摘要：凈水廠作為城市的公用事業(yè)單位，它管理的好壞直接影響著人民的正常生產(chǎn)生活環(huán)境和水廠的社會(huì)效益。為了保證水廠的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全、順利及高效運(yùn)行，在常山縣城鄉(xiāng)供水一體化一期凈水廠建立一個(gè)現(xiàn)代化的安防監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。

關(guān)鍵詞：電視監(jiān)控系統(tǒng)；周界防范系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)組成

1 前言

某縣城鄉(xiāng)供水一體化一期凈水廠自控工程的電視監(jiān)控及周界防范系統(tǒng)包括兩個(gè)子系統(tǒng)：電視監(jiān)控系統(tǒng)和周界防范系統(tǒng)。電視監(jiān)控系統(tǒng)是由前端圖像探測器、傳輸、中心控制和輔助控制等幾部分組成，用來監(jiān)視廠區(qū)主要出入口、重要工作間、廠區(qū)周界等位置的安全和運(yùn)行情況。周界防范系統(tǒng)為電子圍欄，用于探測非法入侵和防止破壞等活動(dòng)。監(jiān)控中心設(shè)置在總控制中心內(nèi)，負(fù)責(zé)全廠所有圖像監(jiān)視急錄像，門房設(shè)分控可以瀏覽監(jiān)控圖像及周界安全報(bào)警。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)背景及規(guī)劃

本工程為安全保衛(wèi)和生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)置一套閉路電視系統(tǒng)，系統(tǒng)共設(shè)置18個(gè)工業(yè)電視監(jiān)控點(diǎn)。其中設(shè)置12臺(tái)室外彩色快球攝像機(jī)，6臺(tái)室內(nèi)彩色快球攝像機(jī)。

室外快球攝像機(jī)的設(shè)置：配水井、綜合池、V型慮池、機(jī)修車間、回用水池、污泥濃縮池、污泥平衡池、車庫、加藥間、機(jī)房、綜合樓以及廠區(qū)門衛(wèi)進(jìn)出口共12臺(tái)。

室內(nèi)快球攝像機(jī)的設(shè)置：配電間、反沖泵房、鼓風(fēng)機(jī)房、加氯間、加藥間及脫水機(jī)房共6臺(tái)。

將圖像信號(hào)引至綜合樓監(jiān)控機(jī)房硬盤錄像機(jī)。在局域網(wǎng)內(nèi)可通過授權(quán)遠(yuǎn)程調(diào)用現(xiàn)場的視頻信號(hào)。

監(jiān)控中心設(shè)置1臺(tái)22寸液晶監(jiān)視器，視頻監(jiān)控主機(jī)可任意切換一個(gè)或一組圖像至監(jiān)視器上顯示，可通過控制鍵盤控制圖像的調(diào)用及一體化快球的控制。通過硬盤錄像機(jī)，對(duì)所有視頻信號(hào)進(jìn)行錄音錄像。硬盤錄像機(jī)的資料保存30天。

值班人員可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)觀看廠區(qū)內(nèi)的監(jiān)控圖像，當(dāng)廠區(qū)內(nèi)的報(bào)警按鈕觸發(fā)時(shí)，發(fā)生突發(fā)事件廠區(qū)的圖像自動(dòng)切換成全屏模式，供值班人員觀看。

整個(gè)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互聯(lián)互控，DVR視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享及網(wǎng)絡(luò)傳輸，同時(shí)也可通過網(wǎng)絡(luò)作為閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)外的樞紐。

（2）系統(tǒng)架構(gòu)方式選擇

本次采用的是應(yīng)用最廣也是最為成熟的模擬和數(shù)字相結(jié)合的系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由前端模擬攝像機(jī)、數(shù)字視頻光端機(jī)、硬盤錄像機(jī)和相關(guān)管理軟件來實(shí)現(xiàn)。這種方式的有點(diǎn)是同時(shí)兼有了模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了這兩點(diǎn)各自的一些劣勢。

數(shù)模結(jié)合的系統(tǒng)穩(wěn)定性高，視頻質(zhì)量高，沒有延時(shí)，也可以通過以太網(wǎng)來傳輸數(shù)字圖像，數(shù)字化的存儲(chǔ)也可以基本上不受容量限制，也可以比較方便地進(jìn)行人工智能處理。由于系統(tǒng)比較成熟，性價(jià)比也格外高，因此國內(nèi)外的重要項(xiàng)目一般都采用這種方案。

基于準(zhǔn)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是技術(shù)成熟性和應(yīng)用廣泛性。同時(shí)，也根據(jù)污水廠實(shí)際需求及從系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性考慮，我們?yōu)槌Ｉ娇h城鄉(xiāng)供水一體化一期凈水廠設(shè)計(jì)了模擬監(jiān)控與數(shù)字錄像相結(jié)合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)組成

本監(jiān)視系統(tǒng)分別在各個(gè)監(jiān)控區(qū)的重要地點(diǎn)安裝監(jiān)控?cái)z像機(jī)，采集各個(gè)地點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像，通過同軸電纜以模擬信號(hào)的方式傳回監(jiān)控中心，讓監(jiān)控中心能夠隨時(shí)掌握其所轄區(qū)域各重要地點(diǎn)的狀況；同時(shí)，監(jiān)控中心實(shí)行數(shù)字聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程各分監(jiān)控點(diǎn)的圖像共享，達(dá)到上級(jí)部門的異地圖像調(diào)控。本系統(tǒng)達(dá)到能夠及時(shí)地、直觀地提供各監(jiān)控區(qū)重要通道、重要廠區(qū)、室外交通路口的人員流動(dòng)及車輛通行情況，并實(shí)時(shí)地將圖像信息顯示在監(jiān)控中心的大屏及電視墻上，為區(qū)域治安、緊急事件狀況做出準(zhǔn)確判斷提供依據(jù)，便于監(jiān)控中心指揮人員及時(shí)調(diào)整區(qū)域治安力量和生產(chǎn)控制方案，及時(shí)反應(yīng)、快速處理各類緊急事件。

監(jiān)控系統(tǒng)總體上由前端攝像部分、傳輸部分和顯示監(jiān)控設(shè)備及控制設(shè)備組成。

2.3 系統(tǒng)的安裝調(diào)試

為了提高監(jiān)控系統(tǒng)的安裝施工效率，并保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備，在安裝施工過程中必須嚴(yán)格按照施工程序進(jìn)行。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備是建筑弱電諸多系統(tǒng)中比較精密的光、電子設(shè)備，在施工過程中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

（1）線路敷設(shè)

電視監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)線路不宜與強(qiáng)電（220V以上)線路同管敷設(shè)，其間距應(yīng)符合有關(guān)安裝規(guī)定要求，一般應(yīng)相距200mm以上。

（2）監(jiān)控中心安裝

監(jiān)控中心應(yīng)是恒溫、通風(fēng)、干燥并有充分的光照度，監(jiān)控臺(tái)距墻距離應(yīng)符合民用建筑電氣規(guī)范的要求，并充分考慮到操作維修的方便。

（3）電源部分

要求電源穩(wěn)定，電壓的波動(dòng)范圍在正負(fù)5%之內(nèi)，整個(gè)電源系統(tǒng)應(yīng)良好的接地及避雷裝置。

（4）設(shè)備安裝

攝像機(jī)應(yīng)裝在暗處不易被破壞的地方，并且最好是逆光安裝。

3 周界報(bào)警系統(tǒng)

3.1 設(shè)計(jì)說明思想

本水廠周界總長約2000米左右，周界呈不規(guī)則狀，一部分邊界有院墻，一部分是山坡，沒院墻有網(wǎng)狀金屬格柵圍欄。

針對(duì)本工程周邊情況，考慮周界形狀不太規(guī)則，周界很長，可在圍墻的頂端架設(shè)脈沖電子圍欄探測器以達(dá)到防范不法分子闖入。

防范區(qū)域合理劃分，與前端一一對(duì)應(yīng)，做到報(bào)警時(shí)準(zhǔn)確定位，并通過控制中心輸出報(bào)警信息。

占地面積較大，周界較長，這對(duì)于系統(tǒng)信號(hào)傳輸以及電源供應(yīng)都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。但將其為分為幾部分，各部分分別設(shè)置周界的話會(huì)影響整體性，因此本方案設(shè)計(jì)周界系統(tǒng)仍在整體外圍設(shè)置脈沖電子圍欄探測器，但線路信號(hào)傳輸上可分將各個(gè)不同部位的探測器分為多組，采用總線傳送至管理中心報(bào)警主機(jī)，則每條總線上的距離均可滿足系統(tǒng)信號(hào)傳輸要求，充分保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)于電源部分，建議由管理中心統(tǒng)一供給220V電源，再由現(xiàn)場變?yōu)樘綔y器工作電壓為其供電，既解決了設(shè)備供電問題，又能保證整體的電源同步。

為減少系統(tǒng)的管線敷設(shè)，避免中心/前端管線繁多、雜亂，不利于后期的管理維護(hù)等問題，采用總線傳輸方式。

前端探測器均通過總線式報(bào)警輸入模塊接入周界報(bào)警系統(tǒng)總線，在控制中心通過總線制報(bào)警接收設(shè)備、系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)及管理軟件對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行接收和處理，并外接聲光報(bào)警器，在報(bào)警時(shí)實(shí)現(xiàn)聲光提示和電腦顯示。

周界防越報(bào)警系統(tǒng)主要設(shè)備采用澳大利亞的帕克頓脈沖電子圍欄。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電子圍欄周界防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由系統(tǒng)主機(jī)和帶脈沖高壓信號(hào)的電子圍欄前端兩部分組成。系統(tǒng)主機(jī)的作用是產(chǎn)生脈沖高壓信號(hào)、探測入侵行為、發(fā)出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)主機(jī)具有聲音和光電報(bào)警功能，并配備有報(bào)警聯(lián)動(dòng)輸出接口（開關(guān)量信號(hào)），與視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，從而提高安防等級(jí)。當(dāng)電子圍欄系統(tǒng)受到強(qiáng)行突破時(shí)（短線、斷線、觸碰）報(bào)警、主機(jī)運(yùn)行故障（如斷電）報(bào)警。不會(huì)因環(huán)境、天氣、樹枝、小動(dòng)物等影響而誤報(bào)警；電子圍欄前端指安裝在外圍防區(qū)的圍欄部分（附件主要包括：受力支架、中間支架、電子線、絕緣子、緊線器、警示牌等），其與系統(tǒng)主機(jī)連接。

系統(tǒng)主機(jī)產(chǎn)生約5000V低能量脈沖電壓信號(hào)并作用在電子圍欄前端上，該電壓能有效擊退入侵者并形成心理威懾，由于其脈沖間隔≥0.75s，每個(gè)脈沖最大能量低于5J，每個(gè)脈沖最大電量2.5mC，在確保足夠打擊強(qiáng)度的情況下對(duì)人體不會(huì)構(gòu)成傷害。當(dāng)入侵者強(qiáng)行突破時(shí)，系統(tǒng)主機(jī)會(huì)感知并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

（1）系統(tǒng)規(guī)劃

系統(tǒng)規(guī)劃將整個(gè)周界劃分為6個(gè)防區(qū)，以便于報(bào)警方向識(shí)別和管理，每防區(qū)配置1臺(tái)主機(jī)設(shè)備，主機(jī)安裝在圍墻附近的主機(jī)機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱為不銹鋼材料。

（2）電子圍欄前端

前端支架采用玻璃鋼材料，首尾端及轉(zhuǎn)角處支架為圓柱型的受力支架，其它為工字鋼型的中間支架。支架間距常規(guī)為4m，支架底座為鍍鋅鋼板材料。院墻部分支架安裝在圍墻頂部，山坡圍欄部分支架安裝在距圍欄1m的內(nèi)側(cè)。山坡部分需澆注1.5m寬的混凝土路面防止植物生長、安裝支架的位置澆注300×300×300的混凝土墩（這部分由業(yè)主負(fù)責(zé)）。

電子線設(shè)計(jì)由合金材料制成，線徑φ1.8mm，具有不易腐蝕和低阻抗等特性。安裝采用標(biāo)準(zhǔn)4線制，線線間距20cm。

（3）系統(tǒng)防雷

每個(gè)防區(qū)的首端配電子圍欄專用的高壓防雷器，每個(gè)防區(qū)的主機(jī)機(jī)箱內(nèi)配電源防雷器、報(bào)警開關(guān)量信號(hào)配信號(hào)防雷器，PLC柜內(nèi)配該報(bào)警信號(hào)的信號(hào)防雷器。

（4）聲光報(bào)警

每個(gè)防區(qū)的主機(jī)機(jī)箱旁配1個(gè)DV12V聲光報(bào)警器、每個(gè)防區(qū)中配4個(gè)AC220V聲光報(bào)警器，同時(shí)報(bào)警信號(hào)進(jìn)入離之最近的PLC，還進(jìn)入視頻監(jiān)控系統(tǒng)以便于攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)。

4 結(jié)語

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，圖像監(jiān)控系統(tǒng)作為安保的重要技術(shù)手段已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)。圖像監(jiān)控系統(tǒng)將前端現(xiàn)場的信息（圖像、聲音、報(bào)警）通過技術(shù)手段傳到后端，使得遠(yuǎn)程監(jiān)管變得簡單，集中管理成為可能，滿足了區(qū)域安保工作的同時(shí)，減少了安保工作成本。