智慧電廠安防系統(tǒng)設計及應用

摘要：智慧電廠安防系統(tǒng)是利用物聯(lián)網、人工智能、視頻監(jiān)控等技術手段，對電廠構建全面、高效、智能的安全監(jiān)控和管理的系統(tǒng)，涉及視頻監(jiān)控、入侵檢測、安全巡檢、火災監(jiān)測、安全管理、數據分析等諸多方面，有著廣闊的應用前景以及發(fā)展空間。圍繞智慧電廠與安防系統(tǒng)的概念，從智慧電廠安防系統(tǒng)設計的現實意義與基本原則入手，對設計及應用策略進行研究，期望能夠為完善智慧電廠安防系統(tǒng)提供有價值的參考依據。

關鍵詞：智慧電廠；安防系統(tǒng)；設計；應用

一、前言

智慧電廠安防系統(tǒng)的應用可以提高電廠的安全性和管理效率，減少人力資源的浪費和風險，保護電廠的設備和人員安全。同時，該系統(tǒng)還可以與其他智能化管理系統(tǒng)相結合，實現信息共享和智能化運營，提高電廠的整體效益和可持續(xù)發(fā)展能力。

二、智慧電廠與安防系統(tǒng)

（一）智慧電廠

智慧電廠是基于物聯(lián)網、大數據分析、人工智能等先進技術，對電廠的生產過程、設備運行和管理進行智能化、自動化和高效化運行的系統(tǒng)。智慧電廠的主要特點包括：

1.智能監(jiān)控與自動化控制

通過傳感器和監(jiān)測設備對電廠內各個環(huán)節(jié)的數據進行實時監(jiān)測和采集，包括溫度、壓力、濕度、電流等參數，以便及時發(fā)現問題并采取相應的措施。同時，通過自動化設備和控制系統(tǒng)，實現對電廠生產過程的自動化控制和優(yōu)化，提高生產效率、降低能耗和減少人為錯誤。

2.大數據分析與預測維護

一方面，通過對電廠數據的收集和分析，利用數據挖掘、機器學習等技術提取有價值的信息和規(guī)律，幫助電廠管理人員作決策，優(yōu)化運行效率和降低成本。另外一方面，通過對設備運行數據的分析和模型建立，可以預測設備的故障和維護需求，提前采取維修措施，避免生產中斷和損失。

3.能源管理與安全環(huán)保

通過能源監(jiān)測和優(yōu)化控制，實現對電廠能源消耗的監(jiān)控和管理，降低能源成本，提高能源利用效率。同時，智慧電廠可以通過監(jiān)測和控制系統(tǒng)，提高電廠的安全性和環(huán)保性，減少事故和污染的發(fā)生，保護員工和環(huán)境的安全[1]。

（二）安防系統(tǒng)

安防系統(tǒng)是指利用各種技術手段和設備，對特定區(qū)域或場所進行監(jiān)控和保護的系統(tǒng)，主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵檢測系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、安全巡檢系統(tǒng)等（見表1）。安防系統(tǒng)的應用廣泛，包括住宅小區(qū)、商業(yè)辦公樓、工廠企業(yè)、學校醫(yī)院等各種場所。通過安裝和使用安防系統(tǒng)，可以提高場所的安全性和管理效率，減少安全風險和損失[2]。

三、智慧電廠安防系統(tǒng)設計的現實意義與基本原則

（一）現實意義

智慧電廠安防系統(tǒng)的設計具有以下現實意義：

1.保障電廠安全

電廠是能源供應的重要基地，安全問題直接關系到供電穩(wěn)定和人員安全。通過安裝智慧電廠安防系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控電廠各個區(qū)域的安全狀況，及時發(fā)現和處理突發(fā)事件，有效減少事故發(fā)生的可能性。

2.防止非法入侵

智慧電廠安防系統(tǒng)可以通過門禁系統(tǒng)、入侵檢測設備等手段，對電廠的進出人員進行身份驗證和管理，確保只有被授權人員可以進入，防止非法入侵和盜竊行為，維護電廠的安全和秩序。

3.預防火災和事故

電廠內存在著一些潛在的火災和事故風險，例如，電氣設備故障、短路、泄漏等。智慧電廠安防系統(tǒng)可以通過火災報警系統(tǒng)、煙霧探測器等設備及時發(fā)現火災和安全隱患，并觸發(fā)警報和緊急措施，以便及時撲滅火災和避免事故發(fā)生。

4.提高反應速度和效率

智慧電廠安防系統(tǒng)可以實現對電廠的實時監(jiān)控和遠程管理，監(jiān)測數據可以通過云平臺進行分析和處理。一旦發(fā)生安全事件，系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報并通知相關人員，提高處理事件的反應速度和效率。

5.數據分析和決策支持

安防系統(tǒng)可以收集和分析大量的安全數據，通過數據挖掘和模型建立，可以發(fā)現安全隱患和規(guī)律，為管理人員提供決策支持，幫助他們制定合理的安全策略和措施[3]。

（二）基本原則

智慧電廠安防系統(tǒng)的設計應遵循以下基本原則：

1.全面性與實時性原則

安防系統(tǒng)應覆蓋電廠的各個區(qū)域和關鍵設施，包括入口、出口、周界、機房、控制室等，確保全方位監(jiān)控和保護，不留死角。同時，系統(tǒng)應具備實時監(jiān)控和響應能力，能夠及時發(fā)現異常情況并采取相應的措施。警報和通知應能夠在最短時間內傳達給相關人員。

2.可靠性與集成性原則

一方面，安防系統(tǒng)的設備和技術應具備高可靠性和穩(wěn)定性，能夠長時間穩(wěn)定運行，不易受到外部干擾。同時，設備的質量和性能應符合相關標準和要求。另外一方面，系統(tǒng)應具備良好的集成性，可以與其他電廠管理系統(tǒng)，例如，監(jiān)控系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)進行數據交互和共享，實現信息的互通互聯(lián)，提高管理效率和決策支持能力。

3.靈活性與可管理性原則

安防系統(tǒng)應具備一定的靈活性和可擴展性，能夠適應電廠的不同需求和變化。可以根據實際情況進行調整和升級，滿足不同階段的安全需求。同時，系統(tǒng)應具備良好的可管理性，包括設備的遠程監(jiān)控和管理、數據的存儲和備份、故障的診斷和維修等，提供友好的用戶界面和操作方式，方便管理人員使用和管理。

4.隱私性與保護性原則

安防系統(tǒng)設計應考慮到員工和用戶的隱私保護，遵守相關法律法規(guī)和道德準則。同時，系統(tǒng)合理設置權限和訪問控制，確保監(jiān)控數據的合法使用和保密性[4]。

四、智慧電廠安防系統(tǒng)設計及應用策略

（一）安全風險評估

首先需要對電廠進行安全風險評估，了解電廠存在的潛在安全風險和威脅，包括對電廠的物理環(huán)境、設備設施、人員流動等進行全面分析，確定可能存在的安全隱患和風險。

1.物理環(huán)境

評估電廠的周邊環(huán)境是否存在潛在的威脅，例如，地質災害、洪水、地震等自然災害。同時，也需要考慮電廠周邊是否有可能遭受恐怖襲擊或破壞行為的威脅。

2.設備設施與人員流動

一方面，評估電廠內部的設備設施是否存在安全隱患，例如，設備老化、設備故障、未經維護的設備等可能引發(fā)事故或安全問題的因素。另外一方面，評估電廠內部的人員流動情況，包括員工、訪客、承包商等，了解人員進出電廠的流程和管理措施。同時，也需要考慮人員的安全意識和教育培訓情況。

3.信息安全與生產安全

評估電廠的信息系統(tǒng)和網絡安全狀況，包括網絡設備、服務器、數據存儲等的安全性，也需要考慮電廠的信息安全政策和控制措施是否完善。同時，對運行過程中可能存在的安全風險進行評估，例如，操作失誤、工藝異常、事故隱患等，需要考慮電廠的安全管理制度和操作規(guī)程是否健全[5]。

（二）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

安裝視頻監(jiān)控攝像頭，覆蓋電廠的各個重要區(qū)域和通道，實現對電廠的實時監(jiān)控。同時，通過智能分析技術，對視頻進行實時識別和分析，發(fā)現異常情況并及時報警。

1.攝像頭布局

一方面，根據電廠的布局和安全需求，在關鍵區(qū)域和通道設置攝像頭，確保對電廠的各個重要區(qū)域進行全面監(jiān)控，重點考慮電廠的入口、出口、周界、設備區(qū)域、控制室等關鍵區(qū)域。另外一方面，選擇合適的攝像頭類型，例如，固定攝像頭、球形攝像頭、紅外攝像頭等，根據實際需求，可以采用高清攝像頭、全景攝像頭、變焦攝像頭等不同類型的攝像頭。同時，建立視頻存儲系統(tǒng)，將攝像頭采集到的視頻數據進行實時存儲和管理，例如，采用網絡視頻錄像機（NVR）或云存儲等方式保證視頻數據的安全性和可靠性。

2.實時識別與遠程監(jiān)控

應用智能分析技術，對視頻進行實時識別和分析。通過圖像處理、人臉識別、車輛識別等算法檢測異常情況，例如，未經授權的人員進入、物品遺留、火災煙霧、異常設備運行等，并及時報警。同時，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他安防設備進行聯(lián)動，例如，入侵檢測系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)等。當視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現異常情況時，可以自動觸發(fā)其他設備的報警和應急響應，提高安全反應速度。

（三）入侵檢測系統(tǒng)

通過安裝入侵檢測設備，例如，紅外探測器、門磁等，對電廠的出入口、周界等關鍵區(qū)域進行監(jiān)測。當有人員未經授權進入或突破安全防線時，系統(tǒng)會立即觸發(fā)警報，并通知相關人員。

1.入侵檢測點的布置

根據電廠的布局和安全需求，在出入口、周界等關鍵區(qū)域設置入侵檢測點?？梢允褂眉t外探測器、門磁、振動傳感器等多種類型的設備，以覆蓋不同的安全監(jiān)測需求。同時，結合實際需求，調整入侵檢測設備的靈敏度，以避免誤報和漏報。根據電廠的特點和實際情況，對每個檢測點進行細致的調整和測試。

2.聯(lián)動與應急響應

當入侵檢測設備檢測到異常情況時，立即觸發(fā)警報，通過聲音警報、閃光燈、手機短信等方式進行報警，并及時通知相關人員，例如，安保人員、管理人員等。將入侵檢測系統(tǒng)與其他安防設備進行聯(lián)動，例如，視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等。當入侵檢測系統(tǒng)發(fā)現異常情況時，可以自動觸發(fā)其他設備的報警和應急響應，提高安全反應速度[6]。

（四）火災報警系統(tǒng)

安裝火災報警設備，例如，煙霧探測器、溫度傳感器等，實時監(jiān)測電廠內的火災風險。一旦發(fā)現火災或煙霧，系統(tǒng)會自動觸發(fā)報警并啟動滅火設備，同時通知相關人員進行緊急處理。

1.火災報警點的布置

根據電廠的布局和安全需求，在關鍵區(qū)域、設備區(qū)域和易燃區(qū)域等設置火災報警點。可以使用煙霧探測器、溫度傳感器等多種類型的設備，以滿足不同的火災風險監(jiān)測需求。同時，根據實際需求，調整火災報警設備的靈敏度，以避免誤報和漏報，需要對每個報警點進行細致的調整和測試。

2.遠程監(jiān)控與管理

首先，通過網絡技術，實現對火災報警系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和管理，隨時隨地查看火災報警設備的狀態(tài)和報警情況，及時掌握電廠的安全狀況。其次，當火災報警設備檢測到火災風險時，立即觸發(fā)報警，可以通過聲音警報、閃光燈、手機短信等方式報警，并及時通知安保、消防等相關人員。最后，將火災報警系統(tǒng)與滅火設備進行聯(lián)動。一旦觸發(fā)報警，系統(tǒng)可以自動啟動滅火設備，如噴水系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等，以盡快控制火勢蔓延。

（五）門禁管理系統(tǒng)

通過安裝門禁設備和身份識別技術，對電廠的出入口和重要區(qū)域進行訪問控制。只有被授權人員才能進入，防止非法人員進入電廠。

1.身份認證與授權

一方面，根據電廠的布局和安全需求，在出入口、重要區(qū)域等設置門禁點?？梢允褂瞄T禁閘機、指紋識別器、人臉識別器等多種類型的設備，以實現不同級別的訪問控制。另外一方面，通過身份識別技術，對進入電廠的人員進行身份認證?？梢圆捎弥讣y、人臉、虹膜等生物特征識別技術，或者使用刷卡、密碼等方式進行身份驗證，只有通過認證的人員才能進入電廠[7]。

2.訪問權限管理

建立訪問權限管理系統(tǒng)，對每個人員的訪問權限進行細致的配置和管理。根據人員的崗位、職責和需求分配相應的訪問權限，限制未被授權人員的進入。同時，當門禁設備檢測到非法人員進入或有異常情況時，立即通過聲音警報、閃光燈、手機短信等方式報警，并及時通知相關人員。通過合理配置和使用門禁設備和身份識別技術，系統(tǒng)可以實現對電廠出入口和重要區(qū)域的訪問控制，防止非法人員進入，提高電廠的安全性和管理效率。

（六）安全巡檢系統(tǒng)

利用智能移動終端和巡檢軟件，實現對電廠的安全巡檢。巡檢人員可以通過終端設備記錄和上報安全隱患，系統(tǒng)可以自動生成巡檢報告和安全整改計劃。

1.移動終端設備

選擇智能手機、平板電腦等適合的智能移動終端設備安裝巡檢軟件，并確保設備的穩(wěn)定性和可靠性。同時，根據電廠的安全需求，確定巡檢點和巡檢內容。將電廠劃分為不同的區(qū)域設定巡檢點，明確需要巡檢的安全項目，如設備運行狀態(tài)、防護措施是否到位等。

2.巡檢記錄和上報

首先，巡檢人員使用移動終端設備記錄巡檢點的情況和發(fā)現的安全隱患，通過拍照、錄音、文字描述等方式進行記錄，并及時上報至系統(tǒng)。其次，巡檢軟件可以自動生成巡檢報告，并根據上報的安全隱患，自動生成安全整改計劃，這樣可以提高整改效率，及時處理安全隱患。最后，通過后臺管理系統(tǒng)，隨時查看巡檢情況和安全隱患處理進展，及時掌握電廠的安全狀況。

3.數據分析和統(tǒng)計

巡檢軟件可以對巡檢數據進行分析和統(tǒng)計，生成巡檢統(tǒng)計報表。通過對數據的分析，可以發(fā)現安全隱患的規(guī)律和趨勢，為電廠的安全管理提供參考依據。通過合理配置和使用智能移動終端和巡檢軟件，可以提高電廠的安全巡檢效率和管理水平，及時發(fā)現和處理安全隱患，保障電廠的安全運行。

（七）系統(tǒng)集成與聯(lián)動

將安防系統(tǒng)與其他電廠管理系統(tǒng)進行集成，實現數據的共享和聯(lián)動，例如，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與生產管理系統(tǒng)、維護管理系統(tǒng)等進行集成，實現信息的互通互聯(lián)，提高管理效率和反應速度。

1.數據接口與協(xié)議

一方面，確定安防系統(tǒng)與其他管理系統(tǒng)之間的數據接口和通信協(xié)議，可以使用API、OPC等標準的開放接口和協(xié)議，以實現不同系統(tǒng)之間的數據交互和通信。另外一方面，確保安防系統(tǒng)與其他管理系統(tǒng)之間的數據共享和傳輸的可靠性和安全性，可以使用加密技術和訪問控制機制保護數據的隱私和完整性。

2.視頻監(jiān)控與生產管理系統(tǒng)集成

將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與生產管理系統(tǒng)集成，可以實現對生產過程的實時監(jiān)控和管理。例如，在生產管理系統(tǒng)中顯示視頻監(jiān)控畫面，實時觀察設備運行狀態(tài)和生產情況，及時發(fā)現異常和故障。

3.視頻監(jiān)控與維護管理系統(tǒng)集成

將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與維護管理系統(tǒng)集成，可以實現對設備維護和保養(yǎng)過程的監(jiān)控和管理。例如，將維護工單與視頻監(jiān)控關聯(lián)，可以實時觀察維護人員的操作和設備維護情況，確保維護工作的質量和效率[8]。

五、結語

智慧電廠安防系統(tǒng)設計思路以及應用策略，包括風險評估、視頻監(jiān)控、入侵檢測、火災報警、門禁管理、安全巡檢、數據分析與決策支持以及系統(tǒng)集成與聯(lián)動等方面。通過綜合運用各種安防技術和手段，實現對電廠的全方位安全監(jiān)控和保護。

參考文獻

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[5]姚映帆，劉全東，余懷志，等.電廠二次安防系統(tǒng)設計研究[J].儀器儀表用戶，2022，29（08）：87-91.

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作者單位：國家電投集團揭東能源有限公司

■ 責任編輯：張津平