商志國

(陽江核電有限公司，廣東 陽江 525900)

0 引言

核電廠內(nèi)廠房數(shù)量較多、規(guī)模較大，其內(nèi)部各種設(shè)備設(shè)施復(fù)雜、機(jī)電設(shè)備多，這些特點(diǎn)增加了核電廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性。為了消除或控制火災(zāi)，電廠設(shè)置了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)現(xiàn)場的火災(zāi)探測器報(bào)火警時(shí)，主控室派人員到現(xiàn)場核實(shí)火情，確認(rèn)火情，并在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)施有效救援；視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控核電廠各個(gè)重要設(shè)備和重點(diǎn)安防場所，其所監(jiān)控的區(qū)域較多，卻無法在第一時(shí)間找出起火區(qū)域視頻畫面。

因此，需要開發(fā)一套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)的功能。

1 系統(tǒng)組成

火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以下三部分組成。

(1) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。用于通過不同類型火災(zāi)探測器(包括：Notifire，DEF及西門子等)分別探測核電廠各廠房房間內(nèi)的火情信息，所述火情信息包括探測到火情的火災(zāi)探測器的地址編碼。

(2) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)。用于通過多個(gè)攝像頭獲取核電廠多個(gè)區(qū)域的視頻信息。

(3) 消防應(yīng)用服務(wù)器。分別與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)建立通信連接，用于存儲(chǔ)不同類型火災(zāi)探測器的地址編碼及其所在廠房房間之間的地址編碼映射表，并用于根據(jù)地址編碼映射表和火情信息，獲取探測到火情的火災(zāi)探測器的地址編碼所映射的廠房房間中的攝像頭的視頻信息。

電廠火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 電廠火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)?/p>

2 系統(tǒng)功能模塊簡介

火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括以下功能模塊。

2.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警信息收發(fā)接口

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警信息收發(fā)接口負(fù)責(zé)從火警主機(jī)獲取所有報(bào)火警探頭信息，對(duì)信息進(jìn)行篩選整理分類后，同步傳輸給視頻調(diào)度系統(tǒng)，調(diào)取與火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的攝像頭畫面。該接口必須能夠支持多種火警系統(tǒng)通信協(xié)議，如JBUS，CRT，CBUS，CWEB，OPC以及DDE等通用性協(xié)議，以滿足后續(xù)不同火警主機(jī)接入的兼容性。

(1) 1，2機(jī)組常規(guī)島和BOP廠房火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)為美國Notifire公司的NFS2-3030型主機(jī)，該主機(jī)可通過CRT串口協(xié)議向第三方系統(tǒng)傳輸報(bào)警數(shù)據(jù)，即該功能模塊支持CRT通信協(xié)議，能夠獲取并識(shí)別火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)所有報(bào)警類型及位置。火警主機(jī)與該功能模塊的通信需要保持單向通信，即數(shù)據(jù)只能由火警主機(jī)傳輸至火災(zāi)報(bào)警信息接收模塊，不能反方向傳輸，以免對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)造成干擾。相關(guān)的信號(hào)通過行政辦公網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，具有多系統(tǒng)兼容性。

(2) 1，2機(jī)組核島廠房火警主機(jī)為法國DEF公司產(chǎn)品，主機(jī)型號(hào)為SDI，火警主機(jī)需要增加通信接口模塊，通過JBUS協(xié)議向第三方系統(tǒng)傳輸報(bào)警信息數(shù)據(jù)?；鹁?lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)配置定制型協(xié)議轉(zhuǎn)換器，接收SDI主機(jī)報(bào)警信息，解析報(bào)警信息，最后通過TCP/IP協(xié)議經(jīng)過行政辦公網(wǎng)絡(luò)傳輸至火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

(3) 3～6號(hào)機(jī)組核島、常規(guī)島和BOP廠房使用的是西門子火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，主機(jī)型號(hào)為FS1120/FD720/FC726。報(bào)警主機(jī)需要增加通信接口模塊，通過專用協(xié)議(由西門子提供)向第三方系統(tǒng)傳輸報(bào)警信息數(shù)據(jù)?；鹁?lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)配置定制型協(xié)議轉(zhuǎn)換器，接收主機(jī)報(bào)警信息，解析報(bào)警信息，最后通過TCP/IP協(xié)議經(jīng)過行政辦公網(wǎng)絡(luò)傳輸至火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

2.2 視頻調(diào)度系統(tǒng)

視頻調(diào)度系統(tǒng)從火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警信息收發(fā)接口接收?qǐng)?bào)警探頭信息后，通過數(shù)據(jù)篩選整理和格式轉(zhuǎn)換，與攝像頭進(jìn)行匹配關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)可以是“一對(duì)一”或者“一對(duì)多”。通過火災(zāi)報(bào)警探頭和攝像頭關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)取所接入視頻系統(tǒng)相應(yīng)的攝像頭畫面，并在主控室工作站上進(jìn)行顯示。該調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)能夠支持多種視頻信號(hào)，如網(wǎng)絡(luò)攝像頭、模擬攝像頭、DVR，NVR信號(hào)以及視頻矩陣視頻信號(hào)等。前端顯示主要是在主控室設(shè)置視頻監(jiān)控顯示工作站，用于火災(zāi)報(bào)警發(fā)生時(shí)顯示相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)畫面，自動(dòng)進(jìn)行多畫面或者輪巡顯示。前端顯示包含顯示工作站主機(jī)及顯示器、工作站機(jī)柜和打印機(jī)等。后端視頻服務(wù)主要包含音視頻信號(hào)監(jiān)控、音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)、音視頻存儲(chǔ)和云臺(tái)控制信號(hào)收發(fā)等功能。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 軟件方面創(chuàng)新點(diǎn)

(1) 通過算法設(shè)計(jì)和地理信息系統(tǒng)算法技術(shù)，建立火災(zāi)探測器、視頻監(jiān)控設(shè)備的“一對(duì)多”關(guān)系模型。

(2) 在核電廠區(qū)內(nèi)任何地點(diǎn)發(fā)生火警時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)均能立即分析并彈出和該火警相關(guān)主要起火房間以及周邊關(guān)聯(lián)房間的監(jiān)控畫面，同時(shí)在廠房平面圖上顯示出起火房間位置，實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控，準(zhǔn)確、快速定位起火位置，縮短人員到現(xiàn)場核實(shí)火情時(shí)間。

3.2 硬件方面創(chuàng)新點(diǎn)

(1) 通過安裝廠家特制通信模塊，實(shí)現(xiàn)火警主機(jī)內(nèi)火警信號(hào)正確傳輸，且該設(shè)備抗強(qiáng)電磁干擾、防雷擊，穩(wěn)定性高。

(2) 通過安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將火警主機(jī)中火災(zāi)探測器的地址編碼轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。

(3) 通過安裝單向網(wǎng)閘，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間“零干擾”，確保兩套系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。

4 系統(tǒng)功能介紹

電廠火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作站設(shè)置在主控室，打開軟件，主界面分為兩部分，上部分為功能按鈕欄，下部分為功能顯示操作頁面。

(1) 功能按鈕欄：分別為系統(tǒng)狀態(tài)、視頻監(jiān)控、視頻回放、火警記錄、用戶管理、日志信息、地址設(shè)置、火警設(shè)備、視頻設(shè)備、地址綁定等，分兩種級(jí)別用戶登錄，不同級(jí)別顯示和使用權(quán)限不一樣。

(2) 功能顯示操作頁面：在主界面下半部分，占大部分畫面，用于各個(gè)功能模塊的顯示和操作，系統(tǒng)打開時(shí)默認(rèn)打開“系統(tǒng)狀態(tài)”功能。

5 火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用

5.1 系統(tǒng)建設(shè)

電廠在項(xiàng)目策劃階段就成立聯(lián)合部門運(yùn)作項(xiàng)目組，明確各部門職責(zé)和實(shí)施計(jì)劃，為后續(xù)各機(jī)組火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)投用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

因現(xiàn)場相關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大且復(fù)雜，項(xiàng)目實(shí)施難度大且周期長，EA樓有與現(xiàn)場同類型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)(Notifire型號(hào))和視頻監(jiān)控系統(tǒng)(DKM系統(tǒng))，所以該項(xiàng)目以EA樓作為試點(diǎn)，然后在1/9/0號(hào)機(jī)組上選取15處重點(diǎn)火險(xiǎn)區(qū)域(Notifire型號(hào))開展試點(diǎn)工作。

(1) 常規(guī)島廠房8個(gè)試點(diǎn)區(qū)域：1號(hào)機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)平臺(tái)、1GHE密封油區(qū)域、繼保室(1MB603)、直流充電室和二次設(shè)備室(1MB611)、勵(lì)磁小間（1MV303）、1號(hào)主變A/B/C三相、1號(hào)廠變A/B、1號(hào)備用廠變A/B。

(2) BOP廠房7個(gè)試點(diǎn)區(qū)域：500 kV電抗器A/B/C三相、 500 kV配電裝置室(0TB101)、繼電保護(hù)室(0TB104)、 220 kV輔助變壓器、 220 kV開關(guān)站GIS設(shè)備間(0TD202)、EM網(wǎng)絡(luò)服務(wù)間、LY 6.6 kV配電室。

5.2 系統(tǒng)應(yīng)用

當(dāng)系統(tǒng)建設(shè)完成后，項(xiàng)目組成員在廠房內(nèi)觸發(fā)火警探頭真實(shí)動(dòng)作后，電廠對(duì)應(yīng)機(jī)組主控室火警平臺(tái)上發(fā)出火警聲響報(bào)警，十幾秒種后，視頻監(jiān)控系統(tǒng)上自動(dòng)顯示對(duì)應(yīng)區(qū)域視頻監(jiān)控畫面；火警報(bào)警信息消除，視頻監(jiān)控系統(tǒng)上報(bào)警信息同步解除，多次試驗(yàn)均能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能。期間歷時(shí)6個(gè)月，于2017-12-27成功投運(yùn)1/9/0號(hào)機(jī)組試點(diǎn)區(qū)域火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，顯示該系統(tǒng)在機(jī)組上可以安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行。

秉著“突破常規(guī)，大膽創(chuàng)新”的想法，項(xiàng)目組通過技術(shù)改進(jìn)補(bǔ)足短板，逐步將該系統(tǒng)應(yīng)用到后續(xù)機(jī)組上，2018-12-27，投運(yùn)2號(hào)機(jī)組火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)；2019-12-09，投運(yùn)3，4號(hào)機(jī)組火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

6 結(jié)束語

電廠火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)核電行業(yè)領(lǐng)域?yàn)槭状螒?yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)火警時(shí)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，縮短了運(yùn)行人員核實(shí)火情時(shí)間至30 s左右，提高了火警響應(yīng)速度，為遏制火災(zāi)事故形成發(fā)揮積極作用，減少火災(zāi)蔓延對(duì)機(jī)組造成的經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，減少運(yùn)行人員前往火場核實(shí)火情環(huán)節(jié)，避免人身傷害風(fēng)險(xiǎn)給企業(yè)帶來的潛在經(jīng)濟(jì)損失。

以上從工作原理、系統(tǒng)功能模塊、系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)和系統(tǒng)功能介紹等方面，對(duì)火警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了闡述，以期為優(yōu)化核電廠火警響應(yīng)流程提供借鑒。