火力發(fā)電廠智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

申景軍，張瑞祥

(西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 西安 710075)

火力發(fā)電廠智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

申景軍，張瑞祥

(西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 西安 710075)

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和減員增效要求的提高，近年來(lái)各發(fā)電廠對(duì)安防系統(tǒng)的配置有了提升，本文在查閱相關(guān)規(guī)程規(guī)范和文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)門禁系統(tǒng)、廠區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)及視頻安防系統(tǒng)，并結(jié)合某新建600 MW超臨界機(jī)組火力發(fā)電廠的智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，總結(jié)了電廠的安防系統(tǒng)配置方案，對(duì)指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員的工作有實(shí)際意義。

智能安防；門禁；入侵報(bào)警；視頻監(jiān)控。

1 概述

近幾年安全防范系統(tǒng)(Security and Protection System, SPS)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用逐漸增多，對(duì)于提升火力發(fā)電廠的綜合管控水平和減員增效有積極的促進(jìn)作用。但是在火力發(fā)電廠的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，缺乏一種整體的解決方案，容易出現(xiàn)電廠安全管理混亂。本文基于某新建600 MW超臨界機(jī)組智能安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，介紹了一種電廠智能安防系統(tǒng)的配置方案，供工程設(shè)計(jì)人員參考。

火力發(fā)電廠的安防系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用經(jīng)歷了一個(gè)范圍不斷擴(kuò)大、逐步完善的過(guò)程，最初是2000年前后的生產(chǎn)區(qū)工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，后來(lái)將廠區(qū)部分安防對(duì)象(如大門、主要路口等)納入監(jiān)視系統(tǒng)，監(jiān)視范圍逐漸擴(kuò)展為全廠的閉路電視系統(tǒng)。隨后有些電廠又逐步配置了門禁控制系統(tǒng)、廠區(qū)周界探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)等，但這些系統(tǒng)一般相互獨(dú)立，沒(méi)有形成統(tǒng)一的集成監(jiān)控平臺(tái)。近幾年，隨著信息化技術(shù)以及各種先進(jìn)安防產(chǎn)品的迅速發(fā)展和減員增效要求的提高，將以上系統(tǒng)集成在統(tǒng)一高效的安防集成管理平臺(tái)下成為可能，并在有些工程不同程度的得到一些實(shí)施。

2 安防系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則

目前在工程安全防范方面國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要是GB50348－2004《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》，規(guī)范中介紹了現(xiàn)階段常用的子系統(tǒng)主要包括：入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、停車庫(kù)(場(chǎng))管理系統(tǒng)以及以防爆安全檢查系統(tǒng)為代表的特殊子系統(tǒng)等，并且針對(duì)以上幾個(gè)子系統(tǒng)發(fā)布有相應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn)。

在電力行業(yè)，暫時(shí)還沒(méi)有對(duì)火力發(fā)電廠安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和詳細(xì)的規(guī)定，僅在GB50660－2011《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》信息系統(tǒng)章節(jié)提出了 “火力發(fā)電廠可根據(jù)需要設(shè)置門禁管理系統(tǒng)”，“火力發(fā)電廠可根據(jù)需要設(shè)置全廠視頻監(jiān)視系統(tǒng)，視頻監(jiān)視系統(tǒng)可包括安保視頻監(jiān)視系統(tǒng)和生產(chǎn)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，安保視頻監(jiān)視系統(tǒng)和生產(chǎn)視頻監(jiān)視系統(tǒng)可合并設(shè)置，也可分開設(shè)置”。

2.1 出入口控制系統(tǒng)

出入口控制系統(tǒng)(Access Control System, ACS)：利用自定義符識(shí)別或/和模式識(shí)別技術(shù)對(duì)出入口目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并控制出入口執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟閉的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。

門禁系統(tǒng)是出入口控制系統(tǒng)的通俗稱謂，但從字面上看不能代表出入口控制系統(tǒng)的所有內(nèi)涵。出入口控制系統(tǒng)包括了對(duì)人員和物品流動(dòng)的管理與控制，具備放行、拒絕、記錄、報(bào)警四個(gè)基本特征。

一般發(fā)電廠廠區(qū)內(nèi)有人員出入控制要求的房間進(jìn)出口原則上均可采用門禁管理系統(tǒng)，但具體功能深度和應(yīng)用范圍應(yīng)根據(jù)電廠的具體運(yùn)行管理模式和實(shí)際要求來(lái)確定。

目前國(guó)內(nèi)有部分電廠采用了門禁管理系統(tǒng)，使用的區(qū)域范圍也不盡相同。一般電廠門禁管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍包括：主廠房?jī)?nèi)的重要設(shè)備區(qū)域如電子設(shè)備間、高低壓配電間、計(jì)算機(jī)房等，無(wú)人值班的輔助車間，生產(chǎn)綜合樓區(qū)域的重要房間如試驗(yàn)室、信息系統(tǒng)機(jī)房等。

門禁管理系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置與管理信息系統(tǒng)(Management Information System, MIS)的接口。門禁管理系統(tǒng)的功能宜包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、進(jìn)出權(quán)限管理、記錄、報(bào)警、消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)等功能。

有些電廠還對(duì)已有門禁管理系統(tǒng)的功能進(jìn)行了延伸，設(shè)置了在線式巡更系統(tǒng)，系統(tǒng)由巡更軟件和巡更點(diǎn)兩部分組成。巡更系統(tǒng)是建立在門禁系統(tǒng)的中心軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)和硬件基礎(chǔ)上的。

2.2 入侵報(bào)警系統(tǒng)

入侵報(bào)警系統(tǒng)(Intruder Alarm System, IAS)：利用傳感器技術(shù)和電子信息技術(shù)探測(cè)并指示非法進(jìn)入或試圖非法進(jìn)入設(shè)防區(qū)域(包括主觀判斷面臨被劫持或遭搶劫或其他緊急情況時(shí)，故意觸發(fā)緊急報(bào)警裝置)的行為、處理報(bào)警信息、發(fā)出報(bào)警信息的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。

入侵報(bào)警系統(tǒng)從縱深防護(hù)體系層面可覆蓋周界、監(jiān)視區(qū)、防護(hù)區(qū)和禁區(qū)等區(qū)域。一般火力發(fā)電廠在廠區(qū)內(nèi)部設(shè)置有全廠視頻監(jiān)視系統(tǒng)和門禁管理系統(tǒng)，入侵報(bào)警系統(tǒng)主要為廠區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)。

廠區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)的探測(cè)器一般可選用紅外入侵探測(cè)器、激光式探測(cè)器、光纖式周界探測(cè)器、高壓電子脈沖探測(cè)器(電子圍欄)等型式。

2.3 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)(Video Surveillance & Control System, VSCS)：利用視頻探測(cè)技術(shù)、監(jiān)視設(shè)防區(qū)域并實(shí)時(shí)顯示、記錄現(xiàn)場(chǎng)圖像的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)階段火力發(fā)電廠的安保視頻監(jiān)視系統(tǒng)一般是和生產(chǎn)視頻監(jiān)視系統(tǒng)合并設(shè)置，形成統(tǒng)一的全廠視頻監(jiān)視系統(tǒng)。其中安保視頻監(jiān)視部分的監(jiān)視范圍主要包括廠區(qū)大門、主要通道路口、電梯、圍墻區(qū)域等。

3 安防系統(tǒng)建設(shè)方案

某600 MW電廠采用了一套較完整的智能安防系統(tǒng)，包括廠區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)和安防視頻監(jiān)視系統(tǒng)，見圖1。

圖1 某電廠安防系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1 安防集成管理系統(tǒng)

安防集成管理系統(tǒng)是整個(gè)安防系統(tǒng)的集成平臺(tái)，是整個(gè)安防各個(gè)子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的控制樞紐。本工程在具體實(shí)施中對(duì)周界報(bào)警系統(tǒng)、安防閉路電視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化、設(shè)備選型優(yōu)化轉(zhuǎn)變整合為各子系統(tǒng)依舊獨(dú)立運(yùn)行，但可實(shí)現(xiàn)資源共享，集中管理的模式，通過(guò)電腦控制系統(tǒng)集成統(tǒng)一的管理平臺(tái)，形成一個(gè)多功能、各系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、現(xiàn)代化、全天候的動(dòng)態(tài)綜合安全管理系統(tǒng)。各系統(tǒng)間采用Modbus、TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的訪問(wèn)。

集成管理平臺(tái)可體現(xiàn)為管理、控制及執(zhí)行三個(gè)層面：系統(tǒng)管理層包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器、下載服務(wù)器、管理工作站；控制層由網(wǎng)絡(luò)控制器組成，控制層是安防集成管理平臺(tái)的決策機(jī)構(gòu)，控制器完全脫離電腦運(yùn)行，與管理層的關(guān)系只是接受下載的參數(shù)以及報(bào)告本控制器及其下屬設(shè)備發(fā)生的事件；執(zhí)行層是連接在網(wǎng)絡(luò)控制器下，執(zhí)行層直接連接系統(tǒng)的前端設(shè)備。

因各子系統(tǒng)采用了統(tǒng)一的集成管理平臺(tái)，可以更方便的實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，并在上層可采用統(tǒng)一的監(jiān)控界面等軟硬件設(shè)備。

3.2 廠區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)

本廠區(qū)周界報(bào)警系統(tǒng)采用電子圍欄方案，采用8個(gè)報(bào)警主機(jī)，分為16個(gè)防區(qū)對(duì)廠區(qū)圍墻進(jìn)行防范，報(bào)警中心設(shè)置在生產(chǎn)辦公樓的安防控制室。

3.2.1 系統(tǒng)基本配置

圖1中，周界報(bào)警系統(tǒng)由報(bào)警主機(jī)、脈沖主機(jī)、地址模塊通過(guò)總線方式連接。系統(tǒng)主機(jī)及各報(bào)警單元內(nèi)分區(qū)均具有方便地布防與撤防功能，使安防管理人員可在短期內(nèi)完成布/撤防操作。報(bào)警主機(jī)選用總線制傳輸?shù)亩喾绤^(qū)報(bào)警控制主機(jī)，控制主機(jī)的防區(qū)采用擴(kuò)充式防區(qū)設(shè)計(jì)。針對(duì)特殊場(chǎng)所可考慮采用在一臺(tái)報(bào)警主機(jī)上設(shè)計(jì)有線報(bào)警和無(wú)線報(bào)警相結(jié)合的方式。

圖2 周界報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 基本功能要求

探測(cè)：周界報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)對(duì)非法翻越周界的行為進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的探測(cè)并產(chǎn)生報(bào)警狀態(tài)。

響應(yīng)：總線制周界報(bào)警系統(tǒng)的任一防區(qū)首次報(bào)警：不大于2 s。

聯(lián)動(dòng)：周邊界侵入檢測(cè)與視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)；各廠區(qū)邊界侵入檢測(cè)可在安保中心與視頻監(jiān)控進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)視和記錄。

3.3 門禁系統(tǒng)

全廠設(shè)置一套門禁系統(tǒng)，范圍包括主廠房、水、煤、灰、脫硫區(qū)域內(nèi)的電子間、配電間等重要房間以及生產(chǎn)辦公樓等建筑物的主要出入口。

3.3.1 系統(tǒng)基本配置

門禁系統(tǒng)(圖3)由軟硬件組成。包括管理電腦(含軟件)、服務(wù)器、門禁控制器、讀卡器、出門按鈕、電控鎖、傳輸設(shè)備等。門禁系統(tǒng)統(tǒng)一在生產(chǎn)辦公樓的安防中心實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理。

圖3 門禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3.2 基本功能要求

通道進(jìn)出權(quán)限的管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、出入記錄查詢、異常報(bào)警、反潛回、防尾隨、邏輯開門、電梯控制等功能。

聯(lián)動(dòng)：要求實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，各個(gè)區(qū)域消防報(bào)警后，相應(yīng)門鎖自動(dòng)打開，在集控室、保安值班室有警號(hào)報(bào)警(門禁系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)在發(fā)生火情時(shí)，自動(dòng)開鎖并向中心報(bào)警。此外，可通過(guò)串口與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)相連?？蓪?shí)現(xiàn)視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，由中心對(duì)重要的通道實(shí)施監(jiān)控，對(duì)進(jìn)入該區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行錄像。當(dāng)特殊情況發(fā)生時(shí)，能關(guān)閉通道，禁止刷卡出入，以免破壞者逃逸。

3.4 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

安防閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)采用全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，在前、后門衛(wèi)室以及生產(chǎn)辦公樓內(nèi)安防監(jiān)控中心設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)。前、后門衛(wèi)室各配置一臺(tái)監(jiān)視客戶端，顯示設(shè)備采用24寸桌面液晶顯示器；安防中心配置兩臺(tái)客戶端主機(jī)及兩臺(tái)42寸液晶電視，液晶電視采后門衛(wèi)室各配置一臺(tái)監(jiān)視客戶端，顯示設(shè)備采用24寸桌面液晶顯示器；安防中心配置兩臺(tái)客戶端主機(jī)及兩臺(tái)42寸液晶電視，液晶電視采用壁裝形式。

安防閉路電視的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)備選型，與全廠閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)一致。

3.4.1 系統(tǒng)基本配置

整個(gè)系統(tǒng)采用基于以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化圖像監(jiān)控系統(tǒng)；整個(gè)系統(tǒng)前端攝像機(jī)、傳輸端、終端設(shè)備均采用數(shù)字信號(hào)，即視頻圖像的采集、顯示、控制、集中存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)雀鞑糠志捎脭?shù)字網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)方案。全廠所有圖像信號(hào)都通過(guò)以太網(wǎng)集中存儲(chǔ)于統(tǒng)一磁盤陣列。

安防工業(yè)閉路電視系統(tǒng)統(tǒng)一配置機(jī)柜，機(jī)柜布置于生產(chǎn)辦公樓。在辦公大樓電梯、樓層間、財(cái)務(wù)室、信息機(jī)房、廠區(qū)圍墻、材料庫(kù)、停車區(qū)、廠區(qū)主要道路等位置設(shè)置監(jiān)視點(diǎn)。所有廠區(qū)室外馬路邊安裝的攝像頭均采用了單獨(dú)立桿的方式，以保證美觀，相應(yīng)配套燈桿。

3.4.2 基本功能要求

系統(tǒng)能手動(dòng)切換或編程自動(dòng)切換，對(duì)視頻輸入信號(hào)在指定的監(jiān)視器上進(jìn)行固定或時(shí)序顯示；系統(tǒng)具有與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的接口，聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間不大于4 s。

4 結(jié)論與展望

火力發(fā)電廠智能安防系統(tǒng)應(yīng)遵循規(guī)范性、可靠性、先進(jìn)性、擴(kuò)展性等原則的基礎(chǔ)上，可以更加廣泛的接納更多的子系統(tǒng)，如反恐、巡更系統(tǒng)等，各系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的安防信息集約化監(jiān)管平臺(tái)之上，共享各種防范設(shè)施及不同形式安全基礎(chǔ)信息，以實(shí)現(xiàn)電廠安全防范整體化、系統(tǒng)化的技術(shù)防范體系。

高清、智能化、物聯(lián)網(wǎng)、4G智能應(yīng)用、紅外熱成像等技術(shù)逐步應(yīng)用到火力發(fā)電廠的安防系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與控制技術(shù)的融合，可以提升電廠的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)水平。因此，更多智能安防相關(guān)產(chǎn)品與系統(tǒng)在火力發(fā)電廠會(huì)有更大范圍的應(yīng)用。

[1] GB 50348－2004，安全防范工程技術(shù)規(guī)范[S]．

[2] GB 50660－2011，大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[3] GB 50396－2007，出入口控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[4] GB 50394－2007，入侵報(bào)警系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[5] GB 50395－2007，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[6] GB 50311－2015，綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

Design of Smart Security and Protection System in Power Plant

SHEN Jing-jun, ZHANG Rui-xiang
(Automation Department of Northwest Electric Power Design Institute Co., Ltd., Xi'an 710075, China)

With the development of information and redirection laid-off workers, the confguration of Security and Protection system shall be improved. The article focus on access control system、electronic fence and video security monitoring system, one power plant SPS confguration is described which is based on some specifcations. It has some practical signifcance for designer.

access control system; electronic fence; vedio security monitoring system.

TM621

：B

：1671-9913(2017)01-0036-04

2015-10-30

申景軍(1971- )，男，陜西蒲城人，高級(jí)工程師，從事火力發(fā)電廠儀表與控制設(shè)計(jì)工作。