监控系统设计方案范文

导语：如何才能写好一篇监控系统设计方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词] 监狱 监控系统 设计

一、总体概述

“多媒体、数字化、智能化、全方位”是监狱系统实现“向科技要警力”的途径，周界监控报警系统通过对监狱四周围墙、监舍等重点区域进行严密的监控，不仅能在第一时间对越狱等事件作出快速反应，还能提供事件发生前后一定时间内的查证资料；同时为监狱的管理工作提供更有效的管理手段，大大减轻监管人员的压力，提高管理的效率和质量。

二、需求分析

因某监狱监墙呈现多边形，多处是以监舍代替监墙，监狱内各种建筑物多，存在多处相互不能观察，而且犯人在监区内活动地点多，防范非常困难，根据某监狱和执勤武警部队的建设需求，在监狱四周通过安装周界报警系统，增强执勤武警和执法民警对犯人逃跑时提前预警的反应能力，防止犯人通过各种方式从监区逃跑。

三、技术分析

1、入侵检测模式

ioimage自动入侵检测模块，可以自动检测出视频画面中的运动行为特征。入侵检测既可以在固定摄像机上使用，也可在PTZ摄像机上使用（支持在PTZ摄像机的各个预置位上进行自动巡视入侵检测）。

入侵检测支持三种检测模式：运动行为模式、绊网穿越模式和围栏入侵模式，绊网穿越模式基于绊线进行检测，围栏入侵模式则是专门对攀越或穿越围栏周界而提供的检测模式。

运动行为模式：当有人或交通工具侵入监控防区时自动发出报警。

入侵检测可以设定多个任意形状防区，多个防区位置可以重叠，互不影响。针对每一个防区，还可以指定该防区入侵者的类型（人和交通工具）、尺寸大小、入侵速度、最短入侵时间和运动方向等参数，各防区内各类型的参数可以独立设定，互不影响。防区设定后，只有符合指定特征的入侵行为才会报警。而且对不符合条件的入侵将会被忽略。利用以上功能，可以在同一场景中检测不同特征的运动目标。例如，挡在某一场景中检测逆行车辆的时候，还可以同时检测该场景中不在人行道上行走的人。

ioimage入侵检测模块侧重于检测人和交通工具，针对入侵者不同的尺寸大小和运动特征进行检测，发出报警信号并提供即时的视频确认机制，有效减少了由于误报引起的不必要的警卫行动。

与被动红外传感器（PIR）、地面震动传感器等传统直线（或点式）传感器相比，ioimage的入侵检测模块具有大范围的入侵检测能力，可以提供更大的检测范围、更高的检测率（POD）和更低的误报率（FAR）。

2、绊网穿越模式：当人或交通工具穿越绊网时自动发出报警。

绊网穿越模式允许用户设定一条或多条任意形状的绊线，针对每一条绊线还可以指定穿越绊线的非法方向（两个单向或者双向）。当以绊网穿越模式进行检测时，在绊线平行方向运动的目标将被忽略，仅当目标穿越绊线时发出报警。

这种检测模式适用于某些特定场合入侵检测，例如攀越围墙、穿越安全检查点、穿越安全周界等。

围栏入侵模式：专为检测攀越（或穿越）周界和围栏等行为所提供的快速配置模式。

围栏入侵模式允许用户设定一道或多道任意形状的虚拟围栏，每一道虚拟围栏长度、高度和厚度可以独立设置，此外还可以指定攀越（或穿越）某个虚拟围栏的非法方向（两个单向或者多向）。当入侵者在非法方向上攀越（或穿越）围栏时将自动触发报警。

这种检测模式非常适合用于各种周界围栏入侵防范，例如监狱（防止逃出）、监区（防止任意方向穿越）等应用场合。

ioimage自主自动PTZ智能跟踪模块，可以使摄像机对自身的云台和变焦镜头进行自主PTZ驱动，并自动控制PTZ摄像机的进行云台全方位旋转和镜头缩放，针对被锁定的运动目标进行视觉导向的自动跟踪，以确保跟踪目标持续以放大特写画面出现在镜头中央，这样警卫人员可以更清晰的看到信息，同时还可以用于事后取证。自动PTZ跟踪模块弥补了固定摄像机监控事业狭窄的缺点，是完善的安全监控系统所必备的功能。

自主自动PTZ智能跟踪模块支持手工锁定、自动锁定和接力锁定三种目标锁定模式：手工锁定模式：通过监控软件手工锁定运动目标；对于某一个PTZ摄像机，当其停留在某个预置位上时，用户可以通过监控软件来手动锁定某个运动目标（例如通过鼠标点击来锁定目标），来触发PTZ摄像机进行自主自动的PTZ跟踪。

自动锁定模式：在各个预置位之间进行巡视，当检测到入侵时自动锁定运动目标；一个独立的PTZ摄像机，在其设定的各个预置位上都具有独立的入侵检测和触发自动跟踪的能力，因此可以用于对广阔的区域进行监控。当自动巡视的PTZ摄像机检测到一个入侵者的时候，摄像机可以自动锁定入侵者并触发跟踪。跟踪触发后PTZ摄像机会自动拉近镜头，以确保入侵者在运动过程中始终以放大特写画面的方式出现在镜头中央。

3、接力锁定模式：当某个摄像机检测到入侵者后，通知其它PTZ摄像机来锁定运动目标。对于某一个用于跟踪PTZ摄像机，可以将其设定为与某个固定摄像机（PTZ摄像机）相关联。这样当被关联的固定摄像机检测到入侵（或被关联的PTZ摄像机在某个预置位位上检测到入侵）时，将自动通知关联的PTZ摄像机跳转到关联预置位，并触发自主自动PTZ跟踪。

这种PTZ同步接力特性，不仅仅是提供了让PTZ摄像机自动跳转到关联预置位的能力，而且还将固定摄像机场景中某个特定运动目标从众多的目标中识别出来，并将它的位置坐标告知负责跟踪的PTZ摄像机。因此，在进行自主自动PTZ跟踪时，既不需要通过预先设置预置来定位目标，也不需要其它任何辅助摄像机或辅助传感器来参与检测跟踪。

传统监控中经常遇到侵入者跑出固定摄像机的监视画面的问题，而自动PTZ跟踪很好地解决了这个问题。而且当报警触发时，不再需要警卫人员通过手工来操纵PTZ控制键盘来寻找入侵者，PTZ摄像机在接收到报警事件时会自动锁定目标并触发自主跟踪，同时自动回传即时视频画面。这样，安全警卫人员可以从容做出决策，而不会像以往一样只根据检测到入侵的第一个场景做出盲目行动。

四、ioimage智能周界监控报警系统设计方案

1、监控场景：核心区

核心区内设一段距离（约3―5米不等）的缓冲区，缓冲区内不允许有人进入；当有人进入缓冲区时，要求系统可以立即报警，并能对其进行跟踪。

1）监控的目的区域为从围墙内沿起，往内3―5米得区域。因此，要求监控摄像机最窄处得视野范围不应小于5米（小于5米的视野区为监控盲区，需要有其它摄像机来补充监控）

2）由于围墙高5―7米，为保证摄像机本身的安全性以及监控的距离，应该将摄像机安装在5米以上；

3）为确保坚实的可靠性，摄像机任何时刻都应该能监视到监控区域内目标的完整影像，因此摄像机监视最远距离处得高度不应低于2米；

4）为确保自动监控的可靠性，最远目标在屏幕上的高度不应小于屏幕的1/10；

2、监控场景：重点区

部分监墙长超过100米，四周由5―7米高的围墙保护，围墙四周设有站岗亭。围墙内沿往内设一段距离（约3―5米不等）的缓冲区，缓冲区内不允许有人进入；当有人进入缓冲区时，要求系统可以立即报警，并能对闯入者进行跟踪。

1）监控的目的区域为从围墙内沿起往内3―5米得区域。因此，要求监控摄像机最窄处得视野范围不应小于5米（小于5米得视野区为监控盲区，需要由其他摄像机来补充监控）

2）为确保监视的可靠性，摄像机任何时刻都应该能监视到监控区域内目标的完整影像，因此摄像机监视最远距离处得高度不应低于7米；

3）为了实现长距离的无缝监视，前一台摄像机必须能够覆盖到后一台摄像机的监视盲区；

3、监控场景：全周界

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我国正处在一个高速发展的历史时期， 教育兴国是我国的一项基本国策，全社会都对教育事业投入了极大关注和巨大的人力、物力，教育由原来的学分教育、知识教育向素质教育转变。这些都对教学工作提出了更高的要求，学校等教育业者采取了很多措施改进教学手段，其中，新兴电教设备的采用（如校园网）成为一个必不可少的部分。

虽然许多学校都建成了自己的校园网，但其利用潜力远未开发。校园网只用来做计算机课程的教具，而网络的根本特性如传播、存储、共享等功能还未能充分运用。 针对学校的要求以及校园的实际生活，设计可以通过网络监控实施监看考场情况，杜绝考场舞弊现象的发生；对重要场所、重要通道监控录像，杜绝校园不文明现象的蔓延，给学校一个纯净的发展空间，提供一个良好的学术氛围。

系统建设依据和目的

实现电子监考，杜绝考场舞弊现象

对校园重点区域实现实时监控

可以通过监控了解上课情况

让远程教育、远程管理成为现实

以最简单的方式提供高速图像传送

让校园保安管理更具效益

设计原则及技术标准

1. 设计原则

根据学校的现场实际情况， 对整个网络视频监控系统进行全面规划，总体设计以高新技术为主，本着“力求保证系统先进、实用、安全、可靠、经济、易扩展、易维护和高性价比”的原则。

先进性：充分考虑电子信息技术的突飞猛进发展趋势，采用国内外成熟的技术，起点要高，在技术上具有一定的超前性，保证智能网络监控系统建成为先进的网络化，智能化程度高；防范严密的综合安全防范系统；

实时性：以实用为主，在工程设计和实现的过程中，始终要把使用单位的实际需求放在首位，做到灵活、好用。充分分析视频监控系统的需求及学校环境情况，采用优质设备，满足安防要求，保证操作方便耐久实用；

可扩展性：系统可集中管理、监控，分散控制，总体结构具有较强兼容性和可扩展性，既便于系统的充实、完善、改进和提高，又便于设备的更新、换代；

经济性：系统优化设计，子系统具有标准化、模块化，在实现先进性和保证可靠性的前提下，达到较优的性能价格比。

2. 技术标准

(JGT1)《电视系统工程设计规范》 (GBJ115 -87)

《工业电视系统工程设计规范》 GA/T75-94

《安全防范工程程序和要求》 GA/74-94

《安全防范系统通用图形符号》 BG50198-94

《民用闭路电视系统工程技术规范》 (100BASE-T)

《计算机网络规范》

设计方案

1. 系统概述

本系统由前端监控系统、监控传输系统、安保监控中心系统三部分构成。各系统描述如下图。

（1）前端监控系统

监控系统主要对园区内的主要出入口、主干道、重要活动场所、单体楼周围等进行监控。

一般性原则下：园区的主要出入口、主干道和重要的活动场所的摄像机直接连接至安保控制中心，由安保控制中心集中管理，同时，摄像头摄取来的视频信号可在电视墙上进行切换、轮循、调看，并可在任意监视器上调用任意一台摄像机图像； 单体楼附近的摄像机直接连接至单体楼内值班室的硬盘录像机， 值班人员可以掌握单体楼室内外的情况。监控系统的画面显示应能任意编程、自动或手动切换，在画面上应有摄像机的编号，摄像机的部位地址和时间、日期等；采用数字式硬盘机对监控画面进行连续不间断录像， 必须保持至少7天或以上的录像记录， 并可以随时调出记录内任何时间的录像进行察看数字录像机应能对所有摄像机的图像进行同时录制； 录相和回放的图像分辨率应能达到352*288（PAL）或以上的分辩率。

（2）安保中心监控系统

1800亩室外监控系统的主机房选择在后勤楼，在后勤楼未建成之前，大学生活动中心作为临时的安保控制中心。安保控制中心与分中心以及各单体楼硬盘录像机之间的连接采用计算机网络，计算机网络应为安防系统专网。安保中心可通过计算机网络远程调用单体楼硬盘录像机上室外摄像机的图像，可以在安保中心的电视墙上进行轮循和切换。

2. 前端监控系统结构设计及说明

（1）前端监控系统概述

前端监控系统的任务是能够在任意时间内全方位、无盲区的收集传输图像、语音信息，在图像画面上应有摄像机的编号，摄像机的部位地址和时间、日期；可以存储下所有摄像机图像7天的历史数据录像资料，要求存储下来的数据能达到 352*288（PAL）或以上的分辩率效果，并可以随时调出记录内任何时间的录像进行察看；监控系统的画面应能任意排列组合，画面切换时能做到自动或手动两种；视频信号可在电视墙上进行切换、轮循调看，并可在任意监视器上调用任意一台摄像机图像。

（2）前端监控系统设计说明

摄像机：安装网络视频监控系统一方面是为了保证整个学校的安全， 另一方面是夜间防盗，而摄像机又是视频监控系统的眼睛，所选用的摄像机具有夜间监视功能，在本项目中安装目前最稳定/性价比最好的红外一体化带夜视功能的摄像机，外形设计美观大方， （能够实现夜间监视）能够实现全方位/全天候/全实时的监控，来保证整个校园的安全；

监控主机：监控主机是整套系统的核心设备，本项目中选用性能稳定/运行可靠/技术先进的设备，保证了系统的高实时性、可靠性和稳定性。前端监控系统将配置视频采集装置、报警装置、矩阵设备等；视频采集装置是安装在前端现场的摄像机，可带控制云台，允许监控中心通过网络远程控制摄像机；报警装置是布置在现场的各种报警传感及声光电报警装置， 支持人为或自动触发报警信号。本方案的前端视频服务设备建议采用 MPEG4 数字硬盘录像机。 考虑到目前每个前端装备多路视频采集设备， 每个监控前端可以配置一台MPEG4数字硬盘录像机（输入路数可选，4―36 路） 。

3. 功能特点

（1）显示

实时显示：提供1/4/9/16 及自定义画面等多画面轮视功能；

OSD功能：可在视频图像上叠加时间显示，显示格式如“XXXX 年XX 月XX 日星期X”等多种格式；

LOGO功能：可在视频图像上任意位置叠加透明或非透明 LOGO 图标，可做画面遮挡功能。

字符串叠加： 可以在预览画面上输入各种字符， 来显示各种信息。

（2）录像

录像模式：连续录像、报警联动录像、动态检测录像，各种普通录像与报警录像均可实现快速检索；

压缩码率：可支持固定码流及 MPEG-4 变码流压缩方式，压缩码率可根据现场状态自动调节，保证画面清晰度，杜绝马赛克现象；

图像分辩率：可以支持CIF，H-D1，D1等几处录像格式；

音视频同步：音视频信号实现精准同步压缩，确保音视频同步。

（3）回放

多路回放：支持1－9 路回放；

回放功能：加速、减速，暂停，单帧，全屏播放；

精确回放： 采用拖动式数据播放定位指针， 时间定位可精确到秒；

其他：截图，截片断，提供导出文件功能。

（4）报警功能

移动侦测报警：当画面发现有移动物体时， 可触发移动侦测报警，触发录像通道录像；

联动报警功能：8 路报警输入/4 路报警输出，报警输入可设置为常开型/常闭型，报警设备可以是烟感探测器、温感探测器、红外探测器等，报警时可联动录像/声音警告；

无视频信号报警：当视频丢失时，可引发相应的报警功能。

（5）设备控制

云镜控制：支持大部的云台，快球控制；

数字矩阵：支持矩阵的切换控制以及上电视墙功能。

（6）数据存储

文件存储：循环存储，自动覆盖，磁盘满自动覆盖。

（7）网络

远程数据存储：可以将录像资料直接存储到网络分控端；

远程控制：支持远程云镜和控制图像的调节参数，如亮度、对比度等以及双码流功能；

电视墙功能：支持通过硬解压卡功能来实现上墙功能；

切换功能：支持在 VGA 或在电视墙上图像的轮流切换功能；

网络报警：支持报警上传图像，电子地图等功能。

4. 传输系统

（1）传输系统概述

对华东师大的这种规模大、集成度高的校园网络，我们建议采用Client/Server 结构模式，即将网络结构建立在各类信息分布处理和集中管理相结合的方式上；由于将数据处理工作放在各客户机(Client)独立处理，减轻了服务器（Server）的负担，设备的性能可得到了良好的应用，而且资源信息可以分布共享、集中管理，使得系统的可靠性、开放性不单单依赖服务器，互补性很强。这种结构灵活性好，速度快，可靠性高，是当今流行的网络系统方案。

（2）传输系统设计说明

为了保证网络的总体性能， 应尽量在工程上采用目前比较成熟的技术，以保证从一开始网络就处于良好的状态之中；目前局域网中比较成熟的技术有FDDI、Ethernet、Fast Ethernet、Token Ring。在设计网络时同时也应密切注视着网络技术发展的热点，为了保护投资，应尽量采用有着广阔发展前景的网络技术；目前在网络界研究机构和厂商非常关注的技术是 ATM 和千兆以太网技术。

在这里拟采用千兆以太网技术作为中心局域网的主干， 用百兆交换到桌面，这种技术是 IT 行业的主流技术， 有着非常广阔的发展前景，可以使校园网络在未来较长的一段时间内不会被淘汰。

我们知道， 局域网中的中心交换机应支持足够多的各种不同类型的端口，以满足网络扩充的需要；同时中心交换机应具有足够的总线带宽和数据处理能力，以满足整个大楼的数据流交换需求。网络的管理者可以根据需要在交换机的端口按应用或部门划分虚拟局域网（VLAN） 。在设计中由一台 Catalyst 4003 交换机作为网络中心交换机。 Catalyst 4003交换机提供先进的企业配线间交换， 它拥有24Gbps的10/100/1000Mbps 以太网交换带宽体系，带有3 个模块化插槽，支持VLAN 最大数达到1024个。

5. 安保中心监控系统结构设计说明

（1）安保中心监控系统概述

监控中心要能够适时、 准确、 清晰地接收前端传输到中心的图像、语音、报警等信息，同时进行上述信息的图像抓拍和资料存储，能够实现前端报警优先推出图像，中心自动轮切监控，能在中心的电视墙上进行屏幕切换及自动切换，中心能及时准确的对前端进行控制，中心要留有较大的扩充空间。

（2）监控中心系统主机介绍

监控中心系统是整个网络视频监控的核心模块， 它对下可以连接前端各种数字录像机并接入前端视频画面、 接收并转发前端的各种报警信号、转发监控终端对前端的控制指令，对上可以接收轮流终端及电视墙或监控终端的视频调度命令、转发视频至相应终端、按监控终端的指令对相关视频进行实时录像。

本系统设计报警计算机终端，内嵌有可实现硬件解压的压缩卡，以及电视墙大屏幕等主要设备。

主要包括以下功能：

支持前端视频信号转换及监控画面轮切，可设置多种轮切策略；

电子地图支持， 可在中心大屏幕上显示电子地图及报警点位置和详细资料；

双向语音对讲，监听前端声音或对前端下达语音指令；

远程控制功能，通过监控终端在监控中心即可对前端进行云台控制、设置各种报警等；

系统管理可按级别、管理范围和管理级别设置用户，并分配权限；

用户进入系统必须经过安全认证， 且只能对管辖范围内的对象进行操作；所有操作通过系统日志记载；

可自定义画面的监视通道分布点；

支持硬解压卡的电视墙功能， 可以通过手动或自动轮流的进行屏幕切换；

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关键词：KJ218N；井下；扇变频；数据

中图分类号：TB535 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0159-02

1 设计依据

1.1 工程设计立足点

局扇为轴流对旋机，电机功率55 kW/660 V；贵矿至少一台局扇已经配备QJT-200/660型局扇变频开关箱；井下监控点之间的线路拓扑灵活可变，可根据用户需要使用电缆或光缆；监控系统同时可对井下变电所进行实时监测；地面的调度室设立远程监控站，实现远程监控；地面监控站显示局扇监控点和井下变电所的运行状态、运行参数、环境条件和故障信息；可以与矿工业以太网联网，实现数据远传及共享。

1.2 与基于PLC设计方案相比的优越性

①该局扇远程监控系统是作为KJ218N型矿井安全监控系统的一个功能模块开发，具有可靠的稳定性及实用性。

②可操作性。该局扇远程监控系统已经整合在KJ218N型煤矿安全监控系统中，用户只需要了解KJ218N型监控系统的操作即可熟练操作本局扇远程监控系统，地面监控站无需安装工程组态软件。

③该局扇远程监控系统连接方式灵活多样，井下环境较好的地方可以通过光缆连接，对于相对复杂的巷道内部可以通过电缆连接，维护方便，而基于PLC设计的远程监控系统地面主机和远程监控箱之间只能通过光缆传输，在井下恶劣环境维护有困难。

④该局扇远程监控系统通过KJ218-F型监控分站来取代远程监控箱来实现和变频开关箱的通信，同时监控分站的16个输入口还可以为监控系统接入各种传感器，大大提高了设备的利用率。与远程监控箱相比，KJ218-F型监控分站体积小，重量轻，具有极高的性价比。

⑤风电瓦斯闭锁功能可以由KJ218-F型监控分站来完成。

2 使用环境

使用环境如下：海拔高度低于3 000 m；周围介质温度在 -5 ℃～+40 ℃ 之间；相对湿度在+20 ℃时，低于95%；地震烈度小于8度；有甲烷和煤尘爆炸危险的环境；在无强烈颠簸振动及垂直倾斜度不大于15 ℃的地方；在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸汽环境中；在有防雨雪（滴水）设备及不经常充满水蒸汽的环境中；污染等级：3级；安装类别：Ⅱ类。

3 功能简介

系统可在地面监控站对每个局扇布置点实现下述功能：局扇变频开关箱实现远程启动、停止，从而控制局扇主机和备机的运行；局扇变频开关箱的运行参数和整定值进行远程设置；局扇变频开关箱运行数据、故障信息实现远程采集；图形化显示每个局扇布置点的运行工况；实时显示和记录现场的运行参数、运行数据和监测数据（瓦斯、风量等），并提供历史数据的查询；实时显示现场的报警信息，并提供报警历史信息的查询；通过以太网交换机可以接入矿工业以太网络，实现数据共享；通过以太网/CAN总线级联方式，增加监控点只需要增加通讯光缆/电缆和一个远程监控分站及其电源即可方便地实现系统扩展；系统功能框图如图1所示。

4 系统配置

整个监控系统由一个地面监控站和分布于各个局扇配电峒室或井下变电所的监控分站及传输接口组成，采用以太网光纤LAN和CAN总线混合连接方式，且各监控站之间的级联不需要使用以太网交换机，与基于PLC的监控箱相比性价比极高，系统配置如图2所示。

每个局扇配电峒室设一个监控分站，它与局扇主机的1#变频开关箱通过RS485总线相互连接进行数据交换，实现监测监控；本系统所用监控分站就可以完成各种传感器数据的采集（每台最大16路），无需使用变频开关箱进行数据采集。

数据光纤采用4芯单模铠装光缆，两备两用，最大通讯距离40 km。

地面监控站设立两个监控主机，装有完全一致的KJ218N型系统监控软件，除具有井下远程局扇的监控功能外，还可以对井下环境参数和设备的开停信息进行监测和记录。

如图2所示，打印机连接工控机监控站。

5 结 语

在煤矿的安全生产中，安全监测是作业安全及人员安全的重要保障措施。根据矿井的环境、通讯条件，合理的选用安全监测人员定位系统，对于提高作业安全性，保证人员安全具有重要意义。本文就人员定位系统应用于煤矿安全生产中的重要意义为切入点，对安全生产中应用的四种定位技术做一下细致的应用分析，并结合实际情况谈一谈人员定位系统在数字化矿井中的具体应用，以期对今后的生产施工提供有利思考。

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关键词：电力调度；监控系统；系统安全防护；电力运行系统；电力数据 文献标识码：A

中图分类号：TP277 文章编号：1009-2374（2015）29-0011-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.006

电力与每个人、每个部门、每个企业的生存与发展都息息相关，是生活中最重要的能源之一。而电力调度作为供电的重要环节，对供电的可靠性与安全性有着直接的影响。本文将对电力调度监控系统的设计方案进行研究，首先介绍监控系统的设计要求，接着对设计构架以及安全体系、系统配置进行研究，并对电力调度监控系统进行总结，下面就是电力调度监控系统的方案

设计。

1 电力调度监控系统设计要求

伴随着社会的快速发展与信息化的不断发展，对电网进行扩大已经成为一个必然趋势，这也就对电网的全面综合管理提出了更高的要求，传统的综合管理模式已经无法满足时代的发展，因此国网公司应当依据实际发展情况对电网综合管理进行长远计划。在对综合网络管理系统进行规划设计前，首先应当对该系统的设计要求进行分析，基本确认在该系统投入运行之后需要拥有哪些功能，比如在进行计划时应当对网络覆盖程度进行预设，防止出现信息孤岛。而对电力系统实现综合网络管理其目的是为了实现对电网进行全面的监控并且对通信设备进行统一有效的管理，综合网络管理系统设计要求如下：（1）数据对电网的正常可靠运行十分重要，因此电力调度监控系统必须能够令电力网中的数据被完整地传输、交换，信息得到有效的传递，同时网络资源与设备也应当被统一全面且完整地进行记录与管理；（2）电力调度监控系统对电网运行有着较为重要的意义，该系统应当令通讯网络中的数据传输、交换以及信息传递等网络资源与设备能够得到较为有序的管理与记录；（3）电力调度监控系统对硬件也有着较高的要求，为了网络管理系统的良好正常运行，要求电力通讯网络中站点机房应当配有全套的动力设备，方便对系统进行及时、准确的监控与管理；（4）该系统不仅需要满足通讯网络的全面需求，同时也应当能够满足各个层次的工作需求，并对其进行管理以及监控。

在对电力调度监控系统的基本要求进行分析时，相关设计人员应当较为清楚地明确该系统所应当具备的基本功能；另外，还应当考虑在实施该方案所应具备的各类条件，比如技术条件、经济条件等。在准备这些条件时，并不严格要求一定要完美，而是应当根据相应的要求选择合适的监控系统条件，并且将设计控制在合理的范围内，以保障经济性。

2 电力调度监控系统网络构架

上文已经对综合网络管理系统的设计要求进行了简单阐述，此处将对电力调度监控系统的网络构架进行分析。对于电力调度监控系统来说，其可靠性十分重要，同时该系统也应当满足稳定性、实时性、开放性的要求。为了保证监控系统的可靠性，可以利用双网、双服务器主备冗余设计，对系统中的前置服务器、历史服务器以及实时服务器则应当使用双倍冗余设计，一旦在系统出现故障时，该系统能够及时自动地进行切换，保证系统能够正常稳定运行。同时双服务器的工作模式是负载分担的工作模式，而不是整租备用、整租切换的工作模式，使用这样功能的系统能够在很大程度上提升系统的处理效率，同时也提升了数据的准确性，在一定程度上降低了工作误差，有利于保证电网可靠运行。

3 调度监控系统硬件配置

通常情况下，电力调度监控系统的硬件系统包括前置服务器、历史服务器、实时服务器、磁盘阵列、调度工作站以及维护工作站等，接下来将对系统中的前置服务器以及实时服务器进行介绍。

3.1 前置服务器

此设备的主要作用是将其接受到的数据进行预处理，对上传的报文按照规定进行转化，所谓的转化就是将收到的原始报文转译为变电站遥测以及遥信数据的原始值，同时将这些翻译过的数据传送至实时服务器。如果想将这些工作顺利地进行，就必须对硬件提出更高的要求，比如要求计算机对于实时通讯的处理速度应当达到规定标准，与此同时计算机的性能也必须应当能够满足工作需求，对数据的处理速度、处理质量要达到

标准。

3.2 实时服务器

该设备调度监控系统的数据处理中心部分，其主要作用是记录并存储实时状态数据，前置服务器将数据传送给实时服务器，实时服务器对这些数据进行处理，通过这些数据可以获取变电站遥测、遥信数据的实际值，在固定的时间以及周期将这些数据存入库中，与此同时还要向其他的应用模块或者是系统传送真实可靠的实时数据，对实时服务器的硬件也有一定的要求，最主要的是应当具备较强的计算能力，若想提升调度监控系统的服务质量，就要求计算机的CPU以及内存具备较好的性能，以满足系统的容量扩展。

4 电力调度监控系统安全防护

若想提升电力调度监控系统的安全性，就应当结合实际情况以及整体的设计方案对系统的安全管理进行设计，对监控系统安全性的要求包括应当能够有效地预防或者是抵制入侵病毒在系统中的扩散，使系统在遭到病毒入侵后能够快速的恢复，一般可以采用混合平台设计来提升电力调度监控系统的安全性。另外，依据国家对电力二次系统安全防护体系的要求，在提升监控系统安全防护等级时，应当针对不同地区的系统进行相应的安全分区设计，比如设置防火墙、杀毒软件等，努力构建一个安全系数高的电力调度监控系统。

5 事项功能

该模块在监控系统中的主要作用在于事项收集以及分发，同时产生事项缓存文件工作。该模块应当能够在保护信号发出警告时，在监控人员监控界面上也出现相应的反应，其作用是收集电网产生的实时事项并传送至相关监控工作人员，收集控制系统产生的实时事项传送至相关监控人员。

6 结语

不论是在生活还是生产活动中，电力都占据着极其重要的地位，在现代社会人类对于电能的依赖性也在日益上升，短暂的断电就会对用户造成极大的损失，所以电网能够安全可靠运行具有重要意义，电力企业应当结合实际发展情况，设计出一套技术性、可靠性强的电力调度监控系统。本文对当下我国的电力调度监控系统进行了简述，从多个方面进行考虑，叙述了电力调度监控系统的设计与开发。近几年智能电网这一概念被越来越多的人所提及，这也必然会成为未来电网发展的趋势，而智能电网强调信息的共享与交流，又具备超强的系统组合能力，一旦建成智能化的系统，不仅能够整合各个区域的信息，还能够实现大范围的智能调度，提升电网运行的安全性与可靠性，这些可靠的数据也更有利于正确决策与智能调度，为电网的扩大与发展提供

保障。

参考文献

[1] 张聚明.电力通信网综合网络管理系统解决方案[J].电力系统通信，2003，（6）.

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现场RTU安装在电信机房，负责现场数据的采集、传输和监控中心控制命令的执行。它由主控制器、以太网模块、手机模块、市电检测仪、普通空调控制器、UPS检测模块、门禁控制器、漏水定位控制器、温湿度传感器等功能模块构成。结构如图2所示。主控制器采用Samsung公司的S3C2440A芯片。S3C2440A采用ARM920T内核、五级流水线及哈佛体系结构。市电检测仪选择CD194E-2S4，该产品集电流表、电压表、功率表、功率因数表、电度表为一体的综合电量监测仪表，具有RS-485通讯接口，支持标准Modbus协议。普通空调控制器选择广州派谷电子公司生产的485远程空调控制器，型号为RACC-485P，能够很好的实现远程监控和控制。UPS检测模块选择ADU1000，它实现对电池组中单体电压、电流、温度、总电压等参数的数据采集，实时掌握电池组的工作状态，保证了电池组的安全运行。门禁控制器选择VN201门禁控制器，此门禁控制器具有RS-485接口和网络接口。漏水定位控制器选择LDS3000，它具有漏水定位、维护(灰尘)定位、断线检测等专有漏水检测功能，具有RS-485接口，支持标准Modbus协议

2通信协议设计

监控系统离不开数据交互，通信协议可保证数据交互的顺利进行，通信协议帧格式如表1所示。帧头标识：长为4字节，固定为0xA5A5A5A5和0x5A5A5A5A。前者表示数据由监控中心流向现场RTU；后者表示数据由现场RTU流向监控中心。协议版本：长为2个字节，高字节为主版本号，低字节为副版本号。帧长度：长为2个字节，帧长度包括功能码至帧校验所占字节的长度和，其值应小于1000，16进制表示，高字节在前，低字节在后。功能码：长为1个字节，对本条帧进行一个简单分类，如，0x01：智能设备。控制器ID：长为2个字节，即现场RTU的ID，高字节在前，低字节在后。智能设备标识：长为1个字节，标示现场RTU上智能设备的类型。智能设备ID：长为1个字节，唯一标示现场RTU上的一个智能设备。载荷数据：长为N个字节，其中N>=0，载荷数据随着功能码和智能设备标识变化而变化。帧校验：长为2个字节，采用CRC校验[5]。

3结束语

篇6

【关键词】高层建筑；暖空调系统；系统设计

经济的不断发展，人们对建筑的需求量日益增多，高层建筑成为了人们建筑的主要选择。这种高层建筑能够有效节省土地资源，增加土地的资源利用率，减少对能源的消耗。我国建筑与地产行业，逐渐将高层建筑的建设当作工作的重心，在整体施工和设计中，要增加对暖通空调的设计与分析，增加高层建筑的整体舒适性，降低建筑的能源消耗。

一、暖通空调系统的特点分析

（一）建筑采暖与通风设计

在高层建筑中，暖通空调能够提供一个较好的内部环境，其中供暖设计，能够在建筑内部，输送热量，使居住人们更加舒适。在现代建筑物设计中，采暖设计是施工建筑的重要内容，采用的方法有很多中，设计人员要针对不同的地方与环境进行有针对性的分析。通风是建筑设计的另一个需求，设计人员要保证建筑物中的空气流动，空气质量达到相应的标准，并能够实时对高层建筑物内部的空气情况进行控制和改善[1]。

（二）暖通空调系统的类型

暖通空调系统与很多种，设计人员要结合建筑工作的具体内容进行分析，一般这种系统能够分为全水系统、全空气系统和空气-水系统三种。全空气系统主要是利用空气对建筑内的负荷进行调节，这种系统的优点比较多，能够降低空调的能源消耗，预防建筑物产生噪声污染。全水系统主要利用空气与水的比热关系，通过风机等设备，置换建筑物内部的空气，从而达到通风、保湿等效果。空气-水系统，是以上两种系统的融合，加快建筑物的空气流动，提高空气的湿度，保持空气的质量[2]。

二、高层建筑暖通空调系统设计的准备工作

设计人员在进行暖通空调系统设计中，要严谨、仔细，尽量保证设计方案，能够满足实际建筑物的需求。设计的方式会影响施工的过程和成本，要想提高暖通空调在建筑物中的应用效果，应做好准备工作。

首先设计人员，要认真研究高层建筑物的施工图纸，明确施工的主要内容，分析工程中线路的具体走向，保证空调系统的设计不会对其造成影响。所以设计人员在进行空调系统设计前，要对工程环境进行勘察和了解，分析建筑物的周边情况[3]。暖通空调系统的设计，要与周围的建筑物保持一致，所以其供水和供暖的敷设都是设计人员要了解的内容，由此在系统设计中，更加方便快捷，不会造成不良影响。

其次，设计人员在系统设计中，还要遵守相关法律和法规，保证系统设计的规范性。在我国经济的不断增长中，建筑施工单位要细化政府的要求，分析暖通空调在系统设计中，需要使用的法规和条例。设计人员需要全面掌握这些内容，保证设计方案，能够符合建筑施工的基础要求，确保整体设计和施工能够顺利完成。

最后，设计人员要度建筑市场进行深入分析，在进行系统设计前，选取最经济的设计方案，解决施工的建筑成本，增加施工企业的收益[4]。设计的结构也会对暖通空调的使用年限造成影响，所以需要进行全面的市场调研，除了控制施工成本，还要保证空调系统的安全性与稳定性。

三、高层建筑暖通空调系统设计重点

（一）节能环保设计

在高层建筑的暖通空调系统设计中，要重视节能环保，确保该项设计不会对环境造成不良影响。在现代社会的经济发展中，能源日益稀缺，能源问题已经成为困难人们的重要问题。所以在系统设计中，也要坚持这个理念，做好资源的节约工作。设计人员在实际设计中，要强调建筑的建筑效果，加强对建筑中线路的敷设设计，进行深入研究，使用最短辐射线路，达到最大的传输效果。

设计人员要尽量选取自动化系统进行设计，这种方式能够减少使用的人工费用，减少运行需要的资金。如果暖通空调设计选取的是水系统或是水-空气系统，那么在进行具体的方案设计中，要适当引入雨水和循环和系统，从而保证雨水能够在建筑中形成循环，在满足建筑需求的同时，减少对水资源的使用量[5]。暖通空调系统在运行中，会产生一定污染，主要是废水和废气，部分情况下，还有废物。这些废弃物都会对环境造成影响，危害周围的环境。设计人员在进行空调的整体设计中，要设置废物处理设备，进行合理的处理后，才能进行排放，从而达到保护环境的目的。

（二）安全性设计

设计人员在进行空调系统中，要保证其安全性，这是一项重要内容。人们非常重视建筑安全，尤其是高层建筑，其建筑的安全性会直接影响人们对其的看法。在高层建筑的层高增加的过程中，能够带来的事故后果更加严重。所以，设计人员在进行系统设计中，要坚持安全性设计原则，尽量降低建筑物发生危险的几率[6]。在高层建筑空调设计中，安全性设计主要体现在三个方面，一是环境安全，这点主要是指进行暖通空调的设计中，要与易燃易爆的物品保持一个较好的距离，防止其在发生事故；二是线路安全，这点主要是指在进行系统设计中，需要考虑线路的敷设与走势，从而降低这类安全事故的发生几率。在线路敷设中，设计人员需要全面了解高层建筑物的施工设计图纸，明确电源线路、燃气管道等敷设情况，更好的在空调设计中规避线路；最后是运行安全，这点主要是在暖通空提中，加强运行过程的研究和评估，采取有效的措施进行安全防护，从而提升空提系统的安全性。暖通空调系统比较复杂，所以在其运行中应进行较好的管理，做好检测工作，以此减少运行中的安全隐患。

（三）经济性设计

在高层建筑的暖通空调设计中，要进行合理的建筑施工，从而保证建筑能够正常使用。设计人员在进行空调系统设计，要明确工方的利益，以系统正常运行为前提，减少成本的支出。通过这种方式能够增加，系统设计的经济性，对系统成本进行有效的控制。

在经济性设计中，设计人员要保证高层暖通空调系统与建筑物相适应，并保证其使用设备的实用性和先进性。在系统设计的采购环节，要确保选取的配件满足系统的实际设计要求。空调系统的设计方案需要合理科学，能够较好的使用和操作，设计人员不能为了降低成本，进行缺陷设计，导致系统无法运用或是操作不正常。这种情况会导致严重的后果，还能影响设计单位的声誉。

设计人员要全名设计系统，保有良好的职业素养，拥有专业的知识，在设计过程中，针对数据和信息，做好评估和核算。通过这种方式，达到对标准与误差的有效控制，减少系统的成本。针对系统设计中的各种费用，要做好核算，削减不必要的支持，对成本进行控制。

结束语：

通过上文对高层建筑暖通空调系统设计的分析，这种系统需要结合实际情况，做好准备工作，满足工程的各项要求。在实际设计中，要认真进行事前的勘测，然后分析高层建筑的周围和线路敷设，保证空调设计不会对其造成不良影响，为高层建筑物提供一个舒适的环境。

参考文献：

[1]郭大为，胜.高层建筑暖通空调系统设计方案探究[J].建设科技，2014，15：66-67.

[2]李甜.高层建筑暖通空调系统设计方案研究[J].科技创新与应用，2015，23：255.

[3]李小燕.浅谈高层建筑暖通空调控制系统设计[J].科技创新导报，2012，11：49.

[4]张守安.有关建筑暖通空调系统节能设计探讨[J].现代物业（上旬刊），2015，03：21-22.

篇7

Yushuang Chi Dechong Liuhui

(1 liaoning province gaizhou city weather bureau. Zip code: 115200;

2 JinZhouShi liaoning province righteousness county weather bureau)

摘要：本文通过对视频电子监控系统的基本配置和结构的分析，系统的阐述了监控系统外部及内部设备雷电防护的措施及设计方案。

关键词：监控系统雷电防护措施设计方案

Abstract: this article through to video electronic monitoring system of basic configuration and structure analysis, system introduced monitoring system and internal external lightning protection equipment of the measures and design.

Keywords: monitoring system design scheme and lightning protection measures

中图分类号： TN954 文献标识码：A 文章编号：

引言：随着电子信息系统技术的不断发展和人们安全防范意识的增强，视频电子监控系统（以下简称监控系统）被广泛应用于交通、金融、超市、社区等公共场所。但是，辽宁省在全国属雷电灾害发生强度中等偏上水平, 辽北地区年平均雷暴日数高达50天至55天，每年各种通讯控制系统或网络因雷击而遭受破坏的事例屡见不鲜，其中视频电子监控系统因受到雷击引起设备损坏，造成系统失灵的事件也常有发生。所以，必须安装防雷装置以减少或避免因雷击对电磁脉冲辐射造成损坏，保障视频电子监控系统正常运行，从而减少雷电灾害人民财产造成的损失。

1监控系统的基本配置和结构

监控系统主要由摄像头及视频传输设备、视频监视器、云台、多画面分割切换控制设备、录像存储设备及自动切换装置、各类电源、信号、通讯线路，线缆采取架空、地埋或沿墙体敷设等方式传输音频、视频、控制信号和馈送交、直流电源、线路传感器、监控中心控制终端设备等组成。

2监控系统雷电防护的综合设计技术与措施

综合防雷工程是一个系统工程，包括直击雷防护措施、等电位联结措施、电磁屏蔽措施、浪涌保护SPD、均衡电位分流、限制过电压幅值、规范合理的综合布线、完善有效的共用接地网络系统。下面我们就如何设计安装监控系统雷电防护装置，如何规范合理的综合布线等问题提出了系统的设计方案。

2.1监控系统外部设备雷电防护措施及设计方案

监控系统所有进入监控中心控制机房的摄像头，电源、信号、音频、视频、存储传输线缆等必须采取直击雷防护措施、等电位联结措施、电磁屏蔽措施、规范合理的综合布线、完善有效的共用接地系统后,再进行雷击电磁脉冲辐射，雷电磁感应及防雷电波侵入的防护。

2.1.1 监控系统摄像头的雷电防护

首先利用“滚球法”进行计算以确定监控系统的室外设备接闪器的保护范围和雷电防护区域，并将其安装在防雷装置的有效保护范围之内。直击雷防护是雷电综合防护基础的重要组成部分，应首先考虑安装直击雷防护措施，在安装施工中可利用摄像头的固定金属支架上端加装避雷小针，引下线可采用Φ10镀锌圆钢、40×4mm镀锌扁钢。或摄像头处安装≥8m高的避雷针,并与摄像头支撑杆保持4.0－5.0m的安全距离。当避雷针接闪时，周围环境具有强度很大的电磁场，并对周围环境的线路上产生雷击电磁脉冲辐射,其强度与电磁场强度成正比，而电磁场强度与各类线缆距直击雷电流的通导距离成正比。所以，摄像头应与避雷针保持一定的距离。其接地阻值宜≤4Ω。摄像头的电源，信号、音频、视频、等传输线缆均应采取屏蔽金属管敷设尽量避免架空敷设，金属屏蔽层两端应进行等电位连接（EB）可靠接地。

2.1.2监控系统传输线路的雷电防护

通过金属管屏蔽地埋敷设的传输线缆，可以得到相当程度的衰减雷电波侵入的幅值，从而避免和减少设备遭受雷电波侵入损害的概率。在条件不允许的情况下也可采用安装金属管屏蔽架空敷设，所有进、出线缆在建筑物所属监控中心控制机房的进户端宜安装金属管屏蔽地埋敷设（水平直埋不小于50.0m深度应大于0.6m），在进入监控中心控制机房的线缆金属外皮和金属管屏蔽层两端应等电位可靠接地。

2.2监控系统内部设备雷电防护措施及设计方案

2.2.1监控中心控制机房所属建筑物的雷电防护

监控中心控制机房内部终端设备所属建筑物的外部应安装直击雷防护设施，以避免和减弱因直击雷对建筑物，电源线路、信号线路的雷击概率和雷电电磁感应的强度。为监控系统附属设备的雷电防护措施起到良好作用。

2.2.2 监控系统低压供配电系统的雷电防护

监控系统低压供配电系统应采用50HZ、220/380V、TN-S或TN-C-S系统。在进、出入监控中心控制机房的供电电源系统不宜采用架空线路，并应安装多级或至少三级电源浪涌SPD防护装置。安装电源浪涌SPD接地引线宜采用黄绿相间色标且截面积≥25mm²BVR阻燃多绞铜芯线，接地引线宜不超过1.0m，否则应加大接地引线的截面积，各级SPD连接导线应平直且长度不宜超过0.5m，要求其接地引线的接地端与接地网络系统之间的间距越小越好，如果接地引线过长，将会导致电源浪涌SPD的限制电压过高，从而降低了SPD的安全保护性能。

2.3 等电位连接(EB)和共有接地网络系统

2.3.1等电位措施与等电位连接网络（BN）

等电位连接和接地网络系统是监控系统防雷的重要措施。等电位措施是减小需要雷电防护空间内各金属物与设备之间的电位差，使之形成良好的等电位体。其主要分为室外金属构件等电位和室内金属构件的等电位。监控中心控制机房六面墙应敷设金属屏蔽网，宜用(6―8目)的铜网屏蔽，接地引线应采用黄绿相间色标且截面积≥35mm²多绞铜芯线。室内宜采用防静电地板铺设， 并将监控中心控制机房内所有接地引线和各等电位连接网络通过星型结构取捷径均匀多点连接到均压环、局部等电位接地端子板（LEB）、内环形接地母线、并和共有接地网络系统等电位可靠连接。

2.3.2共用接地网络系统

安全可靠的共有接地系统是防雷装置（LPS）的重要环节，可直接影响到整体防雷效果。所以，必须对设备进行安全可靠接地，监控中心控制机房应采用共用接地网络系统，其接地阻值宜≤4Ω。在建筑物自然接地阻值达到此要求时可优先利用自然接地体接地，否则应加装人工辅助接地。同一个接地网络系统直击雷接地和感应雷接地应保持10m以上的安全距离。距离小于20m，两个接地系统之间应做等电位连接。

3 结语

监控系统的雷电防护措施，具有着较强的综合性、复杂性和代表性，需要我们的防雷工作者在工作中不断学结，使雷电防护措施和设计方案更趋于成熟，为我市的防雷减灾工作贡献力量。

参考文献：

[1] 建筑物防雷设计规范GB50057-2010. 北京:中国计划出版社

篇8

关健词：安全监控系统；感应雷击；避雷器；防雷设计

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0178-01

一、概述

潘三矿是一个年产300万吨的大型矿井，每年夏季雷雨天气时而会发生地面电缆被雷电击中着火、损坏和其它电子设备仪器遭雷击损坏的现象。其中监控系统，包括井上计算机设备和井下监控仪器及探头设备，这些监控设备都是不耐高压的精密电子元件组成，易遭雷击造成不同程度的损坏。为了避免安全监控系统遭雷击损坏，分析雷电成因及分析安全监控系统防雷电的关键，采取切实可行的针对安全监控系统的防雷措施，这也满足了煤矿安全《规程》中第160条当中监控系统必须具有防雷电保护的要求。

二、雷电的成因及危害

通常所谓的雷击是指一部分带电的云层和另一部分带异种电荷的云层或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电，并伴随巨大的声音。当然，云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜牲没有很大影响。然而，云层对大地的放电则对建筑物、电子仪器设备和人、畜危害甚大。

雷击通常有三种形式：第一种是带电的云层与大地的某一点之间发生迅猛的放电现象，叫“直击雷”；第二种是带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层所带电荷迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大以致出现局部高电压，或者是由于直击雷放电过程中，强大云脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象，叫“二次雷”或称“感应雷”；第三种是“球形雷”俗称滚地雷，就是一个呈圆球形的闪电球。球状闪电通常都在雷暴之下发生，它十分光亮，略呈圆球形，直径大约是20cm～50cm。通常它只会维持数秒，但也有维持1～2分钟的纪录。由于球状闪电出现的频率极低，它虽然也曾造成人和动物的伤亡，但是没有对电气设备造成损伤的记录，因此我们这里不考虑它的威胁。

三、雷电对监控系统的破坏途径以及防雷的有效方法

直击雷，它是雷电直接放电于监测设备上，强大的电流通过设备的电气部分烧毁设备。这种雷击破坏可能性小，绝大部分直击雷被建筑物和树木吸引过去。

感应雷击，它是雷电在雷云之间或雷云对地的放电时，由于雷电感应有极大峰值和陡度，在它周围出现瞬变电磁场均处在这瞬变电磁场的导体会感应出较大的电动势，而此瞬变电磁场则会在空间一定的范围内产生电磁作用，也可以是脉冲电磁波辐射。而这种空间雷电电磁脉冲是在三维空间范围里对一切电气设备发生作用，并在附近的户外传输信号线路，设备间连接线产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。

监控系统主要会遭到的是来自感应雷击的破坏。雷电磁场切割垂直或斜井传输电缆和井口到机房的架空电缆两部分产生的，落雷时可产生数万伏电压，使监测网络中的电子器件遭到破坏。

基于对安全监控系统遭受雷击破坏的分析提出以下有效防雷优化方案：第一是井筒监控电缆用钢丝铠装型，从井底一直到机房不设接头，并且分别将地面和井底的铠装钢丝良好接地；第二是在机房与井底分别安装法国EUROTECT公司的避雷器，并且做好避雷器的接地。

篇9

目前，数字图象监控的相关硬件软件已经成熟并在金融、电信等行业的城市范围联网监控中大量使用，城市宽带网不管是覆盖范围还是使用费用都已经到了可以大规模普及使用的阶段。正是在这样的契机下，城市公安管理部门提出了逐步将城市重点安全防范场所、单位的监控也纳入到城市联网监控管理系统中的需求，并以此为基础逐步整合公安部门原有的各种监控系统，构建一个城市统一的一体化安防综合监控管理平台。

下文首先就本项目的需求进行进一步分析，然后结合需求分析展开系统架构设计和功能设计，整个系统设计的核心是围绕着需求展开，并突出监控系统软件平台在整个监控管理系统中的核心地位。

需求分析

系统目前首要具有以下几大功能：

1.潍坊全市各公共场所、重要设施、道路等区域实现本地视频信息的采集存储；

2.各派出所将本辖区内的视频信息可以通过随时进行调阅；

3.各分局或相关政府机构可以通过同一的平台接入，实现对相关视频设备的访问，进行实时监控、资料回放查询等工作；

4.市局监控中心可以实现对全市各站点的访问，并进行集中管理，远程维护系统设备、进行人员权限的授权等。

具体可分为：

前端监控场所图象与安防信号采集

三级分控中心―派出所

二级分控中心―区、县分局

一级监控中心―市公安局

根据授权许可，在任何时间、任何可接入Internet的终端电脑或移动PC上实现以上全部功能 （供相关领导和管理操作人员在任何时间任何地方实时地开展工作）。

系统规划设计

1.总体规划原则

（1）遵守标准原则

潍坊市城市治安联网监控系统要采用分层次开放式体系架构，选用标准化接口和协议，尽量遵循国际标准，核心管理平台应该能够同时运行在UNIX、LINUX、WINDOWS等操作系统之上，中间核心应用服务器优先选择J2EE、DotNET等国际标准平台。

（2）系统集成原则

规划组建新的城市治安联网监控系统，要充分考虑和利用现有的报警系统和视频监控系统及传输资源，必须能够最大程度的兼容管理目前用户现有设备和其它国内主流的数字图像设备，而不是只支持一种数字图像设备的封闭系统。

（3）系统安全原则

潍坊市城市治安联网监控系统的设备必须满足可靠性和安全性要求，设备选型不能选试验产品，要选先进的市场主流产品，不求最先进，要求最可靠，要能保证系统不间断运行。

（4）系统管理原则

潍坊市城市治安联网监控系统应用要体现资源共享、快速反应，形成一体化的网络体系。

（5）工作流程原则

潍坊市城市治安联网监控系统要实现逐步110报警系统相配合，根据系统的建设、应用和管理的现状，工作流程分为日常管理流程和报警联动与视频监控流程。

（6）视频业务基本原则

具有完整的视频应用功能，包括1～16路图像实时显示、实时录制、实时回放，音频伴随；全功能的云台镜头控制界面和通讯协议自定义功能，可配接多种解码器；可设定并控制高速快球的全方位无级变速运行、预置位、巡逻等所有功能。

（7）平台软件模块化原则

平台软件采用标准化的模块结构，并且可以根据系统规模分布式部署，软件的必须具备实用性、兼容性、扩展性、灵活性、可靠性等基本的网络管理系统要求。

（8）平台扩容原则

平台具备较强的扩容性，随前端业务的增加对平台进行硬件和模块的扩容，具备扩容的包括中心管理模块、流媒体模块、存储模块、应用接口模块、业务应用模块、告警处理模块等，支持服务器集群。

2.系统体系架构规划设计

（1）体系结构的选择

体系结构决定了潍坊市城市治安联网监控系统本身是否能够适应联网监控规模的变化而进行伸缩、是否能够在城市治安需求变化的时候快速响应并无缝集成到原有的系统中去。体系结构也决定了一套系统是否会在很短的时间内被淘汰，还是能够随着信息、视频、智能、安全技术的发展而不断自我完善。

（2）平台具备强大、稳定和快速的设备接入能力

平台可以兼容海康、大华、大立、金鹏、图敏东方中润等国内主流视频压缩板卡的PC-DVR、嵌入式DVR。必须能够有效的解决不同品牌设备集中管理的问题。同时在设备的接入方面应该支持模块化（插件）开发技术，实现快速设备接入，保证系统稳定性。

（3）软件平台采用分层设计

采用优秀大型IT软件普遍采用的三层软件层次划分的体系结构模型，包括客户端、业务层、数据库，其中业务层应该包括专门用于处理设备接入的硬件抽象层，中间层应用服务器和应用层。对于数据库的访问必须通过中间应用服务器完成而不能直接访问数据库，保证数据库访问的安全性和方式DOC攻击。

（4）WEB集成采用的技术

为了满足未来与城市治安联网监控中其它B/S架构业务管理系统的集成，管理平台采用开放的集成接口，支持代表业界标准的WEB集成架构和接口标准，如IBM、微软等公司倡导的SOA面向服务体系架构和web services标准接口。

（5）WEB客户端采用的技术

本系统支持已经被验证和代表未来主流技术的WEB2.0技术，而不是即将被淘汰的WEB1.0技术，WEB客户端页面只刷新需要刷新的部分。WEB客户端除支持传统监控查询功能外还应该在中心授权下实现对系统所有设备、应用服务、人员的管理配置等所有功能。

（6）软件部署方式设计

系统管理平台包括核心认证管理平台和中间应用服务软件模块，其中中间应用服务，如流媒体服务、集中存储服务、报警服务等可以根据系统规模和性能要求在市局、区县分局或其它分控点分布式部署和灵活配置，可以通过管理平台在任何一个WEB客户端上实现所有中间服务模块的部署配置和管理。

3.系统实施规划

本项目遵循系统集成“统一规划、分步实施”的基本原则。应该选择一个扩展性、兼容性好的网络视频与安防管理平台软件，满足本项目的基本需要。实现对图象、报警的集中监控、存储、对讲等管理功能。

4.规划依据、规范和标准

系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：

《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94

《银行营业场所安全防范工程设计规范》GB/T16676-1996

《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87

《公安部安全技术防范工程标准》

《电视监控工程程序与要求》GA/T 75-94

《电视监控工程费用概预算编制办法》GA/T 70-94

《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90

《入侵探测器通用技术条件》GB104081-89

《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）

《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-1992）

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(GB/T50311-2000)

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2000）

《电子计算机房设计规范》（GB50174-1993）

《民用闭路电视监控系统工程规范》（GB50198-1994）

《建筑防雷设计规范》 （GBJ1115-87）

《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)

系统详细设计

1.网络架构设计

潍坊市城市治安联网监控系统架构分为：市公安局为一级监控中心，区县分局为二级监控中心，各派出所为三级监控中心；各个派出所所辖区域内各个公共场所、娱乐设施、道路交通、教学机构、企事业单位等属站点资源级。

潍坊市城市治安联网监控系统管理中心服务器设在市公安局，各分局或政府相关单位主要放置流媒体转发服务器、集中存储服务器等应用服务器，当系统需要扩展增加相应的二级监控中心时，只需要增加相应的应用服务器即可，通过管理中心注册，即可成为整个联网监控系统中的一个模块，实现相应的应用，系统扩展积极方面。

系统中任何用户需要登陆系统实现各自功能时，都必须首先登陆管理中心服务器，获得授权后，管理中心根据用户发送的具体指令，指挥具体的应用服务器为他服务，可能是市局应用服务器也可能是区县级别的应用服务器，具体情况取决于用户指令的性质与管理中心设置的服务规则。采取此种机制，保证各级用户的操作权限在用户的实际操作过程，管理中心都可以很好的跟踪与侦测，保证各级用户权限都实时可控，权限高度集中管理。

监控网络为ADSL、VPN等网络形式，其网络分多层结构，从区县分局到市局视频信息流量大，要求走的是自建(或租用)视频专网，这一层上传和下调视频信息必须走数字；走数字网络每路视频带宽要求最低为256kbits/s（CIF），重点区域每路视频带宽应达到512kbits/s(2CIF)以上，正常网络带宽应该是最小需求的1.5倍。

由公共场所、娱乐设施、道路交通、教学机构、企事业单位等接入潍坊市城市治安联网监控系统，属于站点资源级，其接入网络可以是公共网（ADSL），也可以是自建(或租用)视频专线，以最便捷的接入方式为准。每路视频带宽要求最低为256kbits/s（CIF），重点区域每路视频带宽应达到512kbits/s(2CIF)或以上，正常网络带宽应该是最小需求的1.5倍。参照本项目目标，每个站点1－4路图像，则需要提供384K-1.5M带宽。

2.监控系统联网架构设计

潍坊市城市治安联网监控系统的核心是一个统一的监控管理平台软件，通过一个统一的管理平台，实现各个厂商的设备的联网，保证联网的视频传输的质量（清晰度、流畅程度），提供一个统一的认证管理、监控检索系统。设立流媒体服务器，实时监控视频信息的传输、管理、分发。支持分散与集中存储相结合的模式，保证重要监控录像的检索、比对、管理、备份。实现统一的身份认证和权限管理、保证信息安全和数据的安全。实现实时视频监控、巡视、视频信息与数据上传和下调（检索），并能与其它业务系统集成。

由于潍坊市城市治安联网监控系统的建设是一个长期的过程，其间城市治安的安全管理变革对视频监控管理的需求也会发生变化，系统的规模和接入的设备种类、需要集成的其它城市治安监控系统的数量也将不断增加，这些都要求系统管理平台必须能够在保证系统可靠稳定性的同时结合系统规模、功能的变化而不断的加以扩展变化，这对平台的所采用的架构提出了很高的要求。

综合以上要求，本项目采用杭州天视智能系统有限公司自主开发的大型网络视频监控管理平台软件作为本项目的核心管理平台。潍坊市城市治安联网监控系统整个联网系统划基本框架图见图（二）：

如图，潍坊市城市治安联网监控系统各组成部分原理与基本功能如下：

（1）各级站点现场监控系统

现场监控系统包括公共场所、娱乐设施、道路交通、教学机构、企事业单位等的数字监控系统，负责完成前端的音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能，并可接受来自网络的控制指令通常包括如下设备：PC架构DVR、嵌入式DVR、摄像机、云台、报警输入输出设备等。

（2）市局监控中心

市局监控中心作为一级监控中心，作为整个联网监控中的管理中枢，其中心服务平台由MANAGER系统管理服务器、MEDIUM流媒体服务器、PROXY视频服务器、ALARM报警转发服务器、专用存储设备等几部分组成。市局配备了完整的管理系统，且系统中各个应用服务器软件相互独立，任意模块发生故障，都不会相互影响其它系统或模块。

（3）各区县分局监控中心

各区县监控中心作为二级监控分中心，主要负责各个区县站点的实时监控、资料查询及电视墙显示等工作，同时对重要区域及敏感区域的音视频信息进行集中存储。分中心需要配置MEDIUM流媒体转发服务器、STORAGE网络存储管理服务器（选配）、数字矩阵服务器（选配），以及若干台分控主机（可自备）。如果以浏览器方式进行监控，监控主机可自备（办公用电脑即可）。

（4）派出所监控中心

客户端主要为分局各管理员及用户提供各种服务，包括实现实时、历史音视频的解码播放和控制、实现用户自主管理、实现系统维护、实现接警以及电视墙等功能。目前的客户端即可以采用B/S方式提供视频监控查询、系统维护配置功能，也可以采用C/S方式提供客户监控中心所需要的中心监控管理功能。

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关键词：方案设计；智能控制系统；结构；监测

Abstract: in this paper the author mainly according to many years engaged in architecture design, this paper analyses the architecture examples energy control system composition and design. Refers for the colleague.

Key words: the project design; Intelligent control system; Structure; monitoring

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：

工程概况

某学院活动中心共有3层，1、2层为学生食堂，3层为礼堂兼文体中心，供学校开会及学生体育课(篮球、乒乓球、羽毛球)使用。规划对3层礼堂安装中央空调系统，并对围护结构、照明等进行节能改造，建成节能示范工程。

1 建筑节能智能控制系统结构

根据学院的具体情况，建立一套建筑节能智能控制系统，包括空调系统节能控制系统、围护结构控制系统、照明节能控制系统。建筑节能智能控制系统装有通讯模块，利用数据采集及通讯手段实现对各能耗系统的互联网远程监测。该控制系统预留扩展接口，日后学院如需对其他能耗系统进行监控，可以随时集成到该控制系统中。

图l 建筑节能智能控制系统结构图

控制中心可以对建筑能耗状态实时监控、实时采集、定时，可满足现场展示功能。通过网络实时采集耗能信息、设备效率信息、管理信息等，通过后台分析统计图、表等方式，直接按历史时间显示中央空调各设备的电耗情况。出具历史变化的比较值及发展趋势图，根据需要进行各种统计分析。包括不同设备用电横向分析比较，同一设备不同季节、不同时间段用电量纵向分析比较。从运行操作和管理监控等层面提升节能管理水平、优化节能控制策略。

1．1 运行操作层面

可对环境参数、设备运行状态及能耗数据进行远程实时监测及故障报警，可实现远程电表集抄功能。

1．1．1 环境参数监测

对室内外温度、湿度、CO 浓度、室内照度等环境参数及相应设备的运行状态数进行实时监测，可充分了解当前环境品质及相关的环境控制策略，保证在节能的同时能充分满足环境指标要求，真正做到“节能以不降低环境品质、满足舒适度”为前提。

1．1．2 设备运行状态监测

对用能系统中各设备的运行状态和运行参数进行实时监测，当设备出现故障时，系统在线报警信息，确保设备在安全稳定状态的前提下实现节能。

1．1.3 能耗监测

对能耗系统的总能耗及主要用能设备的分项能耗、运行参数、负荷等进行实时监测，时刻跟踪各用能设备的能耗变化情况，为及时发现问题和进行故障诊断提供依据。

1．2 管理监控层面

支持管理人员对能耗进行分时、分项统计分析，帮助其了解设备的启停时间和使用规律，找到节能潜力，为优化节能管理和控制策略提供依据。

2 中央空调节能控制系统

2．1 节能控制系统

(1)建立能效管理中心，实时监控每一台能耗设备的运行状况以及能耗状况，并对实时数据进行采集分析，满足学院日后科研及教学需求；

(2)采用水泵变频技术，提高水系统的输送效率，合理控制供／回水温差。提高冷水机组的效率，实现水泵及整个水系统的节能高效运行；

(3)采用风机变频技术，提高风系统的输送效率，在满足室内换气次数的前提下合理控制风柜送风量，稳定室内温度，实现风系统的节能高效运行；

通过节能控制，提高空调系统的管理水平，使空调系统的运行情况与实际负荷需求相匹配，提高主机、水泵及风柜的运行效率，从而实现整个中央空调系统的节能高效运行，全面降低系统能耗。

2．2 能效管理中心

在中央空调系统安装能源监测管理系统，建立能效管理中心，利用数据采集及通讯手段实现对中央空调系统的在线数据监测服务。具体监测内容如表l。

表l 监测内容

作用分类 功能实现 检测数据 检测设备

在线能耗计量 能耗计量 主机/泵/风机能耗 智能电能表

COP计算 冷冻水流量 超声波流量计

环境监测 环境参数 建筑室外温湿度 温湿度传感器

空气质量 室内温湿度 温湿度传感器

设备监控和保护 低温保护 主机冷却水出水温度 温湿度传感器

高温报警 主机冷却水出水温度 温湿度传感器

流量保护 流量及泵的开关状态 流量开关反馈

实时控制 冷冻泵调节 冷却水总管进、回水温度 温湿度传感器

冷却泵调节 冷却水总管进、回水温度 温湿度传感器

主机负荷调节 冷冻水/冷却水流量 超声波流量计

风机调节 室内温度 温湿度传感器

2．3 变频控制方案

在中央空调系统中加装“中央空调节能控制系统”，实时监控冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵的工作状态，以及楼宇内外环境温度、冷冻、冷却水供回水温度、冷冻水压差、主机设备消耗功率等参数，降低设备运行的盲目性，可以随时通过计算机网络对整个中央空调系统运行状况进行监测，提高中心城中央空调各级管理人员对用电设备的管理水平。本集中控制系统具有远程操作及监控功能。中央空调节能控制系统的核心是专家系统、模糊控制及变频无级调速。在控制器中建立了知识库、模糊控制模型和模糊运算规则，形成智能模糊控制。通过全面采集影响空调系统运行的各种参数，按系统最优的原则，经智能模糊运算，得出相应的控制参数，这些控制参数被送到冷冻水子系统、冷却水子系统、冷却塔子系统和风系统，从而改变空调系统循环流体的流量和温度， 以保证整个系统在各负荷条件下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。图2为中央空调节能控制系统控制原理框图。

3 维护结构的节能技术

3.1 建筑节能主要包括三个方面：

（1）建筑群的规划布局、建筑物平面布置、体型（间距、朝向、自然通风、体形系数）。

（2）维护结构节能（保湿、隔热、气密性）

（3）采暖和空调设备节能（设备能效比、采暖空调方式、能源选择等）

3.2 体形系数

体形系数（Building Shape Coefficient）定义为建筑物与室外大气接触的外表面积F0（m2）和与其所包围的体积V0（m3）之比，即单位建筑体积所占有的外表面积.计算建筑中的体形系数时，外表面积F0不包括地面面积和楼梯间墙及分户门的面积。体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越大，能耗就越高.建筑的耗能量随着体形系数加大而增加，体形系数小，建筑物耗能效果好。为了减少建筑物的体形系数，在设计中尽量让建筑平面布局紧凑，减少外墙凸凹变化，即减少外墙面的长度。

3.3 维护结构节能内容

维护结构节能主要分为护结构，外墙、屋面、外窗、户门维护和内围护结构，分户墙和楼板维护。

维护结构节能措施主要有：

（1）提高外墙、屋面、外窗、户门及分户墙、楼板（包括底层）保温性能

（2）提高外墙、屋面、外窗隔热性能

（3）提高外窗（包括阳台门）气密性能

而外墙节能技术主要关键是如何提高外墙的保湿、隔热性能。可以采用不同的保湿材料与基层墙体复合，构成复合保湿。针对墙体，可以采用以下三种方法：外保湿、内保温、中保温或组合保温。如图3所示。或者直接采用具体较高热阻的墙体材料---自保温。

图 3

3.4 玻璃窗安装隔热膜

综合楼3层南北两面墙基本上是两面宽20m，高7m，面积为140m2 的玻璃窗。玻璃窗传热系数较大，会有大量的太阳热辐射进入室内，增加空调负荷。太阳隔热膜能减少通过玻璃进入室内的太阳热量，这是通过增加阳光的反射和玻璃的吸热达到的。反射薄膜上面覆有一层金属，这种金属制薄膜，可增加玻璃的光反射和光吸收，从而更好地将太阳热能阻挡在玻璃窗外。通过贴膜可以隔断50％～83％的太阳热能，从而减少空调负荷，实现空调节能。其原理如图5。

对玻璃窗加装隔热膜，隔热膜构造分析表，如图4所示。以降低围护结构热损失，减少空调负荷，实现空调节能。

图 4 隔热膜构造分析表

3．5 安装风幕

位于综合楼四个角落的4个楼梯问与3层礼堂之间是连通的，没有进行隔断。冷空气会向楼梯间进行扩散，造成冷量损失，增加空调能耗。因此需要在礼堂的4个入口处加装风幕， 以减少冷气外流，减少空调能耗。

图2 中央空调节能控制原理框图

图 5

3．6 安装自动窗帘

在南面部分区域安装自动窗帘，实现自动控制。在夏季，窗帘可以根据太阳光线的照射方向和强度自动调整自身的上升和下降，以保证系统尽可能多地遮挡强烈的阳光入射到建筑内部，从而节约了空调系统耗能，同时又保证为室内人员正常的工作提供合适的光照亮；在冬季尽可能不启动窗帘系统，让窗帘始终处于卷起状态，保证室内拥有充足的阳光和热量。

4 照明节能

4.1照明节能控制系统

照明控制系统将礼堂的灯具根据不同区域和功能分组，实现分组控制。根据各区域的功能要求的前提下实现节能。照明控制系统有以下几种功能：①照度控制：安装照度传感器，根据各区域的照度，自动控制灯具的开启台数，自动跟踪外部自然光线的变换，打开或关闭临窗灯具回路。②时钟控制：可根据需求设定灯具的启停时间。上课时间开灯，休息时间关灯。③人体感应：安装人体感应装置，系统按照预先设置的程序，每隔一定时间电脑巡查所有灯光回路状态，自动关闭物需使用的回路，实现人来灯亮，人走灯灭的效果。

4.2 太阳能照明系统

由于该项目建筑节能示范工程，为了尽可能多地采用节能技术措施， 在中央空调控制室安装太阳能照明系统及其智能控制器，以利用绿色能源，减少电能消耗。

对于一个独立的太阳能照明系统，其全部组成包括以下几个方面：产生电能的太阳能电池组件、储存电能的蓄电池、防止在充电和放电过程中对蓄电池过充和过放的太阳能控制器、满足用电技术参数的逆变器、太阳能电池组件用支架、控制器与蓄电池用控制箱、连接线与紧固件等。对于最关键的太阳能电池组件， 目前普遍采用单晶硅或多晶硅两种太阳能电池板，工程推荐使用单晶硅太阳能电池板。