監控工程

文章

廣州宏和網絡智慧水務云平臺監控系統

隨著城市現代化建設步伐的加快,高層建筑越來越多,城市對水量的需求不斷增大,對供水能力的要求越來越高。針對城市的分區分壓供水,二次供水設施較多。城市的二次供水設施大部分由物業公司負責管理,其余部分由居委會、產權單位或房地產開發公司等負責管理。部分二次供水設施由于管理單位專業水平較低,管理效率低下,管理成本較高,個別二次供水設施甚至無人管理,直接影響居民正常用水和安全用水。

我國目前有幾十萬的大小泵站在運行,廣泛的應用在供水、供熱、洗浴等行業。當前二次供水分散管理模式已難以滿足居民對二次供水管理、水質水壓、服務質量的要求,已不能適應當前高速發展的社會經濟形勢需要。因此,為進一步提高城市供水水質,改善居民生活質量,對管理不到位、不能保證居民正常用水的陳舊老化二次供水設施進行徹底改造,對居民二次供水設施實行統一管理,確保二次供水設施安全可靠運行,已顯得尤為重要。

系統概述及組成

1、 設計原則

鑒于當今信息化的迅猛發展,建議對該項目采取“統籌考慮、全局規劃、分步實施”的形式,穩步實現該項目的規劃目標。設計的基本原則為:

(1) 合理性:

采用運行安全可靠、經濟合理的工藝流程。

(2) 節約性:

積極穩妥地采用先進技術和設備,合理利用資金,提高自動化程度和管理水平。

(3)易用性:

通過優化界面的配置過程,充分考慮人機交互性,產品簡單易用,適合更層面人員的操作使用。

(4)可靠性:

采用國內穩定的組態軟件,采用主流的操作系統、數據庫及網絡架構模式,充分發揮組態軟件的穩定性能。

(5) 安全性:

從軟硬件二個層面實現對安全性的控制;

① 在與公共網的接入界面上,采用專用防火墻系統,防止非法用戶的惡意入侵,提供系統總體閉環檢測及網管方案。

② 系統將提供運營管理監視功能,當系統中關鍵模塊出現工作異常,監視軟件都能夠及時提示系統維護人員,指明故障原因,及時排除隱患。

③ 在網絡斷開階段緩存在本地的數據是可信賴的。

(6) 擴展性:

① 在系統方案中按照系統分析、統籌規劃的觀點對系統終期容量及網絡發展設想進行方案設計,中心系統采用疊加式模塊升級方式,逐步實現平滑擴容;

② 采用三層體系結構設計思想,通訊層、業務層、應用層相互獨立,降低系統維護升級的復雜程度,提高系統的更新、維護和升級的效率;

③ 軟件系統使用先進的網絡開發平臺,結合模塊化和結構化的設計思想,既考慮到當前使用的易用性,更具有適當的超前性。

2、 系統概述

整體系統可分為集中運管平臺和個性化站點維護平臺兩部分。個性化站點維護平臺分散于各個轄區或壓力采集點; 集中運管平臺統攬全局,其主要對各站點采集的數據進行集中、處理、規劃、分析等。該系統主要包括三個層次:監控中心、網絡層、二次泵站監控層。中控室局域網為100/1000Mbps以太網,由數據服務器、上位機等計算機構成,和現場的供水設備或管網壓力采集設備進行實時數據交換。初步擬定集中運管平臺局域網、個性化站點維護平臺與二次供水泵房或管網測壓點之間通過GPRS無線網絡構成廣域網。

3、 系統組成

3.1 系統架構

系統功能模塊圖如下:

系統整體功能模塊圖

整體系統內容結構圖

整體網絡拓撲結構圖

系統通過工業以太網、GPRS 網絡實現了對整個取水、制水、供水過程中控制設備集中管理,統一調度控制,提高了現有設備的利用效率,減輕了操作人員的勞動強度。同時系統還通過視頻監控模塊實時監控廠區、泵站的安全狀況保障了制水、供水安全。

系統的設計是基于 GPRS 數據傳輸技術和網絡技術之上的,軟件開發采用 B/S 和 C/S 兩種結構相結合的方式設計:

1)數據匯集處理和前端控制程序等應用系統采用 C/S 體系結構。

2)監控調度人員使用客戶端軟件訪問系統完成所有操作,采用 C/S 體系結構。其他非監控類人員使用瀏覽器訪問系統完成所有操作,采用 B/S 體系結構。

C/S 與 B/S 系統結構模式介紹:

軟件開發采用目前比較流行和成熟的應用集成體系結構模式主要有客戶/服務器(Client/Server,簡稱 C/S)兩層體系結構模式以及瀏覽器/服務器(Browser/Server,簡稱 B/S)三層體系結構模式。

B/S 結構具有良好的擴充性,對客戶端沒有任何特殊要求,對用戶數也沒有限制,只需支持網絡并具有瀏覽器功能即可。B/S 模式只在服務器安裝應用程序,客戶端不須安裝程序,直接使用 IE 或其他瀏覽器即可使用,修改應用程序只與服務器有關,客戶端不作任何改動,操作簡單,維護方便。

C/S 結構具有較強的互動性,特別有利于系統的維護和復雜功能的實現,可以對信息進行各種操作,在高速網絡環境下可以滿足不同用戶的需要。

3.2 系統組成

該系統充分利用了移動網絡和互聯網系統的優勢,將現場設備的運行情況通過網絡實時傳輸到管理平臺。實現了數據的實時交互,確保現場設備安全穩定的運行。

中央總控制室為系統數據展示、數據處理和數據分析等,由數據服務器、WEB服務器、操作終端、上位機、交換機、UPS、防火墻等一系列硬件以及組態軟件、數據集中處理、視頻處理、權限管理、可視化展示、動態交互展示等一系列配套軟件組成。

供水設備終端站點主要由壓力、溫度、流量、水質等數據采集器、傳感器、變送器、視頻系統、遠程控制模塊、門禁系統、防雷裝置等組成。

3.2 可視化展示

3.2.1 供水設備分布圖

地圖圖表展示供水設備分布情況,區域性顏色展示設備數目情況,城市地圖展示各管轄區域供水設備位置及分布情況,同時顏色展示各設備狀態情況,如運行、停止、故障、離線。

全國城市設備數目分布

3.2.2 設備基本信息圖表

圖表展示設備基本信息,以示意圖形式展示設備信息,并在圖上標注設備各基本參數。

設備示意圖展示

3.2.3 設備運行信息圖表

可視化展示設備的運行信息,例如:無水故障、變頻故障、軟件超壓保護、出口電接點超壓保護、相序保護、手動超壓保護、手動變頻、報警確認、門禁信號、積水坑液位開關、漏水監測開關、進線三相電壓、進線三相電流、進線有功電量(如采用電量變送器)、變頻器工作頻率、出水累計流量、出水瞬時流量、1#泵空開跳閘、1#熱繼過載、1#泵投入/脫機(隨泵臺數的增加而增加)、各臺水泵的狀態(脫機/投入、變頻、工頻、停止、故障),設定壓力,供水壓力及其波動曲線,水箱的液位,電動閥的狀態(開閥、關閥),設置參數(定時輪換、定點輪換、輪換時間、水泵機組所用參數設定),水質在線監測參數如PH值、電導率、溫度、溶解氧、濁度、余氯等。

對實時數據采用分類統計展示效果:

a. 實時數據分類型監控:

可選擇顯示一類或多種類型的監測數據,如可以選擇顯示壓力數據,也可選擇既顯示壓力數據又顯示流量數據,或選擇顯示所有監測值,每種不同的監測類型都有相應的配置界面,可配置顯示順序、顯示的點和不顯示的點。

b. 實時數據分區域監控:

按通信服務程序中的區域配置,可選擇顯示某個區域,或全部區域的監測數據,區域選擇與按類型選擇可同時使用,即可以選擇顯示某個區域某種類型的監測數據,也可以顯示某個區域全部類型的監測數據。

3.2.4 設備維修信息圖表

對所有設備的維修、保養情況進行記錄記錄與統計。通過圖表展示維保次數等信息。

設備歷史維護情況統計圖

3.2.5 設備數據歷史曲線圖表

對設備所有歷史數據整合展示,通過圖表,直觀展示信息,并可結合相應算法,對數據進行預測分析。

各水泵使用年限及預測

(1)歷史監測曲線:設定任一時間段及某一監測數據(或多個監測數據),配置數據選取間隔,形成一條或多條歷史監測曲線。

(2)實時監測曲線:顯示當天為止選定的在線監測曲線。

(3)以上曲線可設置顏色,以便多條曲線共同顯示時進行區分,曲線可支持縮小、放大、移動等操作,鼠標移至曲線上時顯示監測值。

3.3 高性能數據算法分析

通過結合算法,如神經網絡、聚類、分類、支持向量機等,對數據做分析研究,并提出相應的優化方案。處理內容包括但不局限于:

● 設備能耗分析

● 設備啟停時間及啟停次數數據分析

● 流量數據分析

● 管道壓力數據分析

● 使用壽命數據分析

● 故障次數、時間、原因分析

● 水質數據分析

● 人員出入情況分析

● 實地環境數據分析

例如:采用采用預測模型和算法,實現泵站數據的有效跟蹤,并在此基礎上,提出基于歷史數據分析的城市區域泵設備維護使用預測管理調度策略。

采用數據挖掘方法,通過對泵站設備歷史數據綜合分析,設計一種決策模型,通過形式化方法進行驗證,從而有效的預測不同區域泵站設備的使用壽命及維護時間。

基于最短路徑算法,研究泵站流量、功率等,針對泵站設備獨有硬件特點,提出水泵站的能量分析模型,分析模型中各參數和各種效率之間的關系,針對不同場景提出不同功率設備選用方案(如大小泵混合輸出),同時針對泵站中幾個變頻調速的關鍵技術進行分析比較,為老水泵站的節能改造以及新泵站的優化提供方法。

軌道交通視頻監控系統走向智能化的重要保障

目前,全國主要大中型城市紛紛選擇軌道交通建設來緩解日益增長的公共交通壓力,提高城市的核心競爭力。由于軌道交通人流密集、人員復雜、活動物體多等因素,需要一套監控系統來保障其安全、穩定運行。今年3月發生的俄羅斯地鐵爆炸案就給人們敲響了警鐘,軌道交通視頻監控系統可以起到事先進行判斷分析、事后取證的作用,已經成為協助公共安全部門打擊犯罪、維持社會安定的重要手段。本文將列舉一個典型的鐵路交通安防技術應用方案,并對當前主流應用技術以及未來發展作一個分析。

傳統視頻監控系統建設模式難以滿足當今需求?

一套典型的鐵路監控系統由前端圖像攝取,圖像顯示及錄制,后端控制,分控部分等設備組成。

由于經常有社會車輛、送人車輛、交通車輛、行人、客人等非常復雜,而頻繁發生的問題有:詐騙、搶劫、販賣假文件證明、倒賣火車票等等,而由于空間開闊、交通便利,因此如果發生問題,執勤人員很難抓到相關人員;即使抓到也不一定會承認,這使得執勤人員非常難以處理這些情況。而火車站又是一個地區的面子工程,維護好廣場的秩序,是鐵路部門的基本職責;但是僅靠多派人或者交流執勤等均不能從根本上解決這些問題。所以,廣場區域建議安裝室外高速球機。

車站監控中心采用模擬矩陣進行數據串聯與控制,DVR存儲圖像,通過編碼器上傳到控制中心進行統一監控。這種傳統的模擬數字相結合的方式較早地應用在北京、上海、廣州等老線監控,以車站監控為主,車站上傳8路視頻到監控中心,該系統缺乏全局調看、全局管理、全局控制。但是由于這種傳統的建設模式在集中監控、資源統一調配、突發事件多人實時調看、圖像存儲安全、功能易擴展性等方面,已很難滿足需求的發展。因此在現今的軌道交通行業視頻監控應用領域,CCTV全IP解決方案已成為大勢所趨。

隨著我國軌道交通建設的跨越性發展,很多城市都已經擁有了許多鐵道線路,多條線路的監控平臺聯網監控成為發展的必然趨勢。

在視頻監控上,當出現緊急情況時,如何全局調閱圖像,對出現的情況進行聯合分析判斷就成為了關鍵。IP監控在規劃之初就考慮到統一圖像存儲的管理需求,可以靈活調看各線的歷史圖像。另外,IP監控系統可以很容易地實現功能擴展,通過采用開放的架構,支持將來智能業務的擴展,例如事件報警、人數統計、人臉識別等應用。這樣可以進一步加強軌道交通安全防范,提供軌道公共交通安全,同時在出現一定情況下可以進行控制人流,及時判斷、搜查可疑分子。

軌道全IP解決方案采用控制中心遠程監控和車站本地監控方式,組成一個完整的兩級視頻監控網絡,同時還能夠通過網絡將圖像傳輸共享給運營調度、鐵路公安等相關部門。各車站視頻處理設備輸出的視頻信號,通過數字視頻編碼器或者網絡攝像機處理后送至車站的傳輸系統,控制中心光傳輸設備接收來自各車站的信號進行解碼處理后,送至控制中心的視頻處理設備將圖像顯示在大屏幕和控制中心調度員的監視器上。

視頻監控主要有DVR(硬盤錄像機)存儲和IPSAN存儲兩種方式。為了在發生意外事件時能夠安全可靠地回放事故現場圖像,存儲方式的選擇對軌道交通視頻監控系統的建設顯得尤為重要,其市場正在發生著潛移默化的變化。DVR分布式存儲在小規模監控應用方面有優勢,IPSAN磁盤陣列的存儲方式則因為具備更好的存儲可靠性、可管理性、可擴展性以及圖像數據的綜合應用能力,長期維護成本低,支持集中部署和分布式部署,更符合軌道交通視頻監控規模應用的需求。

? ? 采用IPSAN有兩種應用:

一種是傳統的應用可以采用流媒體服務器+IPSAN;另一種是IPSAN的直接存儲。

前端編碼器通過iSCSI流直接存儲到IPSAN———端到端的“0”瓶頸圖像存儲———在任何設備出現意外事件時如設備故障、設備掉電等,可以保證掉電之前的歷史圖像完整性,為分析事故原因提供有力的依據。當軌道交通系統的規模變得很大時,IPSAN在如何合理利用這些存儲空間,如何有效管理這些海量的視頻數據等問題時,顯得更加“游刃有余”。

傳統的鐵路安防監控系統多采用DVR作為視頻監控系統的存儲,但是由于DVR的先天不足滿足不了軌道交通行業的需要,今后新興的所有新建軌道線路安防監控項目中多采用IPSAN作為視頻監控系統的存儲,IPSAN份額占到目前新建項目總的存儲容量的90%以上,得到越來越多用戶的認可。

隨著安防技術的日益進步,全數字化傳輸與存儲、無線網絡傳輸、智能視頻分析等新技術越來越多地應用到軌道安防監控領域,未來也會有更多更好的視頻新技術出現,通過安防集成與綜合管理,實現監控資源的共享與聯動,軌道交通安防技術必將不斷趨于高效和完善。無線傳輸技術需革新。

? ? 智能視頻分析系統在軌道安防系統中,主要有四方面的作用:

一是運輸管理:安裝在車廂里的智能視頻分析系統,可以通過設置在廣播室的監控終端觀察整列車廂的動態,當發生事故時,通過車廂廣播系統發布指令;

二是治安管理:通過安裝在車廂里的攝像頭查看車廂旅客的動態,并對嫌疑分子的行為做出智能分析;

三是信息管理:隨著系統的高度集成,監控終端需要處理的信息越來越多,智能視頻分析系統可以對各種信息進行篩選,節約系統資源;

四是環境管理:通過對鐵路沿線的監控,設置并分析相關數據,起到預警和提前預判的作用。

視頻監控系統在智能化工程中所扮演的角色

目前,網絡化視頻監控的概念正在越來越廣泛地被大眾所接受,同時,安防監控行業的數字化、網絡化趨勢也是不可阻擋。所謂網絡視頻監控,即指通過數字化、網絡化的視頻前端,如網絡攝像機或者視頻編碼器等設備,對所監控視頻圖像進行數字化編碼,再通過計算機網絡傳輸至終端的工作站、服務器上進行瀏覽,并通過數字存儲介質進行錄像存儲。

網絡視頻監控具有安裝部署便捷,節省線纜,輕松實現遠程監控訪問,可升級性、可擴展性強等傳統模擬監控系統所不具備的優勢,正在成為越來越多的新建、改造或者擴展的安全監控系統項目的第一選擇。同時,隨著數字化、網絡化視頻監控系統的飛速發展,使得智能化的視頻分析功能成為可能,并逐漸成為網絡視頻監控的熱點話題。

如何高效地、合理地實現智能化的網絡視頻監控,智能化視頻監控系統必備功能是什么?什么樣的智能化網絡視頻監控系統是用戶想要的呢?

首先,智能視頻監控系統應能感知前端攝像機的視頻變化,如視頻遮擋、視頻丟失、視頻模糊、視角變換等,發送報警信號進行主動防范。例如,在一個1000路監控點的大型監控系統中,監控中心或者值班人員所能顧及或者查看的可能是幾十路視頻圖像,當其中某一路視頻被有意或無意遮擋時,值班人員很難在第一時間發現,這有可能會帶來重大的安全隱患,但是具有視頻遮擋感知的監控系統則能第一時間發送系統報警告,主動告知值班人員進行查看;

第二,智能視頻監控系統應能聯動相應防區的安全防范設備,例如門禁探測器、報警探測器、紅外探測器等,實現在綜合安保平臺上的聯合工作,從而深化視頻監控系統的監控防護功能,例如,當接收到防盜報警信號時,相應的網絡攝像機可自動轉到相應的預置位,自動進行錄像,并觸發警鈴,進行聲光報警,從而實現綜合化的安全防范功能;

第三,智能視頻監控系統可對從前端接收的視頻進行智能分析,并在此基礎上實現各種應用,例如,對道路車輛視頻進行分析,從而實現車牌捕捉、車牌識別功能;對過道、出入口視頻分析,實現人臉捕捉,進而實現人臉索引、照片對比等功能;對公共場所視頻進行分析,實現人物動作捕捉、可疑滯留物體報警以及自動跟蹤等功能;

另外,網絡化視頻系統是基于計算機網絡的視頻監控系統,系統應對網絡中的非法訪問、非法入侵具有抵御能力,從而充分保證監控系統的安全性,訪問安全性、傳輸安全性等。
?

智能化信息化推進安防監控技術不斷創新發展

智能化、信息化科技發展,是提升和完善現代建筑安全技防技術的基礎和推動力,在辦公建筑的安全技防體系建設中,設計方應積極推進先進安防科技應用的可持續進步。
?
數字化技術應用

隨著通信、計算機、多媒體技術等現代科技的迅猛發展,以及安防行業日益增長的用戶應用需求,安全技防技術正朝著網絡化、平臺化、大型化、綜合化的方向發展。傳統的技防監控技術和運行方式等,已無法滿足新的業務需求與新的業務模式。

其中視頻監控技術,越來越需要各種技術的綜合并運用更廣泛的現場監查;出入口控制系統將運用價值更大的管理中;報警系統不斷創新已成為各種先進探測技術的集成者。作為設計方,應充分認識科技推進實際應用演變的客觀性和必然性,并且主動積極地推進安防領域數字化技術的應用發展。

安防綜合集成平臺

以智能化信息化為一體的安防綜合集成平臺,已作為安全防范系統工程在規劃及設計中的首要技術專題,應建立以智能化安全技防信息為基本運載對象的系統構造方式和網絡化鏈路體系。

安全信息的深度應用及共享開發

通過對各種不同形式安全信息的主動關聯和信息資源價值的深度挖掘,以及最大限度互為利用,實現信息資源共享和實施優化管理綜合功能,以確保有效地達到建筑物安全防范的目標要求。
?

大型超市安防監控工程信息化與智能化存在問題

目前,在商場“安全”的外表下,還存在著一些安全盲點,這些安全盲點大致分為監控產品質量、工程商系統設計,以及甲方的重視度等方面。

  產品與系統設計的不足

目前國內視頻監控產品生產廠家眾多,許多產品的參數缺乏權威認證。這樣的產品在安裝完成后的驗收中,當然會有很多過不了關。并且,目前在大型商場內,使用的品牌都比較雜,基本上都是一些不知名的產品,質量方面也就不知如何判斷好壞。

另外,在監控系統的設計方面,有些經驗不夠熟練的系統集成商在設計中會造成某些角落監控不到,這也是造成商場安防隱患的一個原因。所以工程商還是需要不斷提高設計水平,而甲方也應該選擇有經驗的工程商進行系統設計,才能設置完整的商場安防系統。

  甲方一意追求低價問題

?
目前,許多大型超市及連鎖店仍對于采用高價安全設備并不重視,傾向采用較低價的監控設備,而許多低價產品卻因質量問題起不到真正的監控作用,因此商場體系要想達到安全標準仍有許多要努力的空間。商場老板會更多地考慮到經濟方面的問題。商場由于貨架較多,監控點也就多,如果監控產品安裝數量不夠,就起不到防范的作用,然而安裝完善的系統價格又會增加較多,讓商場難以接受。

商場本身就比較薄利,所以商場老板一般考慮成本,都只會選擇一些低廉產品。甚至有的商場為了節約成本,僅僅安裝一些價格極低的防護罩來充當攝像機,認為可以對犯罪分子起到威懾作用即可,這種以假當真的做法平時或可蒙混過關,然而一旦有事故發生時,恐怕就會后悔莫及了。

值得一提的是,有的商場會按主觀意識,“指定”監控產品的安裝位置,導致了很多區域都無法監控到,等到發現問題了,才按照工程商的設計來重新安裝。另外,控制室的人員懶散,也是導致偷竊事件無法得到解決的主要原因,很多時候都是在被盜后才去回看攝像記錄,那時候犯罪分子早已逃之夭夭了,所以商場一定要注意提高員工的安防意識,或采用智能圖像分析軟件對偷竊事件提出報警,才能避免這類事件的發生。

此外,甲方在與工程商討論商場監控系統安裝方案時,都比較重視有關防盜防損,在商品貨架跟收銀臺等區域都愿意投入足夠資金安裝,但商場大門、電梯間等較少發生偷盜行為的區域,則很少會納入到商場的監控需要中去。雖然現在商場都有保安人員,但是保安人員只能注意到一些顧客偷竊事件的發生,卻很難控制內部員工的偷竊行為。表面上安裝安防系統節省了資金,但事實上,商品的被偷竊,以及一些炸彈勒索事件的發生,更讓商場的經濟受到重創。

  系統安裝無統一標準

目前電信、電力等機房的監控都有一定的標準來對安防系統的安裝進行規范,雖然在實際操作的過程中不一定都全部遵守,但是對系統安裝完成后的驗收還是起到一定的作用,而國家針對商場這一場所卻還沒有制定出專門的標準來規范安裝。

目前商場安防系統在安裝數量或品牌選擇方面基本都是由甲方主導,很多時候會造成系統安裝的完整性不夠,這些當然都跟未出臺商場安防標準有一定的關系。由于這個標準會造成整體費用的提高,很多商場可能一時難以接受,在全國同一標準的推廣還需要較長時間。
?