进行联动, 将生产数据显示在视频监控界面, 并经过统一的平台进行查看分析;
l 分控中心统一平台能实现包括出入口、 门禁、 环境量监测、 火灾报警、 生产巡检等多个系统的接入及联动;
l 企业内有统一的平台对下属所有分厂进行统一的设备管理及指挥调度, 总部平台有权查看分厂所有运行数据, 进行全局管理。
l 总控中心一体化管理平台与三维基础信息系统、 视频会议系统实现对接。
1.4 总体目标
1) 经过综合安防与扩充应用提高快速反应能力
大多数炼化企业组织结构是建立在专业化分工基础上的”金字塔”型组织结构, 横向沟通困难, 导致对过程变化反应迟缓等, 逐渐难以适应日益复杂、 变化多端的市场环境。而在信息技术的支持下, 综合安防管理可帮助企业优化传统安防管理方式, 减少中间环节和中间管理人员, 从而建立起精良、 敏捷、 具有创新精神的”扁平”型组织结构。这种组织形式信息畅通、 及时, 使信息反馈更加迅速, 提高了企业对安全隐患及生产现场问题的快速反应能力, 从而更好地适应竞争日益激烈的市场环境。
网络高清视频联网: 经过视频监控联网, 可为各级管理人员按权限分配各环节现场图像信息, 避免现场状况信息汇报的延时, 出差在外的管理人员甚至可经过移动网络了解现场实际情况以参与应急决策;
智能巡检系统: 经过防爆单兵与RFID卡配合使用, 在厂区内进行智能巡检, 当发生异常情况时可将现场状态以视音频方式及时记录, 并经过移动网络传输至中心进行预览, 管理人员可及时进行工作调度。
报警联动策略: 可设计经过视频分析、 人脸识别、 黑名单识别等技术进行实时侦测, 当有非法入侵等异常行为时, 推送报警信息、 现场图片等至管理人员手机、 邮件以及时响应;
报警预案: 可设置多种报警预案以提高警情发生时的处理速度;
联动策略: 门禁、 车辆出入口设备等与消防系统联动, 消防报警时自动打开消防通道;
2) 优化管理流程提高企业管理水平
推进炼化企业信息化是促进企业管理创新和各项管理工作升级的重要突破口。综合安防系统在促进企业信息化进程中不只是改变系统本身, 更为重要的是与管理的有机结合, 把先进的管理理念、 管理制度和方法引入到管理流程中, 进行管理创新, 以此实行科学管理, 提高企业的整体管理水平。
车牌识别: 经过车牌登记与识别减少车辆进出验证时间, 免刷卡无停留方便快捷; 对外来车辆进行有效管理。
优化访客预约管理流程: 结合一卡通与综合管理平台优化访客从预约、 申请至授权进出的整个流程管理, 减少员工接待的无效工时, 提升企业的对外形象。
3) 辅助业务管理有效地降低企业成本
企业的成原来自于生产经营和管理的各个环节, 安防系统应用, 特别是基于视频监控系统的可视化管理系统与基于一卡通系统的人员管理系统, 多年来经过系统单一建设满足各部门某一具体场景的应用需求, 零散的与生产经营管理的各个环节产生关系, 本方案实施建设后, 经过企业综合管理平台建设, 可为企业降低运营管理成本提供多种辅助手段。以下抽取本方案设计部分应用进行说明:
视频远程联网: 经过视频对员工工作状态与现场生产经营状况的远程监督指导, 降低管理人员的出差、 现场巡视产生的成本;
区域人数统计辅助节能: 经过区域门禁记录、 视频人流量统计等技术手段, 可分析相关区域的人员活动状态及趋势分析, 辅助形成节能策略;
车载监控、 GIS定位辅助管理: 经过在物流车实施车载监控系统, 可实时了解物流运输情况, 按需进行视音频远程调度; 分析历史数据, 结合降低成本、 提高效率要求进行排班、 优化物流路线规划等;
第 二 章 系统总体思路
2.1 设计思想
根据国务院安全生产委员会《关于深入开展危险化学品和易燃易爆物品安全专项整治的紧急通知》, 其中对安防相关的要求为: 加快重大危险源自动化监控系统改造工作, 提高装置的自动化控制水平, 减少现场操作人员, 提高本质安全水平, 从源头上消除安全隐患。加快整合危险化学品物流企业GPS监控平台、 高速公路交通运行监控系统、 公安交警交通安全管理系统等信息系统资源。
智慧炼炼化厂解决方案以安全性为基本原则原则, 结合视频监控、 访客管理、 出入口控制、 周界防范等多个子系统, 致力于提高炼炼化厂劳动生产率、 安全运行能力、 应急响应能力、 风险防范能力和科学决策能力, 建设基于物联网的物物相连的智慧型炼炼化厂, 助力厂区”智能、 高效、 安全、 可靠”运行。
2.2 设计原则
智慧( 炼化) 工厂可视化综合管理系统设计时, 以满足实际应用为出发点, 以”安全性、 易用性、 先进性、 可靠性、 开放性、 规范性”为基本原则:
1) 安全性
系统需综合考虑设备安全、 网络安全和数据安全。在前端采用防雷击、 过载、 断电、 防电磁干扰、 防人为破坏等完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全。
在前端与监控中心之间必须保障通信安全, 系统具有防计算机病毒的能力, 有较强的抗干扰能力, 具有密码、 多级控制级别、 撤设防级别, 避免出现遭到恶意攻击和数据被非法提取使用的现象, 保障系统网络的安全。对数据的访问采用严格的用户权限控制, 并做好异常快速应急响应和日志记录。
2) 易用性
系统采用全中文、 图形化软件实现整个监控系统管理与维护, 人机对话界面清晰、 简洁、 友好, 操控简便、 灵活, 便于监控和配置; 采用稳定易用的硬件和软件, 完全不需借助任何专用维护工具, 既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用, 又节省了日常频繁地维护费用。
3) 先进性
在投资费用许可的情况下, 系统采用当今先进的技术和设备, 在满足功能的前提下, 能够在今后一段时间内保持系统的先进性。
先进性体现在一方面能反映系统所具有的先进水平, 包括先进的传输技术、 图像编码压缩技术、 视频智能分析技术、 存储技术、 控制技术, 另一方面使系统具有强大的发展潜力, 设备选型与技术发展相吻合, 能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
4) 可靠性
系统可靠性是系统长期稳定运行的基石, 只有可靠的系统, 才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计, 再到产品选型, 都将持续秉承系统可靠性原则, 采用成熟的技术, 所有环节都严格遵守相关标准, 具备较高的可靠性、 较强的容错能力、 良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。
5) 开放性
系统设计采用标准化设计, 产品及管理平台严格遵循相关技术的国际、 国内和行业标准, 确保系统之间的透明性和互联互动, 并充分考虑与其它业务系统的连接。在设计和设备选型时, 将科学预测未来扩容需求, 进行余量设计。
6) 规范性
设计将符合炼化行业及安全防范相关标准规范, 并结合项目实际建设现状。
2.3 设计依据
系统规划设计必须按照国际、 国家和行业的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行, 但不但仅限于以下所列范围。
1) 通用标准与规范
l 《智能建筑设计标准》( GB50314- )
l 《建筑电气制图标准》(GB/T50786- )
l 《民用建筑电气设计规范》(JGJ16- )
2) 安防视频监控系统设计方面:
l 《视频安防监控系统工程设计规范》( GB50395- )
l 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》( GB50198－ )
l 《工业电视系统工程设计规范》( GB50115- )
l 《入侵报警子系统通用图形符号》( GA/T75- )
l 《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》( GB/T50311- )
l 《出入口控制系统工程设计规范》( GB50396- )
l 《入侵报警系统工程设计规范》( GB50394- )
3) 综合布线系统
l 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》( GB50311- )
4) 视频系统工程建设方面:
l 《智能建筑设计标准》( GB/T 50314- )
l 《入侵报警子系统验收规则》(GA308- )
l 《入侵报警工程技术规范》(GB50348- )
l 《电子信息系统机房设计规范》(GB50174- )
l 《建筑物防雷设计规范》(GB50057- )
l 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343- )
l 《入侵报警子系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670- )
l 《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16- )
5) 防爆标准:
l 《爆炸性环境用防爆电气设备 第1部分-通用要求》( GB3836.1- )
l 《爆炸性环境用防爆电气设备 第2部分-隔爆型”d”》( GB3836.2- )
l 《爆炸性环境用防爆电气设备 第4部分-由本质安全型”i”保护的设备》( GB3836.4- )
l 《爆炸性环境用防爆电气设备 第13部分-爆炸性气体环境用电气设备的检修》( GB3836.13-1997)
l 《爆炸性环境用防爆电气设备 第14部分-危险场所分类》( GB3836.14- )
l 《爆炸性环境用防爆电气设备 第15部分-危险场所电气安装( 煤矿除外) 》( GB3836.15- )
l 《可燃性粉尘环境用电气设备第1部分: 用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第1节: 电气设备的技术要求》( GB12476.1- )
2.4 设计思路
智慧炼炼化厂可视化系统解决方案的设计需立足于厂区内实际应用, 利用视频监控、 门禁一卡通、 出入口、 环境监测、 移动车载等系统, 对进入厂区内的人/车以及厂区内生产区进行全方位的监控, 主要包括以下设计思路:
1) 企业综合管理平台集成了一卡通管理系统( 门禁、 考勤、 消费、 在线巡查、 电梯层控等) , 对于所有进入厂区的人员进行统一管控, 并根据人员岗位不同分配不同权限;
2) 利用厂区各个出入口抓拍机及车牌识别系统, 对所有进出厂区的私家车、 油罐车、 物流车等进行管控, 非厂区内车辆限制出入权限, 所有车辆进入必须提前录入系统, 保证生产区内的车辆安全;
3) 对于厂区内生产区和生活区的视频监控, 全部以高清网络视频监控为主, 从前端采集、 网络传输、 后端解码、 存储、 显示全线高清, 并结合智能分析, 实现生产区内危险区域的”无人值守”、 ”自动识别”、 ”智能联动”应用;
4) 采用RFID标签+手持终端方式实现现场设备巡检, 还可经过中心平台的巡检预案功能实现远程设备巡检;
5) 将视频监控与一卡通、 出入口、 消防系统、 报警、 环境监测等系统进行联动应用, 当发生紧急情况时, 能作出相应联动反应, 如开启门禁, 视频联动等;
6) 采用立体监管的模式, 实现炼化厂、 总部控制中心两级垂直监管, 固定网络采用C/S、 B/S方式进行访问, 移动网络经过手持终端( 手机、 平板等) 进行监管;
7) 系统采用开放式的一体化集成平台, 可方便地将原本独立运行、 信息屏蔽的诸多应用子系统进行横向协同, 实现多个业务子系统的综合管理及平滑扩展。

第 三 章 系统总体设计
3.1 总体架构
对于智慧炼化厂的可视化系统, 主要依托于厂区综合管理平台, 实现统一的数据管理、 统一的登录界面、 统一授权、 数据共享、 统一的业务流程, 同时将各个子系统进行智能化的融合, 实现各个子系统功能的完美实现。
基于iVMS-8700平台, 前端子系统可接入子系统包括( 不限于) 以下系统:
1) 视频监控子系统;
2) 周界防范系统;
3) 入侵报警系统
4) 厂区出入口车辆管理系统;
5) 一卡通管理系统( 门禁、 访客、 考勤、 消费) ;
6) 热成像测温系统;
7) 火炬放散监测系统;
8) 可视化车载监控系统;
9) 移动巡查系统
10) 应急指挥调度系统;
除此之外, 平台支持经过标准接口( 如OPC等) 或经过SDK接入第三方设备进行联动。基于海康威视能源综合管理平台的整体解决方案支持系统的灵活部署, 根据实际项目的设备接入规模、 包含子系统类型及各模块功能需求, 可按需配置多种模块化服务, 按需部署相应的服务器。在统一平台管理的基础上, 系统提供精细化的分级权限管理以及总部到分支的远程联网管理。
3.1.1 系统拓扑

图1 智慧( 炼化) 工厂可视化综合系统拓扑图
3.1.2 系统组成
智慧( 炼化) 工程可视化综合解决方案由分厂监控系统( 含炼化企业各个厂区、 分控中心) 、 传输网络、 总控中心三个相互衔接、 缺一不可的部分组成。
1) 分厂监控系统
分厂监控系统对厂区内的视频监控、 周界报警、 出入口、 门禁一卡通、 热成像测温、 火炬监测、 移动巡检、 应急指挥调度系统进行了正好 , 主要负责对厂区内视音频、 报警信息的采集、 编码、 存储及上传, 并经过站端平台预置的规则进行自动化联动。
2) 传输网络
运维一体化管理系统承载于企业内网, 用于分厂与总控中心之间的通信。分厂系统的视音频、 环境报警信息可上传至总控中心, 供中心管理人员调用监管。
经过总部的网络安全隔离装置并经过身份认证后, 在运营商的3G/4G网络, 管理人员也可随时随地在手持终端查看现场情况。
3) 总控中心系统
总控中心系统可管理厂区内部的所有设备, 接收由各区域上报的信息, 满足中心系统用户视频、 环境报警信息查看的需求。
3.2 系统功能
3.2.1 基础功能
1) 实时监控
采用海康威视的高品质摄像机, 具有防尘、 防水、 防爆、 防腐蚀等功能特性。实时获得监控区域内清晰的监控图像, 各种型号系统的摄像机能够满足不同区域监控点的监控需求, 实现24小时不间断监控。同时能够对带云台设备进行云台操作, 对视角、 方位、 焦距的调整, 实现全方位、 多视角、 无盲区、 全天候式监控。
2) 行为分析
经过SMART摄像机, 对于重要区域采用智能分析技术, 经过行为分析和智能跟踪的方式, 实现安全防范监控; 本系统中主要对穿越警戒面、 区域入侵、 进入区域、 离开区域等多种行为进行识别和触发报警。
3) 车牌及车辆识别
经过厂区出入口部署的摄像机, 对进入车辆进行抓拍, 识别车牌信息及车型、 车身颜色, 并与车牌库已有车牌数据进行比对, 确认车辆进出权限。
4) 录像存储
本系统支持前端存储和中心存储两种模式, 前端的视音频信号接入视频处理单元存储数据, 达到前端存储的需要, 以供事后调查取证; 中心采用视频云存储来技术实现优化。
5) 处理预案
经过视频监控系统和其它辅助系统的关联, 能够提供丰富的视频预案: 客户端联动、 电视墙联动、 报警录像等。有助于相关部门第一时间发现事故点, 迅速做出反应, 把事故损失控制到最小范围。
6) 巡检预案
系统支持可视化巡检预案, 按人工巡检的路线, 把沿途多个监控点的多个预置位添加进预案, 一旦发现问题可截图并标注问题, 及时通知相关部门。相较于人工巡检、 手工纸质记录的传统巡检方式, 该预案可大大提高巡检质量及到位率。
7) 远程维护
经过平台软件能够对前端设备进行校时、 重新启动、 修改参数、 软件升级、 远程维护等功能。设备提供远程访问功能, 运维人员不必到达设备现场, 就可修改设备的各项参数, 提高的设备维护效率。和雨量传感器相结合, 还能开启球机自动清洁功能。
8) 系统管理
经过平台软件能够进行全方位管理, 提供中心管理、 Web服务、 认证授权、 日志管理、 资产管理、 地图管理、 流媒体服务、 云台代理、 存储管理、 文件备份、 设备代理、 移动服务、 报警管理、 电视墙代理、 网管服务等系统服务, 提高整套系统的工作效率。
3.2.2 扩展功能
1) 黑白名单
对于授权放行的车辆, 登记车牌并录入系统白名单, 当车辆访问炼化厂时, 识别出车牌后和数据库已录入的车牌进行比对, 判别是否为授权车辆如果是已登记的车辆自动开启门禁放行; 如果是未登记的车辆启动相应联动通知保安室, 保安室可调阅视频来判别是否手动开启门禁。
2) 运维管理平台
经过平台能够对视频监控专网内的前端监控点、 编解码设备、 视频综合平台、 等视频设备的运行状态进行统一监控, 主动发现运行过程存在的视频离线、 视频质量异常、 录像异常等问题, 并经过短信、 邮件等多样的通知手段及时将故障通知相应的人员, 彻底解决传统运维过程中存在的”管不到、 管不全、 管不好”的难题。

3.3 系统特点
3.3.1 统一的中心管理平台
经过管理平台实现全网统一的视频资源管理, 对前端摄像机、 编码器、 解码器、 控制器等设备进行统一管理, 实现远程参数配置与远程控制等; 经过管理平台实现全网统一的用户和权限管理, 满足系统多用户的监控、 管理需求, 真正做到”坐阵于中心, 掌控千里之外”。
3.3.2 高清、 网络、 智能化的监控设备
以建设全高清监控系统为目标, 为用户提供更清晰的图像和细节, 让视频监控变得更有使用价值; 同时以建设全IP监控系统为目标, 让用户可经过网络中的任何一台电脑来观看、 录制和管理实时的视频信息, 且系统组网便利, 结构简单, 新增监控点或客户端都非常方便。
运用智能分析、 带有智能功能的摄像机等提高系统智能化水平, 同时经过先进的编码技术降低视频码流, 减少存储成本和网络成本, 减弱对网络的依赖性, 提高视频预览的流畅度;
3.3.3 深度整合的辅助系统
平台提供各类编解码设备管理、 存储管理、 网络管理、 报警管理等基础设备管控功能。同时对各子系统进行统一的监测、 控制和管理, 能够兼容视频监控、 入侵报警、 出入口管理、 环境监测、 火灾报警、 智能控制等多个辅助业务应用子系统。经过优化系统架构, 提高系统的整体效能, 使平台的管理更灵活、 更人性化, 为用户提供一站式的解决方案。平台还支持智能预案, 使炼化厂在不依赖于人甚至独立于人的情况下实现不同系统间的智能联动。
3.3.4 完善的运维管理机制
平台能够提供完善的综合监控与运维管理功能, 可实现对视频设备、 报警设备、 门禁设备、 对讲设备、 环境设备、 网络设备、 存储设备、 服务器、 中间件系统、 数据库系统等各种资源的全面监控和管理, 达到监控系统的可视化、 可控化和自动化管理目的。平台帮助各级运维部门快速定位故障, 迅速恢复监控系统运行环境, 并经过规范的流程化运维管理, 将管理数据电子化、 管理过程规范化, 从而为全网运行环境构建统一、 完善、 主动的流程化运维、 规范化服务和集中化管理, 全面提升运维管理能力。
3.4 友商分析
与友商相比, 海康主要的优势如下:
l 产品线齐全
Ø 海康有齐全的前端、 后端、 传输、 拼控及大屏显示产品线, 可提供全线服务;
Ø 海康提供多元化的非视频产品, 厂区内门禁、 报警、 周界等设备均能提供;
l 热成像测温
Ø 海康提供多形态多功能热成像产品, 既能进行火点检测, 也能实现测温测距功能;
l 平台整合能力强
Ø 由于海康提供全线的产品, 因此不存在设备无法接入的问题;
Ø 其次, 非海康的产品只要满足GB28181均能接入;
Ø 平台为集成架构, 可进行模块化扩展, 整合能力强大;
第 四 章 前端感知系统
4.1 分厂系统概述

图2 分厂系统拓扑图
分厂系统主要由视频监控系统、 周界防范系统、 入侵报警系统、 出入口管理系统、 一卡通系统、 热成像系统、 火炬放散监测等多个系统组成, 实现对炼化厂区现场音视频、 环境量的信息采集、 处理, 对出入口人员及车辆的管控、 移动巡检以及突发事故的应急指挥调度。
4.2 视频监控子系统
4.2.1 原有视频监控系统的整合
对于新建支持标准协议网络监控设备, 可采用设备直接接入平台的方式, 由中心平台/联网平台直接接入前端编码设备、 卡口设备、 矩阵设备、 车载单兵设备等各类监控设备, 实现各类视频资源的整合联网。
4.2.1.1 原有编码设备的接入
已建的各类视频编码设备, 包括原有DVR、 DVS、 IPC等, 由于数量多, 建设时标准不统一, 设备版本及型号各异, 如果直接对此类设备进行国标化升级, 一方面升级工作量巨大, 另一方面设备升级会对原有定制功能产生影响, 基于上述原因, 我们设计采用视频接入网关方式进行接入。
视频接入网关可满足不同厂商设备、 不同接入协议设备的整合需要, 同时可满足后期国标28181设备经过SIP协议主动注册的接入方案。

图1. 视频编码设备兼容接入
4.2.1.2 原有模拟设备整合
对于分厂已建的模拟监控系统, 由于需要经过模拟传输网络进行图像信号的交换, 造成视频资源共享的规模受到限制, 不能适应当前业务的需要。为了充分利旧, 能够经过DVS将模拟信号转换成网络信号上传至全厂监控平台。模拟摄像机的输出端接入视频分配器, 视频分配器将视频信号分成两路, 一路传至本地DVR, 一路传至DVS编码器。实现模拟摄像机的全厂平台监控管理。对于故障模拟摄像机点位能够考虑将原有同轴电缆能够利旧, 能够将前端像素比较低的模拟摄像头换成HDTVI设备, 提供像素的同时充分利用原有同轴电缆传输视频, 实现资源的最优化、 资金的最小化。

图3 智慧( 炼化) 工厂可视化综合系统拓扑图
4.2.1.2.1 整合接入方式
1) 视频综合平台作为主要切换控制输出设备, 可同时实现数字高清、 IP高清、 IP标清和模拟标清视频图像的切换输出, 经过HDMI或DVI接口输出到大屏幕;
2) 只需将模拟矩阵若干路输出接入到视频综合平台输入板中, 原有模拟矩阵和视频综合平台之间的互联由矩阵接入网关管理, 如果系统需要使用键盘控制, 键盘只需要连接到平台软件, 平台软件将命令解析转发即可;
3) 平台软件发送级联命令到矩阵接入网关, 矩阵接入网关将命令转换为模拟矩阵切换命令, 将模拟矩阵输入切换到视频干线中;
4) 平台软件从视频综合平台干线输入端的编码通道中取编码视频流到平台客户端显示, 如果需要上墙, 平台软件可将视频流推送到本级或上级的视频综合平台中进行统一解码上墙。
4.2.1.3 移动车载单兵接入
移动车载、 单兵等移动监控系统作为固定监控的有效补充, 可经过多种技术手段接入至视频监控网内的共享平台中。
接入模式有以下三种, 建议采用方式一或方式二, 方式三作为备选方案:
1) 平台与已建的移动监控平台对接, 实现移动监控资源的接入;
2) 平台提供设备接入协议( 比如GB28181) , 由移动车载设备、 单兵设备厂商按照此接入协议开放相应接口, 并无缝接入至共享平台;
3) 移动车载设备、 单兵设备厂商提供设备接入SDK, 由平台经过SDK接入开发方案接入这些移动监控资源。
接入后可实现现场视频图像的实时回传; 同时, 移动车载、 单兵设备可实时向监控中心上报GPS信息, 定位移动设备; 前方现场人员发现紧急情况时, 也可向监控中心发送报警信号, 监控中心可根据现场情况进行应急处理。
具体对接实现如下图所示:

图4 移动车载单兵设备接入
4.2.1.4 已建监控平台平台整合
炼化厂区原有投资建设的视频监控平台, 应与总控中心之间实现国标化联网。由于此类异构平台建设模式各异、 标准不统一, 给视频资源接入整合带来一定的困难, 因此必须对此非标平台进行国标化改造。
建议非标平台经过平台自身软件升级的方式改造为标准平台, 输出标准信令与标准码流, 并采用国标协议实现与集团监控中心平台的无缝级联对接; 对于因各种原因无法实现软件自身升级的非标平台, 建议经过增加联网网关的方式, 实现对此类非标平台的国标化改造, 将非标平台的信令协议、 设备ID、 媒体传输协议、 数据封装格式、 媒体码流进行标准化的转换, 保证集团监控中心平台