朱海鋒

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺(tái) 317200）

0 引言

當(dāng)前發(fā)電廠都朝著“無(wú)人值班、少人值守”的方式發(fā)展，為了節(jié)省人力資源的同時(shí)對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)7×24h不間斷監(jiān)視，在重要部位安裝工業(yè)電視，并設(shè)置中央控制室/集中監(jiān)控室進(jìn)行不間斷監(jiān)控、錄像的方式已經(jīng)被越來(lái)越多的交通、公安、企業(yè)、商業(yè)機(jī)構(gòu)等接受。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)電視系統(tǒng)也朝著更高的清晰度、更快捷的傳輸、更大的存儲(chǔ)方向發(fā)展，從而使得從監(jiān)控器中直接監(jiān)視表計(jì)讀數(shù)、閥門/開(kāi)關(guān)狀態(tài)等成為可能。為了滿足上述需求，桐柏公司對(duì)原有480線工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行了高清化改造。

1 工業(yè)電視高清改造的必要性和愿景

現(xiàn)有的普通攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控著電廠生產(chǎn)、辦公區(qū)域重要的設(shè)備和場(chǎng)所，但是由于這些攝像機(jī)清晰度不高，難以勝任看清楚開(kāi)關(guān)/刀閘的狀態(tài)指示、表計(jì)的指針讀數(shù)、廣字牌的顯示、油水氣設(shè)備的滴冒跑漏等電廠運(yùn)行人員特別關(guān)注內(nèi)容的重任，無(wú)法滿足當(dāng)前的監(jiān)控需求。如果出現(xiàn)火警、重要開(kāi)關(guān)量信號(hào)改變、溫度/流量/電氣值發(fā)生重大變化等情形時(shí)，必須派人到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地察看以確定實(shí)際情況，從中控室到廠房、繼保室、開(kāi)關(guān)站等現(xiàn)場(chǎng)的平均時(shí)間在8～10min左右，上水庫(kù)、導(dǎo)流洞等偏遠(yuǎn)地區(qū)甚至超過(guò)15min才能趕到現(xiàn)場(chǎng)，不利于事故及時(shí)控制，所以必須要更換為高清攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)“快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定”的目標(biāo)。

改造后的高清工業(yè)電視系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)清楚的看清開(kāi)關(guān)/閥門的閉合情況、當(dāng)前表計(jì)指針的位置、設(shè)備的運(yùn)行狀況和重要區(qū)域的實(shí)時(shí)場(chǎng)景。并且經(jīng)過(guò)改造后的高清工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)本身形成一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控局域網(wǎng)，不占用本來(lái)就已經(jīng)捉襟見(jiàn)肘的SDH網(wǎng)資源，通過(guò)客戶端軟件和特定權(quán)限的賬戶，在局域網(wǎng)的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全廠前端攝像機(jī)的實(shí)時(shí)畫(huà)面觀看、錄像回放、攝像機(jī)控制等功能。同時(shí)，在磁盤陣列中要保留不少于三個(gè)月的錄像資料，以方便出現(xiàn)問(wèn)題后能夠通過(guò)錄像來(lái)回放當(dāng)時(shí)情況。

2 舊的工業(yè)電視體系介紹

原有的桐柏電廠工業(yè)電視系統(tǒng)由前端的108個(gè)標(biāo)清攝像機(jī)和8臺(tái)硬盤錄像機(jī)，若干個(gè)視頻分配器，中間傳輸?shù)娜舾煞N光端機(jī)、光纖收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及傳輸介質(zhì)（光纜、尾纖、同軸線纜、光纖熔接盒），1臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器，1臺(tái)監(jiān)控客戶主機(jī)，2臺(tái)視頻解碼器，4塊電視墻組成。從前端采集的圖像信號(hào)經(jīng)由視頻分配器一分為二，一份發(fā)送給硬盤錄像機(jī)存儲(chǔ)，位于控制室的監(jiān)控客戶端通過(guò)SDH網(wǎng)訪問(wèn)分散在各個(gè)區(qū)域的硬盤錄像機(jī)獲得存檔的視頻文件；另一份發(fā)送給視頻切換矩陣，由解碼器解碼后，傳輸給電視墻實(shí)時(shí)顯示。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，既占用了SDH網(wǎng)的資源，又使用單獨(dú)的光端機(jī)傳輸信號(hào)，需要同時(shí)維護(hù)兩套網(wǎng)絡(luò)；它的另一個(gè)詬病是，由于前段攝像機(jī)分散且數(shù)量不一，需要配備種類繁多的視頻光端機(jī)，從2口、4口、到32口不等，需要維持多個(gè)型號(hào)的備品備件，否則會(huì)造成端口數(shù)不夠或者“大材小用”式的浪費(fèi)。舊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 原有工業(yè)電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 過(guò)渡階段方案

在逐步高清改造的2～3年內(nèi)，桐柏電廠工業(yè)電視系統(tǒng)將以標(biāo)清、高清并存的方式運(yùn)行。新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)舍棄了視頻切換矩陣和前端—后端環(huán)節(jié)的光端機(jī)，釋放了SDH網(wǎng)的通道，遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸全部使用光纖收發(fā)器，主干網(wǎng)速率為1000Mbit/s,分支網(wǎng)速率為100Mbit/s。由于引入了大容量磁盤陣列，所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存，借助磁盤陣列的大容量I/O能力，電視墻的信號(hào)直接由磁盤陣列給出。過(guò)渡階段的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 過(guò)渡階段工業(yè)電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 新的工業(yè)電視體系規(guī)劃

高清改造完成后的桐柏電廠工業(yè)電視系統(tǒng)由108個(gè)高清攝像機(jī)，6臺(tái)磁盤陣列和96塊大容量硬盤，2臺(tái)存儲(chǔ)主機(jī)，1臺(tái)專用客戶端電腦，2臺(tái)視頻解碼器，4塊電視墻，以及若干光纖收發(fā)器、交換機(jī)以及傳輸介質(zhì)（光纜、尾纖、同軸線纜、光纖熔接盒）組成。改造完成后的工業(yè)電視結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 改造完成后的工業(yè)電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 改造中的注意事項(xiàng)

桐柏電廠在工業(yè)電視高清改造中總結(jié)出幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。

（1）注意拉線、設(shè)備安裝過(guò)程中的施工安全。

在已經(jīng)投產(chǎn)電廠中，工業(yè)電視的光纜、線纜往往與監(jiān)控、保護(hù)、安全自動(dòng)裝置等系統(tǒng)的線纜共用同一個(gè)線纜橋架，工業(yè)電視信號(hào)傳輸線路與通信系統(tǒng)共享SDH網(wǎng)，工業(yè)電視設(shè)備與其它設(shè)備安裝在同一盤柜中，設(shè)備共用一路電源，這給施工人員提出了更高的要求。施工的安全措施里必須格外強(qiáng)調(diào)不得誤碰、誤拔、誤踩、誤拉電，施工監(jiān)護(hù)人員也需要格外注意，如果不小心碰落了保護(hù)、安全自動(dòng)裝置等的端子、線纜，就會(huì)造成開(kāi)關(guān)誤動(dòng)這樣的嚴(yán)重后果。

（2）注意線纜的整理和標(biāo)識(shí)。

標(biāo)識(shí)不清晰的線纜會(huì)給今后的維護(hù)帶來(lái)巨大的困難，在施工過(guò)程中要注意及時(shí)標(biāo)識(shí)線纜的兩端，標(biāo)識(shí)的內(nèi)容可以為：線纜唯一編號(hào)、所屬系統(tǒng)、去往何處等。線纜的標(biāo)簽會(huì)因?yàn)槔匣撀洹⒆舟E模糊褪色，所以要選擇一款高品質(zhì)的標(biāo)簽。敷設(shè)新線纜的同時(shí)建議及時(shí)抽出并清除舊的線纜，廢棄的線纜不及時(shí)清除會(huì)占據(jù)橋架、孔洞的空間，對(duì)今后的線路敷設(shè)造成困難，而且數(shù)目龐大的廢棄線纜與標(biāo)識(shí)不清晰這兩個(gè)因素相疊加將會(huì)是今后維護(hù)人員的噩夢(mèng)。

（3）注意孔洞、橋架的防火封堵及時(shí)恢復(fù)。

2011年年底鄂溫克12.28火災(zāi)事故的教訓(xùn)令人記憶猶新，敷設(shè)線纜難免會(huì)拆開(kāi)原有的防火泥、防火包等防火封堵材料，除了線纜的選材必須為阻燃線纜外，及時(shí)恢復(fù)防火封堵也是不可忽視的管理環(huán)節(jié)。

（4）注意線纜容量的冗余度。

工業(yè)電視施工的工程量有很大一部分是線纜的敷設(shè)工程，在線纜密集的橋架、孔洞、預(yù)埋管里穿線費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，所以在編制施工方案時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮線纜容量的冗余問(wèn)題，光纜可以考慮增加芯數(shù)，雙絞線可以考慮超5類或6類雙絞線，部分環(huán)境惡劣、重要性較高的地點(diǎn)可以考慮敷設(shè)冗余線路，防止線纜出現(xiàn)斷點(diǎn)后因?yàn)樾枰匦路笤O(shè)線纜而影響系統(tǒng)的正常工作。

6 結(jié)論

改造后，130萬(wàn)像素/200萬(wàn)像素的前端攝像機(jī)完全滿足了看清楚開(kāi)關(guān)/刀閘的狀態(tài)指示、表計(jì)的指針讀數(shù)、廣字牌的顯示等要求，從此告別了“近視眼”、“老花眼”的情況。視頻分配器、視頻切換矩陣、硬盤錄像機(jī)等設(shè)備均不再使用，廉價(jià)的8口、16口交換機(jī)便于堆疊組合，代替了原有規(guī)格眾多的視頻光端機(jī)，備品備件的種類由原來(lái)的29種下降為17種，不到原先的60%，降低了使用和維護(hù)成本。

工業(yè)電視系統(tǒng)單獨(dú)組網(wǎng)，擺脫了對(duì)原本已經(jīng)不堪重負(fù)的SDH網(wǎng)的依賴，千兆光纖的廣泛應(yīng)用使得傳輸速率得以大幅提高，可以把數(shù)據(jù)集中存放在恒溫、恒濕的機(jī)房?jī)?nèi)，克服了原先數(shù)據(jù)分散的缺點(diǎn)，大大提高了數(shù)據(jù)的安全性，而且便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。

在“三網(wǎng)融合”的大環(huán)境下，使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)使得工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)、辦公內(nèi)網(wǎng)之間互聯(lián)成為可能，今后進(jìn)一步的思路是，研究把工業(yè)電視信號(hào)引入到辦公內(nèi)網(wǎng)，使得在新源公司范圍內(nèi)，無(wú)論是在天臺(tái)廠區(qū)、杭州辦公樓，抑或是新源本部，只要有需要，立刻就能看到生產(chǎn)區(qū)域的畫(huà)面，為企業(yè)決策者提供了方便。