CN105163091B - 一种整合泵站工程管理的联动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整合泵站工程管理的联动系统，以将智能化的视频监控与泵站自动控制系统的设备管理、工程区域管理相结合，并与管理系统的信息调用相融合。本发明能够实现控制系统联动视频系统、视频系统联动控制系统，当自动控制系统监测到现场监控数据异常，系统告警并指令视频系统的智能摄像机自动追踪录像，对设备故障部位实施监控图像放大、比对，同时自动发信息至管理系统；当视频系统通过智能分析处理器，对监控设备、监控区域进行智能分析发现异常时，及时告警并自动联动控制系统及时记录相关工程设备重要参数的变化趋势，同时自动发信息至管理系统。本发明能够有效保障工程设备的安全高效运行。

Description

一种整合泵站工程管理的联动系统

技术领域

本发明涉及一种将大中型泵站自动化控制系统、视频系统、管理系统进行整合、实现多系统联动控制的系统，应用于水利系统、城市防洪及区域供水泵站领域。

背景技术

大中型泵站自动化系统通常设有自动控制系统、视频系统及管理系统等，其中，控制系统负责对泵站主机组、辅机、变配电、闸门等设备进行数据采集、控制和保护，并对泵站运行进行管理；视频系统负责对泵站需要监视的部位进行实时图像监视、存储，具有历史图像信息查询和回放等功能，是实现泵站安全运行和管理的辅助手段；管理系统是泵站运行管理单位的网络平台和管理平台，实现泵站运行、管理信息采集、处理、存储和发布等功能，并提供与上级调度管理部门交换数据的接口。

泵站管理单位现有的自动控制系统只实现对数据的采集和处理、控制与调节、数据记录与存储、数据通信、监视与报警等；泵站管理单位现有的视频系统用于对泵站重点区域如主厂房、变配电室、进出水河道等区域进行实时视频监视、视频传输、切换控制、显示、存储和重放、远程浏览等；泵站管理单位现有的管理系统主要实现与生产控制区的数据通信，实时接收生产控制区发送至管理信息区的各类数据，实现运行数据的接收及管理、信息发布与查询、数据上传等。上述三个系统相对独立，特别是视频系统功能单一，三个系统没有实现有机结合。

发明内容

本发明的目的是基于泵站自动控制系统，利用智能视频监控技术，将智能化的视频监控与泵站自动控制系统的设备管理、工程区域管理相结合，并与管理系统的信息调用相融合，以实现对设备的智能分析和监控区域的异常情况的监视，进行智能分析产生报警信号，同时与视频系统进行联动，对故障设备发生的状况和重点区域出现的异常现象进行实时抓拍或录像，并将实时的信息通过网络发送至控制系统和管理系统对应的界面，提醒工程运行人员和管理人员。

为了实现上述目的，本发明提供一种整合泵站工程管理的联动系统，具体包括管理系统、控制系统和视频系统，其中：管理系统自动单向接收控制系统数据发送程序发送来的实时运行信息，也可接受视频系统发来的报警信息并在主界面进行显示；视频系统用于对泵站重点区域进行实时视频监视，通过网络传输实现视频采集、切换控制、显示、存储和重放、远程浏览、智能报警等功能。

控制系统与视频系统之间设有报警触发及控制器，报警触发及控制器包括单片机及与其相连的触发电路输出、报警电路输出、摄像机联动信号输出，报警触发及控制器与视频系统的视频管理平台相连，利用视频管理分析软件的后部分析，通过视频管理平台，逐次调用关联的智能摄像机预置位，实现对报警设备、报警部位进行实时监控、录像。

视频系统包括前端设备、传输设备、视频服务器、智能客户端、智能分析处理器、分析服务器、视频管理平台、存储服务器，其中前端设备包括安装在各监视点的智能摄像机、云台等，负责采集监控现场的图像；智能分析处理器通过视频系统的事件检测，实现虚拟警戒线、敏感区域滞留、非法闯入禁区、物体出现和消失、预存图形比对。

控制系统包括前端设备及监控主机，前端设备又包括现地级控制单元、温度传感器、水位传感器、温控器、现场采集箱、配电电源，能实现超温报警、电流电压检测及报警等。上述现场采集箱负责对主机组、辅机、变配电、闸门等设备进行就地数据采集、测量、监视，并向监控主机发送各种测量数据，同时接受监控主机发来的控制命令，完成控制逻辑的实施；监控主机实现全站的运行监视、事件报警、数据统计和记录、与上级系统通信，与智能分析处理器通信，通过报警触发及控制器向视频管理平台发送命令等功能，并向各现地控制单元发出控制、调节命令。

进一步，控制系统进行工程控制操作时，控制系统自动联动管理系统，调取管理系统中预存的设备信息、操作规程、注意事项等，同时，控制系统通过报警触发及控制器自动调用视频系统，自动跟踪记录控制操作过程；操作结束后，控制系统生成操作记录，管理系统生成操作票。

进一步，智能分析处理器设有图像分析系统和周界报警系统，图像分析系统负责在智能客户端和智能摄像机中建立图像和图像描述中间关系，借助计算机强大的数据处理能力，在海量视频数据中快速搜索，实现对数字图像主动、实时的处理和分析，理解视频图像的内容、进行比对，当设定区域内图像发生变化时，由周界报警系统以最快和最佳的方式发出警报并触发其它动作，进行实时录像，从而有效进行事前预警、事中处理、事后取证。

进一步地，当视频系统通过智能分析处理器，对监控设备、监控区域进行智能分析，发现异常时，视频系统及时告警，并自动联动控制系统及时记录相关工程设备重要参数的变化趋势，同时联动控制系统的监控主机报警提醒，自动发信息至管理系统，提醒管理人员，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准等，方便故障分析和排除。

进一步地，当监控主机监测到现场数据异常，自动对相关参数增加测量频次，记录其趋势变化，并同时将报警信息通过报警触发及控制器传送给视频系统，指令视频系统的智能摄像机自动追踪录像，对设备故障部位实施监控图像放大、比对，同时自动发信息至管理系统，提醒管理人员，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准等，方便故障分析和排除。

通过采用上述技术方案，本发明能够实现下述技术效果：

采用本发明所提出的技术方法，将控制系统、视频系统、管理系统做到高度融合，与传统的三个系统相比具有明显优势：

系统正常运行时，在控制系统中切换监控界面或监控主机发控制调节命令，视频系统的智能摄像机自动跟进，显示实时的现场图像；在控制系统中点击具体工程设备，管理系统自动罗列出技术参数、设备台帐和相关规程规范等资料信息。

使用控制系统进行工程运行、设备操作时，管理系统自动调出操作票、操作注意事项，视频系统随操作顺序同步跟进追踪、录像，控制系统自动生成操作记录，管理系统自动生成操作票，视频系统自动生成本次操作录像。

当自动控制系统监测到现场监控数据异常，系统及时告警，自动对相关参数增加测量频次，记录其趋势变化，视频系统的智能摄像机自动追踪录像，对设备故障部位实施监控图像放大、比对，同时，监控主机自动发信息至管理系统，提醒管理人员，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准等，方便故障分析和排除。当视频系统通过智能分析处理器，对监控设备、监控区域进行智能分析，发现异常时，视频系统及时告警，并自动联动控制系统及时记录相关工程设备重要参数的变化趋势，同时，监控主机也报警提醒，自动发信息至管理系统，提醒管理人员，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准等，方便故障分析和排除。

本发明能够极大的方便了运行人员、管理人员、上级管理部门及时发现设备故障、掌握设备运行状况，有效保障了工程设备的安全高效运行。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是自动控制系统结构示意图。

图3是视频系统结构示意图。

图4是管理系统结构示意图。

图5是本发明总体系统联动结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的结构示意图如图1所示，包括控制系统1、视频系统2、管理系统3、报警触发及控制器4和智能分析处理器28。

控制系统1的结构如图2所示，由安置在机组现场的前端设备11、现场采集箱12、交换机13、监控主机14、数据库15、值班员工作站16等组成。自动化控制系统现场采集箱12负责对主机组、辅机、变配电、闸门等设备进行就地测量、监视，通过交换机13向监控主机14发送各种测量数据、报警监测信号，并在数据库15中进行存储。同时，现场采集箱12还接受监控主机14发来的控制命令，完成控制逻辑的实施。

视频系统2的结构如图3所示，由智能摄像机21、现场交换机22、核心交换机23、网络视频服务器24、存储服务器25、解码器26、视频管理平台27、智能分析处理器28、分析服务器29、智能客户端210等组成。为保证良好的图像清晰度、流畅度以及控制的灵活度，网络传输基于以太网，采用接入——汇聚——核心三级网络架构，以百兆/千兆作为接入层，千兆作为主干。智能摄像机21通过屏蔽双绞线和现场交换机连接，现场交换机22与核心交换机23之间采用超六类千兆线连接，汇聚层和核心层采用光纤连接。

管理系统3的结构如图4所示，管理系统能与控制系统实现数据通信，通过物理隔离，实时单相接收控制系统发送至管理系统的各类数据，另外，能将自动控制系统、视频系统的主要界面在信息管理系统内进行发布，授权用户可在因特网或水情网通过浏览器方式进行浏览。

本发明的总体系统联动结构参见图5，视频系统的前端设备智能摄像机21布置在泵站主辅机和变配电室等重要设备、上下游河道水面等重点监控区域进行实时视频监视。

将智能摄像机21、网络视频服务器24、智能分析处理器28和智能客户端210等采用前端百兆、核心千兆模式进行连接。

利用现有的自动控制系统，将视频系统的视频管理平台27、智能分析处理器28接入监控主机14。

本实施例联动过程具体为：

用户登录视频管理平台27中的管理单元，对智能摄像机21、网络视频服务器24、智能分析处理器28和智能客户端210进行预置，设置图像采集点，如室外变电所、供配电室、主机上下油缸油位、进出水河道水面等。

在视频管理平台27的存储平台，分别设置预警图像的存储位置、监控图像的存储位置、图像抓拍条件、实时视频监控存储路径、分析服务器的图像分析条件等，并分别设置各监控点的报警识别条件。

用户登录自动控制系统监控主机14，设置主要设备电流、电压、温度、压力、闸门高度等报警条件，并通过报警触发及控制器4提供报警接点信号至视频管理平台27。

控制系统联动视频系统：当控制系统的现场采集箱12通过传感器、变送器等采集电量、非电量，通过网络传送给监控主机14、数据库15、值班员工作站16，监控主机14根据程序设定的判断条件，及时报警，控制系统自动对相关参数增加测量频次，记录其趋势变化，同时监控主机14将报警信息通过报警触发及控制器4传送给视频管理平台27，联动控制智能摄像机21进行自动追踪，实现对报警设备、报警部位进行实时监控、录像，并通过智能客服端210和控制系统的监控主机14同时实现声光报警，另外，控制系统也自动发信息至管理系统，提醒管理人员，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准等，方便故障分析和排除。

视频系统联动控制系统：当智能摄像机21将被监控设备、区域的监控图像传给视频存储服务器25、视频分析服务器29，通过智能分析处理器28的事件检测系统、周界报警系统，进行图像比对，当监测到设备的油位、闸门高度、进出水面非法闯入等异常变化时，视频系统及时告警，并自动联动控制系统及时记录相关工程设备重要参数的变化趋势，同时，监控主机14也报警提醒，自动发信息至管理系统，提醒管理人员，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准等，方便故障分析和排除。

本发明不限于上述实施例，一切采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种整合泵站工程管理的联动系统，包括管理系统、控制系统和视频系统，其特征在于，所述视频系统包括前端设备、传输设备、视频服务器、智能客户端、智能分析处理器、分析服务器、视频管理平台、存储服务器，所述前端设备包括安装在各监视点的智能摄像机及云台，负责采集监控现场的图像；

所述控制系统与视频系统之间设有报警触发及控制器，该报警触发及控制器与所述视频系统的视频管理平台相连，利用视频管理分析软件的后部分析，通过视频管理平台，逐次调用关联的智能摄像机预置位，实现对报警设备、报警部位进行实时监控、录像；

所述控制系统包括前端设备及监控主机，所述监控主机负责全站的运行监视、事件报警、数据统计和记录、与上级系统通信、与智能分析处理器通信，通过报警触发及控制器向视频管理平台发送命令，并向各现地级控制单元发出控制、调节命令。

2.根据权利要求1所述的联动系统，其特征是，所述控制系统进行工程控制操作时，自动联动管理系统，调取管理系统中的预存信息，并通过所述报警触发及控制器自动调用视频系统，自动跟踪记录控制操作过程；操作结束后，所述控制系统生成操作记录，管理系统生成操作票。

3.根据权利要求2所述的联动系统，其特征是，所述智能分析处理器设有图像分析系统和周界报警系统，所述图像分析系统负责在智能客户端和智能摄像机中建立图像和图像描述中间关系，当设定区域内图像发生变化时，由周界报警系统发出警报并触发其它动作，进行实时录像。

4.根据权利要求3所述的联动系统，其特征是，当所述视频系统通过智能分析处理器对监控设备、监控区域进行智能分析，发现异常时，视频系统及时告警，并自动联动控制系统及时记录相关工程设备参数的变化趋势，同时联动控制系统的监控主机报警提醒，自动发信息至管理系统，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准，方便故障分析和排除。

5.根据权利要求3或4所述的联动系统，其特征是，当所述监控主机监测到现场数据异常，自动对相关参数增加测量频次，记录其趋势变化，并同时将报警信息通过报警触发及控制器传送给视频系统，指令视频系统的智能摄像机自动追踪录像，对设备故障部位实施监控图像放大、比对，同时自动发信息至管理系统，管理系统根据信息内容自动调出该故障所涉及的设备信息、规程规范、技术标准，方便故障分析和排除。

6.根据权利要求5所述的联动系统，其特征是，所述报警触发及控制器包括单片机及与其相连的触发电路输出、报警电路输出、摄像机联动信号输出。

7.根据权利要求5所述的联动系统，其特征是，所述智能分析处理器通过视频系统的事件检测，实现虚拟警戒线、敏感区域滞留、非法闯入禁区、物体出现和消失、预存图形比对。

8.根据权利要求5所述的联动系统，其特征是，所述控制系统的前端设备包括现地级控制单元、温度传感器、水位传感器、温控器、现场采集箱、配电电源，能实现超温报警、电流电压检测及报警。