引供水工程中新型智能安防系统的设计与研究

王 东，沈启航

（1.南瑞集团（国网电力科学研究院）有限公司，江苏 南京 211102；2.杭州市千岛湖原水股份有限公司，浙江 杭州 310009）

1 问题的提出

引供水工程是水利工程重要的组成部分，通常由闸、阀、泵站、水工建筑物及水源保护区等组成，具有距离长、范围广、站点分散等特点[1]。随着安全防范形势日益严峻，以安全输配水为目标，如何全面、高效、经济地保护水源安全尤为重要。因此采取必要措施提高治安防范能力，保障供水设施及生命财产安全是工程建设过程中重要的一部分。

早期的引供水工程通过电子告警、视频监控等技术进行安全防范，内容相对单一。随着安防意识的逐渐提高以及智能化安防系统在智慧城市、智能楼宇等各个领域中的应用[2]，依托引供水工程的特点设计一套智能化安防系统，提升管理单位的效益，提高管理水平和能力，保证生产安全运行的需求显得尤为突出。

2 目标及设计原则

2.1 建设目标

结合引供水工程的实际情况，利用国内外成熟的经验和先进的主流技术，搭建一套智能平台集成各类安防子系统。采用分立设置、软件集成的系统架构，对重点位置、场所、设备进行24 h不间断监控、预警并形成有效的自动化安全防范管理系统，并创立一套全方位、创新型的安全管理先进模式。

2.2 设计原则及框架

2.2.1 设计原则

设计原则主要有：

（1）需求导向，实用管用。按照“运行可靠、调度优化、管理高效”的目标要求，将工程业务管理最需要提升的领域作为重点，通过开展全面的业务需求分析、系统设计和建设，进行重点突破。以实用为前提，制定出针对工程实际需求的解决方案，全面优化业务流程，确保业务管理高效便捷。

（2）统一规划，整体设计。具体包括：①统一数据库，做到内部信息相互联通；②软件设计实现业务联动，简化系统联动设计；③智能网管实时监测系统运行数据，方便运行维护；④统一操作平台、控制逻辑与配置方式等，提升管理效率。

（3）重点区域，重点部署。根据不同区域配置对应功能的安防设备，对于水源保护区出入口、制高点、主要通道、周界、监控中心等重点区域部署相应功能的安防设备，完成全方位多功能覆盖。

（4）先进智能，安全可靠。在保证实现系统各业务功能的前提下，技术上适度超前，使系统在一定时期内保持先进水平，根据后期需求进行灵活扩展而不影响整体软硬件框架，同时支持多种标准接口。

2.2.2 总体架构图

系统总体框架见图1。

图1 系统总体框架图

系统由交换机、核心交换机、WEB服务器、智能分析服务器、数据库服务器、流媒体服务器以及现地各子系统设备组成。通过综合管理平台将若干安防子系统进行统一配置与管理，并做到统一数据库，内部信息相互联通，有利于信息传递，并通过软件设计实现业务联动，简化系统联动设计。

3 系统分项需求分析及设计

3.1 视频监控

运维人员在调度中心通过客户端和浏览器实时掌握工程现场情况，可对所辖区域任一摄像机进行控制，实现遥控云台的控制和镜头聚焦，并对摄像机的预置位和巡航进行设置，且控制具有唯一性和权限性，图像清晰稳定，视频系统架构见图2。

图2 视频系统架构图

室外前端摄像机支持透雾功能，雾霾天气仍可获得清晰图像。园区出入口、主要通道、监控中心等视频设备可通过后端智能分析服务器进行算法分析，包括穿越警戒面检测、进入离开入侵区域检测、人员安全帽及工装识别等功能。同时对于实现不同功能的区域选用高空瞭望，水尺摄像头、热成像摄像头等。

3.2 电子围栏

电子围栏系统，是沿着引供水的厂界区域或重点防范区域，建立一道电子脉冲的探测装置通过非正当手段越过厂界或特定区域[3]。对于沿线闸阀管理房等距离较远的位置，可分别配置报警主机，前端探测器和报警主机之间采用总线连接，利用安防局域网络，接入安防中心。所有事件通过网络上传至安防中心，并与视频联动进行视频复核，做出相应反馈。设置原则和位置主要有：①露天水源保护区，尤其是无障碍区域；②对于沿线站点闸阀等建筑物外围建立一定范围的围栏用以保护水源以及设备。

3.3 园区车辆管理系统

园区车辆管理系统是通过对引供水园区人员及车辆的出入状况等各种活动进行规范和管理的综合应用系统。为提高管理水平，体现管理科学化、人性化的运作提供必要基础和条件（见图3）。

出入口管控子系统由前端子系统、传输子系统、中心子系统组成，实现对车辆24 h全天候监控覆盖，记录所有通行车辆，自动抓拍、记录、传输和处理，同时系统还能完成车牌、卡片（固定卡、临时卡）与车主信息管理等功能。

在各管理园区重要出入口应设计相应的车辆卡口与车辆出入管理道闸，具有实现固定车辆自动识别、布控车辆自动报警的功能。

3.4 门禁及访客系统

3.4.1 门禁设计原则

门禁点设计主要考虑受控区域的进出权限控制，结合受控区域的环境特点与实际应用需求，通过对进出通道设置门禁设备，限定不同人员的出入权限，并对人员进出信息进行记录等。在针对不同受控区域进行门禁点配置时，应遵循以下原则：①按需确定受控区域；②点位设置全面；③配合门禁控制逻辑；④识别方式便携。

3.4.2 访客系统设计

传统的企业访客管理主要依靠人工方式，给企业带来诸多不便，针对该问题自行研发无纸化访客系统，利用提前预约，严格登记，权限控制实现企业对访客的管理。需具备以下功能：①访客预约，由被访者填写访客预约信息，事后可进行有效追责，大大减少虚假信息；②访客登记，抓拍来访者照片与访客信息关联保存，以备事后追溯。访客卡中含有被访者赋予访客的权限，杜绝访客进入无权限区域；③访客拜访，访客权限控制门禁，使访客只能去指定等待区等待；④访客离开，到达指定时间或访客离开人员通道后临时访客卡失效，防止来访者事后再次进入。

3.5 语音广播系统

广播系统各设备分散安装在建筑物及室外各个部位，主要具备2个主要功能：日常为各广播区域提供背景音乐或寻呼广播服务；火灾发生时提供消防报警紧急广播，具有优先权。具体功能：①定时自动广播，系统能按预先设定程序，自动电源控制，自动播放节目；②分区广播，能对不同区域进行单独的开关控制；③紧急报警，平时播放背景音乐，紧急情况下强切分区并进行报警；④分区呼号，可作业务呼叫和紧急指挥。

3.6 综合管理平台

综合管理平台是一套集成多个子系统业务的管理平台，包含视频、报警、门禁、访客、巡考勤、停车场等多个子系统。在同一平台下可实现多子系统的统一管理与互联互动，基于内部通信与数据库共享机制，实现用户统一配置与管理，并统一分配全局权限，提高用户的易用性和管理效率。

功能方面，综合管理平台可对系统内的设备运行状况进行监视和管理，并以各种图表形式实时显示，主要提供资源清单管理、远程维护管理、性能管理、故障管理、日志管理，对各种维护数据进行查询、统计，并生成相关报表。

4 结 语

智能化安防系统为保障引供水工程的安全运行提供完善的技术服务，带来更为全面、安全的保障，结合先进的科学技术手段，使引供水工程的安全系数得到全面提升，安全防护做到无死角、无盲区。

随着时代的发展，安防任务不断加重、系统也随之升级，如水源保护区设置无人机禁飞区、重点区域人员进出定位及跟踪等已纳入相关安防系统中。因此，如何根据当前科技发展水平，针对不同类型的安防任务，合理地完善安防设备及系统，需要不断探索和思考。