引供水工程中新型智能安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

王 東，沈啟航

（1.南瑞集團(tuán)（國網(wǎng)電力科學(xué)研究院）有限公司，江蘇 南京 211102；2.杭州市千島湖原水股份有限公司，浙江 杭州 310009）

1 問題的提出

引供水工程是水利工程重要的組成部分，通常由閘、閥、泵站、水工建筑物及水源保護(hù)區(qū)等組成，具有距離長(zhǎng)、范圍廣、站點(diǎn)分散等特點(diǎn)[1]。隨著安全防范形勢(shì)日益嚴(yán)峻，以安全輸配水為目標(biāo)，如何全面、高效、經(jīng)濟(jì)地保護(hù)水源安全尤為重要。因此采取必要措施提高治安防范能力，保障供水設(shè)施及生命財(cái)產(chǎn)安全是工程建設(shè)過程中重要的一部分。

早期的引供水工程通過電子告警、視頻監(jiān)控等技術(shù)進(jìn)行安全防范，內(nèi)容相對(duì)單一。隨著安防意識(shí)的逐漸提高以及智能化安防系統(tǒng)在智慧城市、智能樓宇等各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用[2]，依托引供水工程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一套智能化安防系統(tǒng)，提升管理單位的效益，提高管理水平和能力，保證生產(chǎn)安全運(yùn)行的需求顯得尤為突出。

2 目標(biāo)及設(shè)計(jì)原則

2.1 建設(shè)目標(biāo)

結(jié)合引供水工程的實(shí)際情況，利用國內(nèi)外成熟的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的主流技術(shù)，搭建一套智能平臺(tái)集成各類安防子系統(tǒng)。采用分立設(shè)置、軟件集成的系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)重點(diǎn)位置、場(chǎng)所、設(shè)備進(jìn)行24 h不間斷監(jiān)控、預(yù)警并形成有效的自動(dòng)化安全防范管理系統(tǒng)，并創(chuàng)立一套全方位、創(chuàng)新型的安全管理先進(jìn)模式。

2.2 設(shè)計(jì)原則及框架

2.2.1 設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)原則主要有：

（1）需求導(dǎo)向，實(shí)用管用。按照“運(yùn)行可靠、調(diào)度優(yōu)化、管理高效”的目標(biāo)要求，將工程業(yè)務(wù)管理最需要提升的領(lǐng)域作為重點(diǎn)，通過開展全面的業(yè)務(wù)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)，進(jìn)行重點(diǎn)突破。以實(shí)用為前提，制定出針對(duì)工程實(shí)際需求的解決方案，全面優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，確保業(yè)務(wù)管理高效便捷。

（2）統(tǒng)一規(guī)劃，整體設(shè)計(jì)。具體包括：①統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，做到內(nèi)部信息相互聯(lián)通；②軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)；③智能網(wǎng)管實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，方便運(yùn)行維護(hù)；④統(tǒng)一操作平臺(tái)、控制邏輯與配置方式等，提升管理效率。

（3）重點(diǎn)區(qū)域，重點(diǎn)部署。根據(jù)不同區(qū)域配置對(duì)應(yīng)功能的安防設(shè)備，對(duì)于水源保護(hù)區(qū)出入口、制高點(diǎn)、主要通道、周界、監(jiān)控中心等重點(diǎn)區(qū)域部署相應(yīng)功能的安防設(shè)備，完成全方位多功能覆蓋。

（4）先進(jìn)智能，安全可靠。在保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各業(yè)務(wù)功能的前提下，技術(shù)上適度超前，使系統(tǒng)在一定時(shí)期內(nèi)保持先進(jìn)水平，根據(jù)后期需求進(jìn)行靈活擴(kuò)展而不影響整體軟硬件框架，同時(shí)支持多種標(biāo)準(zhǔn)接口。

2.2.2 總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)總體框架見圖1。

圖1 系統(tǒng)總體框架圖

系統(tǒng)由交換機(jī)、核心交換機(jī)、WEB服務(wù)器、智能分析服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、流媒體服務(wù)器以及現(xiàn)地各子系統(tǒng)設(shè)備組成。通過綜合管理平臺(tái)將若干安防子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一配置與管理，并做到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，內(nèi)部信息相互聯(lián)通，有利于信息傳遞，并通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。

3 系統(tǒng)分項(xiàng)需求分析及設(shè)計(jì)

3.1 視頻監(jiān)控

運(yùn)維人員在調(diào)度中心通過客戶端和瀏覽器實(shí)時(shí)掌握工程現(xiàn)場(chǎng)情況，可對(duì)所轄區(qū)域任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遙控云臺(tái)的控制和鏡頭聚焦，并對(duì)攝像機(jī)的預(yù)置位和巡航進(jìn)行設(shè)置，且控制具有唯一性和權(quán)限性，圖像清晰穩(wěn)定，視頻系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

圖2 視頻系統(tǒng)架構(gòu)圖

室外前端攝像機(jī)支持透霧功能，霧霾天氣仍可獲得清晰圖像。園區(qū)出入口、主要通道、監(jiān)控中心等視頻設(shè)備可通過后端智能分析服務(wù)器進(jìn)行算法分析，包括穿越警戒面檢測(cè)、進(jìn)入離開入侵區(qū)域檢測(cè)、人員安全帽及工裝識(shí)別等功能。同時(shí)對(duì)于實(shí)現(xiàn)不同功能的區(qū)域選用高空瞭望，水尺攝像頭、熱成像攝像頭等。

3.2 電子圍欄

電子圍欄系統(tǒng)，是沿著引供水的廠界區(qū)域或重點(diǎn)防范區(qū)域，建立一道電子脈沖的探測(cè)裝置通過非正當(dāng)手段越過廠界或特定區(qū)域[3]。對(duì)于沿線閘閥管理房等距離較遠(yuǎn)的位置，可分別配置報(bào)警主機(jī)，前端探測(cè)器和報(bào)警主機(jī)之間采用總線連接，利用安防局域網(wǎng)絡(luò)，接入安防中心。所有事件通過網(wǎng)絡(luò)上傳至安防中心，并與視頻聯(lián)動(dòng)進(jìn)行視頻復(fù)核，做出相應(yīng)反饋。設(shè)置原則和位置主要有：①露天水源保護(hù)區(qū)，尤其是無障礙區(qū)域；②對(duì)于沿線站點(diǎn)閘閥等建筑物外圍建立一定范圍的圍欄用以保護(hù)水源以及設(shè)備。

3.3 園區(qū)車輛管理系統(tǒng)

園區(qū)車輛管理系統(tǒng)是通過對(duì)引供水園區(qū)人員及車輛的出入狀況等各種活動(dòng)進(jìn)行規(guī)范和管理的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。為提高管理水平，體現(xiàn)管理科學(xué)化、人性化的運(yùn)作提供必要基礎(chǔ)和條件（見圖3）。

出入口管控子系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、中心子系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛24 h全天候監(jiān)控覆蓋，記錄所有通行車輛，自動(dòng)抓拍、記錄、傳輸和處理，同時(shí)系統(tǒng)還能完成車牌、卡片（固定卡、臨時(shí)卡）與車主信息管理等功能。

在各管理園區(qū)重要出入口應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的車輛卡口與車輛出入管理道閘，具有實(shí)現(xiàn)固定車輛自動(dòng)識(shí)別、布控車輛自動(dòng)報(bào)警的功能。

3.4 門禁及訪客系統(tǒng)

3.4.1 門禁設(shè)計(jì)原則

門禁點(diǎn)設(shè)計(jì)主要考慮受控區(qū)域的進(jìn)出權(quán)限控制，結(jié)合受控區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用需求，通過對(duì)進(jìn)出通道設(shè)置門禁設(shè)備，限定不同人員的出入權(quán)限，并對(duì)人員進(jìn)出信息進(jìn)行記錄等。在針對(duì)不同受控區(qū)域進(jìn)行門禁點(diǎn)配置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：①按需確定受控區(qū)域；②點(diǎn)位設(shè)置全面；③配合門禁控制邏輯；④識(shí)別方式便攜。

3.4.2 訪客系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的企業(yè)訪客管理主要依靠人工方式，給企業(yè)帶來諸多不便，針對(duì)該問題自行研發(fā)無紙化訪客系統(tǒng)，利用提前預(yù)約，嚴(yán)格登記，權(quán)限控制實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)訪客的管理。需具備以下功能：①訪客預(yù)約，由被訪者填寫訪客預(yù)約信息，事后可進(jìn)行有效追責(zé)，大大減少虛假信息；②訪客登記，抓拍來訪者照片與訪客信息關(guān)聯(lián)保存，以備事后追溯。訪客卡中含有被訪者賦予訪客的權(quán)限，杜絕訪客進(jìn)入無權(quán)限區(qū)域；③訪客拜訪，訪客權(quán)限控制門禁，使訪客只能去指定等待區(qū)等待；④訪客離開，到達(dá)指定時(shí)間或訪客離開人員通道后臨時(shí)訪客卡失效，防止來訪者事后再次進(jìn)入。

3.5 語音廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)各設(shè)備分散安裝在建筑物及室外各個(gè)部位，主要具備2個(gè)主要功能：日常為各廣播區(qū)域提供背景音樂或?qū)ず魪V播服務(wù)；火災(zāi)發(fā)生時(shí)提供消防報(bào)警緊急廣播，具有優(yōu)先權(quán)。具體功能：①定時(shí)自動(dòng)廣播，系統(tǒng)能按預(yù)先設(shè)定程序，自動(dòng)電源控制，自動(dòng)播放節(jié)目；②分區(qū)廣播，能對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)的開關(guān)控制；③緊急報(bào)警，平時(shí)播放背景音樂，緊急情況下強(qiáng)切分區(qū)并進(jìn)行報(bào)警；④分區(qū)呼號(hào)，可作業(yè)務(wù)呼叫和緊急指揮。

3.6 綜合管理平臺(tái)

綜合管理平臺(tái)是一套集成多個(gè)子系統(tǒng)業(yè)務(wù)的管理平臺(tái)，包含視頻、報(bào)警、門禁、訪客、巡考勤、停車場(chǎng)等多個(gè)子系統(tǒng)。在同一平臺(tái)下可實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與互聯(lián)互動(dòng)，基于內(nèi)部通信與數(shù)據(jù)庫共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)用戶統(tǒng)一配置與管理，并統(tǒng)一分配全局權(quán)限，提高用戶的易用性和管理效率。

功能方面，綜合管理平臺(tái)可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視和管理，并以各種圖表形式實(shí)時(shí)顯示，主要提供資源清單管理、遠(yuǎn)程維護(hù)管理、性能管理、故障管理、日志管理，對(duì)各種維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)，并生成相關(guān)報(bào)表。

4 結(jié) 語

智能化安防系統(tǒng)為保障引供水工程的安全運(yùn)行提供完善的技術(shù)服務(wù)，帶來更為全面、安全的保障，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，使引供水工程的安全系數(shù)得到全面提升，安全防護(hù)做到無死角、無盲區(qū)。

隨著時(shí)代的發(fā)展，安防任務(wù)不斷加重、系統(tǒng)也隨之升級(jí)，如水源保護(hù)區(qū)設(shè)置無人機(jī)禁飛區(qū)、重點(diǎn)區(qū)域人員進(jìn)出定位及跟蹤等已納入相關(guān)安防系統(tǒng)中。因此，如何根據(jù)當(dāng)前科技發(fā)展水平，針對(duì)不同類型的安防任務(wù)，合理地完善安防設(shè)備及系統(tǒng)，需要不斷探索和思考。