西藏旁多水利发电有限责任公司
摘要：视频监视系统为水利水电工程运行管理实现“无人值班，少人值守”创造了条件，笔者根据水利水电工程规模大、监视点分散、能要求多等特点，提出相应的设计方案，鉴于目前视频监视系统设计相关问题进行探讨，希望能将成熟的设计与技术引入到水利水电行业中。
关键词：视频监视系统；水利工程；水利水电行业
水利水电工程尤其是大型水利枢纽，具有规模大、监视点分散、距离远、功能要求多等特点。在视频监视系统设计中经常遇到一些实际问题，如设计标准、系统结构、监视范围等，按常规的设计思路往往达不到理想的效果。笔者多年从事水利水电工程设计，在视频监视系统有效地应用于大型水利枢纽的设计实践中总结了一些经验。在此，就相关问题提出一些建议，与同行共同探讨，就水利枢纽视频监视系统设计做详细介绍
一、研究问题
1.1系统名称
国标对工业电视系统的定之是：应用于工业生产过程监视、调度管理等方面，从摄象到图象显示独立完整的电视系统一这里的关键词应该是“工业生产过程监视”，在实际应用中，监视范围常扩大到保安监视等方面，尤其是水利枢纽，一套电视系统往往包含了电站设备监视、水上建筑物及闸门运行监视、保安监视等，成为综合性的电视监视系统为此，建议将“工业电视系统”名称改为“视频监视系统”，以避免名不符实。
1.2设计标准
目前尚无水利水电工程视频监视系统的设计规范，仅有的《工业电视系统工程设规范》也是1987年版，10多年来，电子技术发展很快，设备也已更新换代，进入计算机时代现在新建或改造的大中型水电丁一基本都要求设置视频监视系统，但系统规模、监视范围、技术要求、设备选择、运行方式等差异很大，实际使用中效果井不理想，造成资源的闲置和浪费因此.出台针对水利水电工程的视频监视系统工程设计规范，对从事设计、安装、运行各方面提出指导性意见是十分必要的。
1.3系统结构
水利工程中近期设计或安装的视频监视系统基本采用两类结构，一类是矩阵切换外挂多媒体监控系统，其视频信号的控制和切换采用专用功能的矩阵切换装置，输出一路视频信号至多媒体计算机，系统核心设备为矩阵切换系统；另一类是计算机多媒体监控系统，它则完全基于计算机，没有矩阵系统，实现了视音频数字化、系统网络化、应用多媒体化和管理智能化，系统结构简洁，便于联网和扩充第二类技术先进.方便灵活，但运行实例较少；第一类有较成熟的运行经验，实际使用较多，但笔者预言它只是传统的矩阵切换系统，向全计算机多媒体系统发展进程中的过渡产品。
1.4监视范围
由于没有针对水利水电L程的视频监视系统设计规范，具体工程设计中监视范围的确定随意性很大若按功能要求组成多个监视系统，似乎不经济，也不合理但将不同功能要求的监视点混合组成综合监视系统，则在实际运行中与目前水电厂运行体制不适应发电分厂负责电站设备运行，水工分厂负责闸门运行，保安部门监视枢纽区人员活动情况而一般监控中心都布置在水电站中央控制室，造成发电分厂运行人员要兼顾其他部门的相应的职责，在实际工作当中缺少可操作性。
二、设计方案
2.1前端设计
前端部分与常规视频监视系统差别不大，完全可以参照民用建筑视频监视系统的前端布局，选择相应的设备。水利水电工程监视点分散，监视对象特殊。有些监视范围较宽阔，为了美观和隐蔽性，可选用全方位球形摄象机；监视对象在平时只有灯光照明的廊道内时光线较弱，应选用黑白摄象机；有些要求监视大场面的部位，可选用彩色全方位带云台和变焦镜头的摄象机，以便看得更清晰、更远；监视单一设备时，可根据生产运行要求，选择彩色或黑白固定摄象机。另外，水电工程现场存在一定的电磁干扰，但就实际使用情况看，对前端设备的影响不大，不需要选用特殊的设备和防护。
2.2网络传输
传输网络设计是水利水电工程视频监视系统设计的关键，大多数系统运行效果不理想的主要问题出自传输网络，其现象是系统不稳定、图象闪烁或变形、信号传输及反映迟缓等。
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监视点分散是水利水电工程的又一个特点，在视频监视系统设计中，可采用根据监视点实际位置，将控制设备分散布置到现场，然后联网或通过光缆传输到主机的方法。这是将计算机控制网络中分布、分散概念引人到视频监视系统设计的一种尝试，笔者在实际工程应用中取得很好的效果。需要说明的是，采用这种方法应根据工程实际情况，在经过详细技术经济比较后确定。
2.3控制中心设备
为解决综合监视系统与各部门管理的矛盾，系统设计可采用设置分控站的方法解决，即在电站中央控制室设置主控站，在水工分厂值班室、保安值班室等处设置分控站，而系统的运行维护则应统一由专业技术部门负责。
当下，随着全计算机多媒体视频监视系统的开发，通过软件设置使综合系统中多个分站监视不同范围将成为现实，这是大中型水利水电工程视频监视系统的发展方向。
三、设计范例
3.1主要任务
根据小浪底水利枢纽的规模和重要性，并与工程运行管理水平相适应，将小浪底视频监视系统主要任务定义为：实时监视电站及枢纽主要设备的运行及建筑物、交通洞等现场情况；记录事故、故障状态及异常情况发生的位置和时间并报警，以便加快事故、故障处理，便于设备安全运行、维护和检修，为事后分析事故、故障原因提供实时资料，为电站实现“无人值班、少人值守”创造条件。
3.2系统组成
小浪底工程视频监视系统主要由控制中心设备、信号传输系统及前端设备组成，属矩阵切换外挂多媒体监控系统，详见小浪底水利工程视频监视系统图。由于小浪底工程规模大，且地下洞室多，而监控中心设在地面副厂房，故在设计中采用了按监视点分布相对集中，组成多个监控点并联网的方案。方案实施中在信号传输质量、电缆敷设等方面均显示出明显的优势。
3.3大坝、进水塔
大坝、进水塔共设11个摄象点。其中3个为全方位摄象机，用于监视进水塔189m高程廊道，由于廊道内仅有灯光照明，光线较弱，选用黑白摄象机。对于大坝北岸及进水塔1号桥头和7号桥头，由于监视的范围较宽阔，为了美观和隐蔽性，选用全方位球形摄象机。在坝顶控制楼顶安装1台彩色全方位带云台的摄象机，选用7.5一120mm的镜头，以便看得更清晰、更远。对于3个明流洞工作闸门室各安装1台彩色快球，监视明流洞弧形工作门的运行情况并大坝南岸岗哨路口，安装1台全方位摄象机，监控南岸周围的环境利用1对光端机传输，送到监控中心的CM9740监控主机。
3.4传输系统
对于传输距离小于500m的监视点，采用同轴电缆传输，超过500m的采用光缆传输。大坝南岸（1路）、进水塔（10路）由2对光端机将信号传输到地面副厂房的C M9740主机。用1对光端机将地面副厂房CM9740监控主机的信号传输到坝顶控制楼多媒体分控站。尾水部分（5路）由1对光端机将信号传输到地下副厂房的CM9740主机。
四、结语
目前，在我国，水利水电工程规模尤其庞大，因此，视频监视系统设计中经常遇到一些实际问题，如设计标准、系统结构、监视范围等等，笔者借鉴小浪底水库监控系统的设计，在尽量减少人力工作有注重监控密切程度的前提下做了简要分析，洗出了一些自己的简介，望同业人员参考、共勉。
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论文作者:次仁曲杰
论文发表刊物:《基层建设》2015年9期
论文发表时间:2016/9/19
标签：监视系统论文; 系统论文; 视频论文; 水利水电工程论文; 设备论文; 摄象机论文; 水利枢纽论文; 《基层建设》2015年9期论文;