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信息化浪潮下,能源安防建设新布局——以石油石化、电力为例

2013/11/11 16:43:59      来源:www.njhuideng.com      作者:气体检测仪厂家

能源至今仍为绝大多数国家视作国民经济发展之命脉,而这在中国尤为明显。国企牢牢地把控着石油石化、电力、煤矿等产业,中石化、中石油、国家电网等“寡头”更是雄踞财富五百强前列,堪称能源帝国。

  然而,与其形成鲜明对比的是,化工厂爆炸、变电站设备故障、煤矿坍塌……在我们这个神奇的国度里,诸如此类的能源领域安全事故时常“抢登”各大新闻媒体的头条,不禁让国人黯然神伤,友邦莫名惊诧。

  如何让一幕幕悲剧尽可能不再重演?拿管理体制开刀、提高作业人员安全意识,诸如此类的对策收效并不明显。于是,能源巨头纷纷转向科技求道,指向能源信息化,将能源生产系统与安全防范技术联姻,能源安防就此顺势而起。

  2013年中国能源行业的信息化投资规模预计将达到400 亿元,作为其中的重头戏之一,安防系统建设同样保持着稳步高速增长的态势。而安全防范技术的日新月异,以及“数字油田”、“智能电网”、“智慧矿山”等概念的应声着地,促使能源安防重点建设内容及需求发生微妙变化。

  下文仅就石油石化与电力两大行业的安防应用需求点着重进行剖析。

  石油石化篇

  石油石化企业所在地地域广阔,尤其是油田和炼化厂,都处于地广人稀区域,周界范围大,地理环境复杂。而无论油气田、炼化厂还是加油站,其间多含易燃、易爆的碳氢化合物。也正因此,防尘、防爆等特性要求成了安防设备杀入石化行业的首道门槛。

  此外,“数字化”从口号转向实用,石油石化企业针对安全防范技术/设备提出新的需求。

  高清阶梯式增长

  石油石化是最早应用安防系统的行业之一,视频监控系统也俨然成为其标配。石油石化监控系统一方面职守安全防范之本责,另又兼顾炼油、化工、销售等业务环节生产,且在存储炼化、零售端,高清需求态势水涨船高。以存储炼化为例,在石油加工环节,摄像机对整个业务流程、设备及员工操作进行监控,目标是做到报警联动应急指挥。为实现少人或无人值守,目前企业都要求看清仪表盘上显示的数字,摄像机至少要升级到720P;而在零售加油站,涉及现金流、员工作业、客户及其车牌情况,高清系统可以提供更锐利、完整的图像及更开阔的视角。

  来自中石油的一位内部人士透露,从2008年开始,在炼油厂、油库的周界等区域用固定网络高清替代模拟快球。而从去年开始,新上的系统均为高清系统。仅就油气库而言,以前采用模拟摄像机加硬盘录像机的方式,现在逐步采用高清摄像机和网络服务器的方式。总体上看,高清系统占有率大概15%左右,并呈梯级增长。

  联网向前推进

  富可敌国的石油石化企业在规模上是典型的“巨无霸”,以中国石油为例,截止目前其旗下油气田企业16家、炼化企业32家、销售企业36家,加油站19000家遍布中国大陆31个省市。如此庞多的子企业和网点铺设,管理和控制成为一大难题。

  站在企业管理质量和效益角度来讲,其希望能随时发现、了解到任意网点情况,并在第一时间对事件做出有效的处理。石油石化企业正在着手的全国安防监控联网建设正是顺势而为。

  石油石化企业新建和改造项目单个生产点位内部所管理的视频监控、防盗报警、消防报警等系统已可实现联动,集中控制。而在安防转向网络化,石化企业安防系统分级联网建设工程加快。目前中石化以所属的27家炼油厂的所有工业视频图像已实现联网,未来两年采输、存储、零售等领域的视频监控也将接入集团总部;此外,加油站网点也在加速省市两级联网建设,并将考虑选择性接入集团公司平台。

  石油石化企业联网的一般流程是:先将网点视频上传至分控中心,然后分控中心的视频图像、语音、报警信号通过分控中心推送给总控中心,分控中心和总控中心都可以查阅各点的录像,对摄像机进行相关控制,并实现各级双向语音对讲功能。而部分重要点位还将作为重要社会资源,通过逻辑隔离等方式对接公安专网。

  系统整合加速

  一方面纵向联网不断深入,另一侧横向多系统整合也在加速推进。据前面提及的中石油内部人士透露,当前石油企业正规划将油田、运输管线上的视频监控、防盗报警、门禁控制、调度电话、SCADA系统、会议电视系统集成在一个平台上,作为生产管理的辅助工具。如中国石油在2011年3月提出的油气生产物联网系统(A11)。A11覆盖到石油生产和加工等多个领域,其目标是集成一个可实现生产数据自动采集、关键过程联锁控制、工艺流程可视化展示、生产过程实时监测的综合信息平台。

  紧随其后中石油又出台工程技术物联网系统(A12)规划,A12旨在建立数据自动采集与传输平台、数据一体化存储平台、数据综合应用分析平台,生产作业实现监控与优化,远程支持与辅导决策。

  智能化应用深入

  尽管监控智能化应用不是非常成熟,不过石油石化企业乐意第一个吃螃蟹。笔者从采访了解到,视频智能化在石油石化还处于初级阶段,然而近三年来,新项目中都强制要求增加一些视频分析方面的应用,比如绊线穿越检测、区域入侵检测、物品遗留和搬动检测、快速移动检测、视频异常检测等功能。同时,烟火视频分析、原油泄漏视频分析等也在推广中。另外,红外热成像摄像机的开发,对设备异常温度变化发出报警也是石油石化安全重点需求。

  未来发展多维度

  技术在演变,需求亦无止境。在视频监控方面,高清技术获得良好的图像效果的同时,视频分析芯片的发展,使得摄像机智能化的成本大大降低,石油石化领域的视频智能分析应用将再度拓展,包括烟雾、油品泄漏等异常事件检测。此外,3G、WiFi摄像机以及热成像技术的引入和GIS系统相结合,也将助力油品物流实现全程监控。而周界方面,便于施工建设与区域灵活划分的分布式光纤探测系统将大有作为。同时业内正在尝试军转民合作,如引入雷达等措施的研究。

  电力篇

  同为传统能源行业,电力行业安防相比石油石化复杂产业链要简单一些,建设要求也更为规范。除了国家电网有先后出台Q/GDW231-2008《无人值守变电站及监控中心技术导则》、Q/GDW Z202-2008《国家电网公司应急指挥中心建设规范》、Q/GDW 517.1-2010《电网视频监控系统及接口 第一部分:技术要求》,南方电网曾颁发《变电站视频及环境监控系统技术规范》外,广东、江苏、四川、浙江、广西等省份分公司也有出台一些地方标准,绝大部分需求也是其实是基于这些标准而产生的。

  高清应用范围扩大

  安防深入到行业端,大部分行业都在喊要上高清系统。但表现最为迫切的莫过于电力产业。早在2009年6月22日国家电网实行的Q/GDW231—2008就有要求: “变电站大门内,正对大门的位置,布置1台网络高清枪型摄像机,用于监视进出大门的人员和车辆。”以及“变电站围墙内,每角布置1台网络高清高速球型摄像机,安装高度对地4m左右,不规则围墙应适当增加布点。”

  如今智能电网和无人值守建设迈入攻坚期,高清系统的覆盖范围将进一步扩大:变电站区域内环境的远程监视、监听;变压器、断路器等重要设备的运行状态;变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态;隔离开关和接地刀闸的分合状态;变电站主控室、高压室、电容器室、独立通信室等主要室内环境温湿度报警、温度计图像的情况;其他充油设备、易燃设备的外观状态;母线区、电缆层的情况等。

  来自IMS数据也很好地佐证了这种趋势。据其统计,电力行业已成为百万高清应用第三大市场,仅次于平安城市、智能交通,约占高清监控市场的15%。

  智能分析“正名”智能电网

  在智能电网规划案中,每个变电站就是一个“坚强节点”,需要自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网完成实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。其中的安全防范系统作为智能电网建设的重要单元,除了需要增设烟火检测、物品遗留等异常事件检测功能外,还需配合消防、设备操控等系统,对安全事件实现有效干预,提供及时有效的决策。

  智能化的需求同样以标准的形式确认。智能化则主要体现在系统对视频智能分析技术的需求,通过这一智能化技术,能够让系统自动识别和“思考”,保障变电站的稳定运行。

  在四川电力公司2010年出台的《四川省电力公司视频监控系统技术规范(试行稿)》规定:“宜实现一些智能图像技术的融合,主要包括面部识别、移动目标识别跟踪等,可选择实现利用识别技术在图像中获取信息,以支持未来的新型应用”。

  而国家电网Q/GDW414-2011《变电站智能化改造技术规范》也提到“视频监视应配置图像监视设备,可与安全警卫、火灾报警、消防、环境监测、设备操控、事故处理等协同联动,且满足远传功能。”此外,“可通过固定式或移动式智能巡检系统,定时自动对变电站主设备进行图像与红外测温巡检。”

  启动一体化平台建设

  伴随电力企业集约化管理理念的不断深入,集团总部集中化管控的力度越来越大,对集团一体化平台建设需求也越来越大。目前,2013年,国家电网全面推广“三集五大”,其中一个主攻点便是330千伏以上变电站实施无人值守、集中监控运行。南方电网公司也将启动建设一体化信息平台,五大发电集团为配合集团运作管理模式目前正重构其信息系统以建立新的管理与运营模式,把建立统一的信息平台作为信息化建设的重点。

  在智能电网框架下,电力监控系统被要求实现一体化、平台化。据了解,一体化一方面是指多系统的融合,解决不同监控系统信息孤岛的问题;另一方面是指监控系统与一次设备的联合操控、与二次设备的通信,实现系统的互动互补。而随着变电站“无人值守”的落实,电力系统监控逐渐网络化、平台化,通过此平台可实现整个市级电网以及省级电网的级联,实现统一化管理。

  除此以上几大需求点外,在Q/GDW Z202-2008等标准的指导下,各家电网应急指挥系统建设在提速。以电力生产应急指挥系统中将以电力生产应急指挥平台为核心,管理配网视频监控系统、变电站视频监控系统、移动单兵系统、统一通信系统、视频智能巡线系统等,并与已有的电网SCADA实时监控系统、供电设施、GPS/GIS人员装备实时定位系统、配网台区实时故障信息在线监测系统、指挥配网故障处置信息管理系统、备品备件及工器具管理系统等实现信息共享。

  3G无线技术及多样化需求

  在3G等无线传输技术渐进成熟后,一些偏远地区变电站的视频监控系统搭建,以及电力线路设施应急抢修,都会评估无线传输技术应用的可能。另外电力用户对安全的认识也逐渐在改变,逐渐对安防产品和技术出现多样化的特殊需求。如在无人管理时间段内,避免外人入侵工作区窃取变电站设备或破坏设备等,对于变电站工作人员穿戴安全帽和安全工作服的检测则充分体现了其行业属性。

  电力行业体制改革在进一步深入,电力企业对信息化的要求也在不断提高,在可预见的三至五年,电力信息化将主攻核心网络搭建、各相关专业业务系统以及集中性平台建设。高清化、智能化、集成化的安防系统或将集中火力助推智能电网建设提速。

(责任编辑:顾明)