摘要：采用新的檢測技術、網(wǎng)絡技術和SCADA軟件技術通過利用重大危險源現(xiàn)場的監(jiān)測監(jiān)控設備（如視頻設備和液位、溫度、濃度、壓力、流量等傳感設備）采集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)（包括壓力、濃度、溫度等）和視頻圖像，為安全生產(chǎn)相關部門提供實時數(shù)據(jù)、實時視頻和報警服務，便于對重大危險源企業(yè)的突發(fā)事故進行現(xiàn)場處置和綜合協(xié)調。

關鍵詞：城市加油站   視頻技術  SCADA系統(tǒng)  力控監(jiān)控組態(tài)軟件

0、前言
　　近幾年來在礦山開采、油氣儲輸、高壓電網(wǎng)傳送中不安全的事件時有發(fā)生，嚴重的威脅著人們的生命安全，而現(xiàn)階段對危險地點（包括油庫、鍋爐、化工生產(chǎn)場所、煤礦、爆炸物等）重大危險源企業(yè)、重大危險源和危險區(qū)域等場所的管理有地域性和時間性的限制，容易造成對現(xiàn)場情況估量不足、調度不及時、甚至出現(xiàn)現(xiàn)場調度混亂的局面。采用新的檢測技術、網(wǎng)絡技術和計算機技術通過利用重大危險源現(xiàn)場的監(jiān)測監(jiān)控設備（如視頻設備和液位、溫度、濃度、壓力、流量等傳感設備）采集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)（包括壓力、濃度、溫度等）和視頻圖像，為安全生產(chǎn)相關部門提供實時數(shù)據(jù)、實時視頻和報警服務，便于對重大危險源企業(yè)的突發(fā)事故進行現(xiàn)場處置和綜合協(xié)調，大大提高了政府和企業(yè)對安全生產(chǎn)事故的預防、預警、響應和應急救援水平。北京三維力控科技采用自主知識產(chǎn)權的SCADA軟件結合GIS系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、GPRS/CDMA無線傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)了重大危險源的實時監(jiān)控。
本文以力控SCADA軟件FoceControl6.1為例，簡述力控SCADA軟件結合先進的傳感技術、無線網(wǎng)絡技術、視頻技術實現(xiàn)了某沿海城市加油站進出車輛情況、收費情況、設備運行情況以及加油站工作情況進行實時監(jiān)視和記錄，保證了城市加油站的安全生產(chǎn)。
1、行業(yè)背景
1.1、現(xiàn)狀
　　加油站作為一級防火單位，是安全防范的重點部門。由于預防措施不到位或者人為原因造成的加油站事故屢見不鮮，往往給國家和人民的財產(chǎn)造成重大損失。因此，采取高科技手段，為加油站建立全方位二十四小時綜合監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為重要。同時，加油站地理位且分散，網(wǎng)點眾多，如何對這些網(wǎng)點實現(xiàn)現(xiàn)代化和信息化的管理，快速、便捷地掌握各網(wǎng)點的實時狀況，提高管理質量和效益，正成為一個日益突出的問題。
1.2、需求分析
　　結合以上實際需求，采用特別適合于分散監(jiān)控、集中管理、網(wǎng)絡傳輸?shù)木W(wǎng)絡視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)無疑是最合理的選擇。該系統(tǒng)不僅僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的音視頻監(jiān)控和記錄功能，對加油站進出車輛情況、收費情況、設備運行情況以及加油站工作情況進行實時監(jiān)視和記錄;還可以利用嵌入式網(wǎng)絡視頻設備的處理能力和透明通道技術實時采集處理加油站內部及周邊的動環(huán)數(shù)據(jù)并根據(jù)警情設定自動做出相應的應急動作，如打開消防裝置、聲光報警等。
2、系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

　　本監(jiān)控系統(tǒng)以基本測量儀表作為信息采集單元，經(jīng)過智能化處理，通過現(xiàn)場總線分散采集、集中顯示系統(tǒng)可實現(xiàn)對各加油站內各油庫油量、油的甲醇含量、溫度、濕度、油機、流量計、設備接地等經(jīng)營、安全數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和集中統(tǒng)一管理。力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl6.1負責對采集的信息進行分析，可通過油量的變化分析儲罐是否發(fā)生泄露，實時顯示并可打印加油站的相關數(shù)據(jù)、圖表等。通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)營管理中的問題，提高管理能力，降低運營成本。
3、方案設計
3.1、設計內容
　　◆ 加油站內各成品油庫的油量監(jiān)測；
　　◆ 實時監(jiān)測加油站內主要地方甲醇的含量，達到一定濃度時實時報警；
　　◆ 實時監(jiān)測各成品油庫的煙感、溫度、濕度、接地數(shù)據(jù)，保證油庫的安全；
　　◆ 通過CCTV系統(tǒng)監(jiān)控中心實時觀看油庫的現(xiàn)場情況；
　　◆ 管理軟件提供事件查詢、告警配置和查詢、環(huán)境參數(shù)瀏覽；
　　◆ 在監(jiān)控中心實時記錄以上各監(jiān)測數(shù)據(jù)，可對數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理；
　　◆ 并能通過聲光報警、電子郵件、手機短信、電話語音、表格打印、LED屏幕顯示等多種方式發(fā)出報警信息，及時告知維護管理責任人；
　　◆ 對歷史數(shù)據(jù)的自動分類整理；
3.2、設計原則
　　可擴展性—系統(tǒng)的設計上一方面要全面滿足當前環(huán)境下的需求及未來一段時間的應用需求，另一方面要能方便地進行功能擴展，可靈活增添刪減功能模塊。
可集成性—從技術發(fā)展角度和用戶需求來看，軟件結構本身應能與其它應用系統(tǒng)集成，做到信息共享和資源共享。
3.3、主要技術標準
　　GB8566-88《計算機軟件開發(fā)規(guī)范》
　　GB4890《電氣設備抗干擾特性》
　　GB12358-2006《GB 12358-2006 作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀 通用技術要求》
　　SH3063《石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范》
　　GB50156-2002《汽車加油加氣站設計和施工規(guī)范》
4、硬件設計
　　考慮到監(jiān)控對象的安全特性、監(jiān)控空間和功能需求，每個加油站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)設計為集中監(jiān)控報警系統(tǒng)，即多個區(qū)域系統(tǒng)與上位機聯(lián)網(wǎng)形成功能豐富的安全監(jiān)控預警系統(tǒng)。加油站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控預警主機、報警裝置、多屏監(jiān)控臺、數(shù)據(jù)服務器與網(wǎng)絡設備、傳感器和攝像機等組成。
　　1) 監(jiān)控預警主機
　　監(jiān)控預警主機設備進行前端實時信號采集(視頻的采集編碼以及各類開關量、模擬量的采集)兼有聯(lián)動報警功能，還將作為監(jiān)測預警模塊和業(yè)務管理軟件系統(tǒng)的運行平臺。
　　監(jiān)控預警主機通過MODBUS總線/RS485通信進行監(jiān)控數(shù)據(jù)處理，將各類數(shù)據(jù)和報警信息采集匯總，并在事故現(xiàn)場和報警點根據(jù)設定的監(jiān)測報警條件自動報警提示；
　　監(jiān)控預警主機通過Internet與上級主管單位的監(jiān)控中心通訊，將現(xiàn)場信號和事故報警信息上傳；
在各加油站監(jiān)控中心系統(tǒng)會自動彈出報警現(xiàn)場的視頻圖像，輔之以聲光報警，并同時進行事故現(xiàn)場錄像。
　　該監(jiān)控預警主機兼容視頻服務器NVS與數(shù)字硬盤錄像機DVR的功能，采用國際最領先的H.264(MPEG－4/part10)視頻壓縮技術，能同時實現(xiàn)1－32路視頻信號和音頻信號的同步壓縮，支持多路CD音質立體聲或單聲道話音輸入，支持音頻/語音輸出，支持音視頻同步。即插即看，用戶可以直接通過Internet實時觀看和收聽視頻服務器發(fā)送來的圖像和聲音。
　　根據(jù)網(wǎng)絡條件，可以配置分割器，提供從CIF到D1分辨率的網(wǎng)絡遠程瀏覽，圖像質量好，壓縮比極高，352×288(或352×240)分辨率，25(或30)幀/秒，還能夠將視頻輸出到模擬監(jiān)視器、電視墻、大屏幕，為網(wǎng)絡數(shù)字化視頻監(jiān)控提供完整解決方案。
　　2)報警裝置
　　按照設計的報警條件，當某個參數(shù)達到或超過預定的報警閾值時，以閃燈、燈光、警號等方式進行本地報警，為操作人員對報警現(xiàn)場及時作出應急措施提供依據(jù)；根據(jù)各級報警閾值，可將報警信號實時傳遞到上級監(jiān)控中心，實現(xiàn)分級報警。
　　3)多屏監(jiān)控臺
　　設計采用3屏聯(lián)立的方式為加油站監(jiān)控中心的管理人員提供界面友好、信息豐富的操作工位，分別顯示視頻監(jiān)控信息和現(xiàn)場參數(shù)數(shù)據(jù)等。
　　4)服務器與網(wǎng)絡設備
　　在加油站的安全監(jiān)控管理中心配置服務器，分別執(zhí)行數(shù)據(jù)采集/網(wǎng)絡發(fā)布/數(shù)據(jù)庫存儲等業(yè)務，監(jiān)控預警主機可以同時作為數(shù)據(jù)采集/網(wǎng)絡發(fā)布服務器。現(xiàn)場的監(jiān)測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)采集服務器，考慮到現(xiàn)場監(jiān)測的安全問題，可設計成數(shù)據(jù)單向傳遞，即服務器僅僅只接收現(xiàn)場實時運行數(shù)據(jù)及參數(shù)，而不會下達任何控制指令或運行參數(shù)，避免了由于誤操作、系統(tǒng)故障、網(wǎng)絡故障而影響監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。
　　5)傳感器
　　在加油站標配安裝的傳感器有液位、溫度、流量及可燃氣體等類型，具體數(shù)量和安裝位置由各類傳感器的探測距離、安裝要求和加油站空間等因素決定。按照國家有關危險場所探測儀器設備的標準要求，統(tǒng)一采用隔爆型或本安型傳感器，同時優(yōu)先采用數(shù)字式智能探測器。對于只有模擬量信號(4－20 MA)輸出的傳感器，需要通過智能防爆接線盒變換成數(shù)字信號再與Profibus/Rs485總線直接相連。本安型傳感器另配安全柵確保危險場所電路的本安特性，安裝在非本安電路側。在現(xiàn)場氣體容易泄露的地點，特別是油罐，加油機等處選擇合理（適合人體安裝、調試、維修）的位置固定探測器，從探測器內連接好3 顆線（+24V、24V 地、4~20 mA信號線）并引出后，全部穿鋼管，走電纜溝，引至控制室，接進報警控制器內的相應接線端子上，不同的信號線以不同顏色表示。報警控制器實時顯示氣體濃度，報警狀態(tài)。相應的接線全部接在接線端子上，控制器本身提供探測器工作電源，無需單獨配置其他電源。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在工控機上，通過監(jiān)測軟件，客戶可以對數(shù)據(jù)進行相應的管理、處理。整套報警系統(tǒng)采用一體化結構設計，性能優(yōu)良，信號傳輸可靠，結構緊湊，運輸、安裝、接線施工方便。
　　6) 攝像機
　　根據(jù)加油站現(xiàn)場條件，設置室內和室外視頻監(jiān)視設備，攝像機可選用固定角度及云臺式視野可控型，另外室內攝像機具備良好的微光/無光條件下攝像功能，可保障在加油站特殊工況條件下的安全運行。
5、系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)
　　軟件采用北京三維力控科技自主開發(fā)并有自主知識產(chǎn)權的監(jiān)控組態(tài)軟ForceControl6.1，軟件面向角色和工作流程的縱橫權限管理，不同級別的用戶分別訪問不同的頁面。分為加油站現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控中心兩個部分。

5.1加油站現(xiàn)場監(jiān)控
　　1)視頻監(jiān)控：對進出各加油站的車輛情況、各加油站財務室的收費情況、各加油站業(yè)務室的員工工作情況、進出各加油站商店等場所的流動人員狀況進行實時監(jiān)控。

　　2)實時監(jiān)測儲罐狀態(tài)：液位高度、界位高度、單點溫度、平均溫度、被測介質密度，分區(qū)管理和顯示儲罐狀態(tài)。

　　3)報警設置、顯示與查詢：對各類監(jiān)控參數(shù)分別設置不同的預警閾值和報警閾值，并可對各報警事件采用最新報警在最上面顯示的方式進行顯示與查詢。高、低液位預報警與報警、水位超高預報及報警、溫度超限報警。

　　4)歷史數(shù)據(jù)查詢與管理：可以曲線的形式顯示各監(jiān)測參數(shù)隨時間的變化曲線，同時對最大值、最小值及平均值等進行顯示。實時計算和顯示油庫油品存量，用棒圖和數(shù)據(jù)表顯示所有油品的即時存量和空容量、體積、質量。在無進出油品的狀態(tài)下，可判斷油罐有無泄漏。
　　5)數(shù)據(jù)綜合報表與顯示：可對實時監(jiān)測參數(shù)和歷史監(jiān)測參數(shù)等以數(shù)據(jù)報表的形式查詢與顯示。

　　6)軟件系統(tǒng)操作權限管理：用戶注冊、修改、刪除、口令修改、操作權限管理。

　　7)緊急事件報警：當發(fā)生事故或搶劫等緊急事件時，按下緊急報警設備發(fā)出報警，同時通過網(wǎng)絡把報警信號傳到遠程監(jiān)控中心或“110”接警中心(在聯(lián)網(wǎng)的情況下)。
5.2遠程監(jiān)控中心
　　利用用力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl6.1 的Web Server組件，前端加油站的數(shù)據(jù)一方面可以利用本地局域網(wǎng)絡(LAN)在加油站監(jiān)控中心進行本地的監(jiān)控和分布式數(shù)據(jù)存儲。另一方面可以通過城域網(wǎng)或者石油系統(tǒng)專網(wǎng)(WAN)接入各區(qū)域分公司的監(jiān)控中心，在區(qū)域分公司的監(jiān)控中心完成綜合監(jiān)控、管理和集中式數(shù)據(jù)存儲功能，在區(qū)域分公司監(jiān)控中心無須再設立存儲設備，直接利用軟件系統(tǒng)的WEB功能遠程的領導用戶或管理用戶無須安裝任何客戶端，直接利用lE瀏覽器訪問該WEB服務器即可迅速了解加油站的實時情況，完成對整個系統(tǒng)的巡視和管理性。
6．小結
　　以力控SCADA軟件FoceControl6.1為系統(tǒng)平臺的城市加油站監(jiān)控系統(tǒng)結合先進的傳感技術、無線網(wǎng)絡技術、視頻技術實現(xiàn)了加油站進出車輛情況、收費情況、設備運行情況以及加油站工作情況進行實時監(jiān)視和記錄，保證了城市加油站的安全生產(chǎn)。