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信息化浪潮下,能源安防建設新布局——以石油石化、電力為例

2013/11/11 16:43:59      來源:m.ge2i9c.cn      作者:氣體檢測儀廠家

能源至今仍為絕大多數國家視作國民經濟發(fā)展之命脈,而這在中國尤為明顯。國企牢牢地把控著石油石化、電力、煤礦等產業(yè),中石化、中石油、國家電網等“寡頭”更是雄踞財富五百強前列,堪稱能源帝國。

  然而,與其形成鮮明對比的是,化工廠爆炸、變電站設備故障、煤礦坍塌……在我們這個神奇的國度里,諸如此類的能源領域安全事故時常“搶登”各大新聞媒體的頭條,不禁讓國人黯然神傷,友邦莫名驚詫。

  如何讓一幕幕悲劇盡可能不再重演?拿管理體制開刀、提高作業(yè)人員安全意識,諸如此類的對策收效并不明顯。于是,能源巨頭紛紛轉向科技求道,指向能源信息化,將能源生產系統(tǒng)與安全防范技術聯姻,能源安防就此順勢而起。

  2013年中國能源行業(yè)的信息化投資規(guī)模預計將達到400 億元,作為其中的重頭戲之一,安防系統(tǒng)建設同樣保持著穩(wěn)步高速增長的態(tài)勢。而安全防范技術的日新月異,以及“數字油田”、“智能電網”、“智慧礦山”等概念的應聲著地,促使能源安防重點建設內容及需求發(fā)生微妙變化。

  下文僅就石油石化與電力兩大行業(yè)的安防應用需求點著重進行剖析。

  石油石化篇

  石油石化企業(yè)所在地地域廣闊,尤其是油田和煉化廠,都處于地廣人稀區(qū)域,周界范圍大,地理環(huán)境復雜。而無論油氣田、煉化廠還是加油站,其間多含易燃、易爆的碳氫化合物。也正因此,防塵、防爆等特性要求成了安防設備殺入石化行業(yè)的首道門檻。

  此外,“數字化”從口號轉向實用,石油石化企業(yè)針對安全防范技術/設備提出新的需求。

  高清階梯式增長

  石油石化是最早應用安防系統(tǒng)的行業(yè)之一,視頻監(jiān)控系統(tǒng)也儼然成為其標配。石油石化監(jiān)控系統(tǒng)一方面職守安全防范之本責,另又兼顧煉油、化工、銷售等業(yè)務環(huán)節(jié)生產,且在存儲煉化、零售端,高清需求態(tài)勢水漲船高。以存儲煉化為例,在石油加工環(huán)節(jié),攝像機對整個業(yè)務流程、設備及員工操作進行監(jiān)控,目標是做到報警聯動應急指揮。為實現少人或無人值守,目前企業(yè)都要求看清儀表盤上顯示的數字,攝像機至少要升級到720P;而在零售加油站,涉及現金流、員工作業(yè)、客戶及其車牌情況,高清系統(tǒng)可以提供更銳利、完整的圖像及更開闊的視角。

  來自中石油的一位內部人士透露,從2008年開始,在煉油廠、油庫的周界等區(qū)域用固定網絡高清替代模擬快球。而從去年開始,新上的系統(tǒng)均為高清系統(tǒng)。僅就油氣庫而言,以前采用模擬攝像機加硬盤錄像機的方式,現在逐步采用高清攝像機和網絡服務器的方式。總體上看,高清系統(tǒng)占有率大概15%左右,并呈梯級增長。

  聯網向前推進

  富可敵國的石油石化企業(yè)在規(guī)模上是典型的“巨無霸”,以中國石油為例,截止目前其旗下油氣田企業(yè)16家、煉化企業(yè)32家、銷售企業(yè)36家,加油站19000家遍布中國大陸31個省市。如此龐多的子企業(yè)和網點鋪設,管理和控制成為一大難題。

  站在企業(yè)管理質量和效益角度來講,其希望能隨時發(fā)現、了解到任意網點情況,并在第一時間對事件做出有效的處理。石油石化企業(yè)正在著手的全國安防監(jiān)控聯網建設正是順勢而為。

  石油石化企業(yè)新建和改造項目單個生產點位內部所管理的視頻監(jiān)控、防盜報警、消防報警等系統(tǒng)已可實現聯動,集中控制。而在安防轉向網絡化,石化企業(yè)安防系統(tǒng)分級聯網建設工程加快。目前中石化以所屬的27家煉油廠的所有工業(yè)視頻圖像已實現聯網,未來兩年采輸、存儲、零售等領域的視頻監(jiān)控也將接入集團總部;此外,加油站網點也在加速省市兩級聯網建設,并將考慮選擇性接入集團公司平臺。

  石油石化企業(yè)聯網的一般流程是:先將網點視頻上傳至分控中心,然后分控中心的視頻圖像、語音、報警信號通過分控中心推送給總控中心,分控中心和總控中心都可以查閱各點的錄像,對攝像機進行相關控制,并實現各級雙向語音對講功能。而部分重要點位還將作為重要社會資源,通過邏輯隔離等方式對接公安專網。

  系統(tǒng)整合加速

  一方面縱向聯網不斷深入,另一側橫向多系統(tǒng)整合也在加速推進。據前面提及的中石油內部人士透露,當前石油企業(yè)正規(guī)劃將油田、運輸管線上的視頻監(jiān)控、防盜報警、門禁控制、調度電話、SCADA系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)集成在一個平臺上,作為生產管理的輔助工具。如中國石油在2011年3月提出的油氣生產物聯網系統(tǒng)(A11)。A11覆蓋到石油生產和加工等多個領域,其目標是集成一個可實現生產數據自動采集、關鍵過程聯鎖控制、工藝流程可視化展示、生產過程實時監(jiān)測的綜合信息平臺。

  緊隨其后中石油又出臺工程技術物聯網系統(tǒng)(A12)規(guī)劃,A12旨在建立數據自動采集與傳輸平臺、數據一體化存儲平臺、數據綜合應用分析平臺,生產作業(yè)實現監(jiān)控與優(yōu)化,遠程支持與輔導決策。

  智能化應用深入

  盡管監(jiān)控智能化應用不是非常成熟,不過石油石化企業(yè)樂意第一個吃螃蟹。筆者從采訪了解到,視頻智能化在石油石化還處于初級階段,然而近三年來,新項目中都強制要求增加一些視頻分析方面的應用,比如絆線穿越檢測、區(qū)域入侵檢測、物品遺留和搬動檢測、快速移動檢測、視頻異常檢測等功能。同時,煙火視頻分析、原油泄漏視頻分析等也在推廣中。另外,紅外熱成像攝像機的開發(fā),對設備異常溫度變化發(fā)出報警也是石油石化安全重點需求。

  未來發(fā)展多維度

  技術在演變,需求亦無止境。在視頻監(jiān)控方面,高清技術獲得良好的圖像效果的同時,視頻分析芯片的發(fā)展,使得攝像機智能化的成本大大降低,石油石化領域的視頻智能分析應用將再度拓展,包括煙霧、油品泄漏等異常事件檢測。此外,3G、WiFi攝像機以及熱成像技術的引入和GIS系統(tǒng)相結合,也將助力油品物流實現全程監(jiān)控。而周界方面,便于施工建設與區(qū)域靈活劃分的分布式光纖探測系統(tǒng)將大有作為。同時業(yè)內正在嘗試軍轉民合作,如引入雷達等措施的研究。

  電力篇

  同為傳統(tǒng)能源行業(yè),電力行業(yè)安防相比石油石化復雜產業(yè)鏈要簡單一些,建設要求也更為規(guī)范。除了國家電網有先后出臺Q/GDW231-2008《無人值守變電站及監(jiān)控中心技術導則》、Q/GDW Z202-2008《國家電網公司應急指揮中心建設規(guī)范》、Q/GDW 517.1-2010《電網視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口 第一部分:技術要求》,南方電網曾頒發(fā)《變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》外,廣東、江蘇、四川、浙江、廣西等省份分公司也有出臺一些地方標準,絕大部分需求也是其實是基于這些標準而產生的。

  高清應用范圍擴大

  安防深入到行業(yè)端,大部分行業(yè)都在喊要上高清系統(tǒng)。但表現最為迫切的莫過于電力產業(yè)。早在2009年6月22日國家電網實行的Q/GDW231—2008就有要求: “變電站大門內,正對大門的位置,布置1臺網絡高清槍型攝像機,用于監(jiān)視進出大門的人員和車輛!币约啊白冸娬緡鷫,每角布置1臺網絡高清高速球型攝像機,安裝高度對地4m左右,不規(guī)則圍墻應適當增加布點!

  如今智能電網和無人值守建設邁入攻堅期,高清系統(tǒng)的覆蓋范圍將進一步擴大:變電站區(qū)域內環(huán)境的遠程監(jiān)視、監(jiān)聽;變壓器、斷路器等重要設備的運行狀態(tài);變電站內CT、PT、電纜接頭和絕緣子等高壓設備的外觀狀態(tài);隔離開關和接地刀閘的分合狀態(tài);變電站主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等主要室內環(huán)境溫濕度報警、溫度計圖像的情況;其他充油設備、易燃設備的外觀狀態(tài);母線區(qū)、電纜層的情況等。

  來自IMS數據也很好地佐證了這種趨勢。據其統(tǒng)計,電力行業(yè)已成為百萬高清應用第三大市場,僅次于平安城市、智能交通,約占高清監(jiān)控市場的15%。

  智能分析“正名”智能電網

  在智能電網規(guī)劃案中,每個變電站就是一個“堅強節(jié)點”,需要自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能,并可根據需要支持電網完成實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協同互動等高級功能。其中的安全防范系統(tǒng)作為智能電網建設的重要單元,除了需要增設煙火檢測、物品遺留等異常事件檢測功能外,還需配合消防、設備操控等系統(tǒng),對安全事件實現有效干預,提供及時有效的決策。

  智能化的需求同樣以標準的形式確認。智能化則主要體現在系統(tǒng)對視頻智能分析技術的需求,通過這一智能化技術,能夠讓系統(tǒng)自動識別和“思考”,保障變電站的穩(wěn)定運行。

  在四川電力公司2010年出臺的《四川省電力公司視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范(試行稿)》規(guī)定:“宜實現一些智能圖像技術的融合,主要包括面部識別、移動目標識別跟蹤等,可選擇實現利用識別技術在圖像中獲取信息,以支持未來的新型應用”。

  而國家電網Q/GDW414-2011《變電站智能化改造技術規(guī)范》也提到“視頻監(jiān)視應配置圖像監(jiān)視設備,可與安全警衛(wèi)、火災報警、消防、環(huán)境監(jiān)測、設備操控、事故處理等協同聯動,且滿足遠傳功能。”此外,“可通過固定式或移動式智能巡檢系統(tǒng),定時自動對變電站主設備進行圖像與紅外測溫巡檢!

  啟動一體化平臺建設

  伴隨電力企業(yè)集約化管理理念的不斷深入,集團總部集中化管控的力度越來越大,對集團一體化平臺建設需求也越來越大。目前,2013年,國家電網全面推廣“三集五大”,其中一個主攻點便是330千伏以上變電站實施無人值守、集中監(jiān)控運行。南方電網公司也將啟動建設一體化信息平臺,五大發(fā)電集團為配合集團運作管理模式目前正重構其信息系統(tǒng)以建立新的管理與運營模式,把建立統(tǒng)一的信息平臺作為信息化建設的重點。

  在智能電網框架下,電力監(jiān)控系統(tǒng)被要求實現一體化、平臺化。據了解,一體化一方面是指多系統(tǒng)的融合,解決不同監(jiān)控系統(tǒng)信息孤島的問題;另一方面是指監(jiān)控系統(tǒng)與一次設備的聯合操控、與二次設備的通信,實現系統(tǒng)的互動互補。而隨著變電站“無人值守”的落實,電力系統(tǒng)監(jiān)控逐漸網絡化、平臺化,通過此平臺可實現整個市級電網以及省級電網的級聯,實現統(tǒng)一化管理。

  除此以上幾大需求點外,在Q/GDW Z202-2008等標準的指導下,各家電網應急指揮系統(tǒng)建設在提速。以電力生產應急指揮系統(tǒng)中將以電力生產應急指揮平臺為核心,管理配網視頻監(jiān)控系統(tǒng)、變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)、移動單兵系統(tǒng)、統(tǒng)一通信系統(tǒng)、視頻智能巡線系統(tǒng)等,并與已有的電網SCADA實時監(jiān)控系統(tǒng)、供電設施、GPS/GIS人員裝備實時定位系統(tǒng)、配網臺區(qū)實時故障信息在線監(jiān)測系統(tǒng)、指揮配網故障處置信息管理系統(tǒng)、備品備件及工器具管理系統(tǒng)等實現信息共享。

  3G無線技術及多樣化需求

  在3G等無線傳輸技術漸進成熟后,一些偏遠地區(qū)變電站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)搭建,以及電力線路設施應急搶修,都會評估無線傳輸技術應用的可能。另外電力用戶對安全的認識也逐漸在改變,逐漸對安防產品和技術出現多樣化的特殊需求。如在無人管理時間段內,避免外人入侵工作區(qū)竊取變電站設備或破壞設備等,對于變電站工作人員穿戴安全帽和安全工作服的檢測則充分體現了其行業(yè)屬性。

  電力行業(yè)體制改革在進一步深入,電力企業(yè)對信息化的要求也在不斷提高,在可預見的三至五年,電力信息化將主攻核心網絡搭建、各相關專業(yè)業(yè)務系統(tǒng)以及集中性平臺建設。高清化、智能化、集成化的安防系統(tǒng)或將集中火力助推智能電網建設提速。

(責任編輯:顧明)