1.智能化安全防護系統的結構設計
綜合性智能化安防監測管理系統,由系統應用軟件和系統硬件設備構成。該系統的應用軟件包括通信系統網絡軟件及新開發的安全防護平臺軟件系統。硬件設備包括安全防護控制系統設備、在調度中心增設的現場作業安全防護平臺及在現場巡檢增設的移動終端設備(手持)等。
1.1設計原則
安全防護系統的智能化建設是風力發電技術的重要組成。隨著智能化電網的快速發展,計算機、信息、自動化技術的融入推進了安全防護的管理智能性。安全防護的智能化建設要突破傳統的風電場人力監控管理的思路,利用先進的軟硬件技術、最新的自動化技術、通信技術,結合現場安防設備應用的環境及風電場安全生產運行的經驗,設計智能化安全防護管理系統。
系統的設計要遵循“先進適用、可靠穩定、合理擴展”的設計原則,綜合運用軟硬件技術,開發出適用性強,符合實際需要、軟件部署方便,操作簡單實用,監測報警實時性強的安防管理系統。統一場區安防及其他必要的安防管理信息平臺,實現綜合智能化安防監控信息的管理目標。
1.2智能化安防系統結構設計
采用模塊化系統設計,結合風電場安防監測目標,整合塔筒門監控、塔筒內底倉視頻監控、緊急救援、語音對講,人員車輛巡檢定位、場區安全防范、消防系統接口等子系統,形成綜合性智能化安防監控管理信息系統。
圖1:智能化安全防護系統架構
安全防護系統的設計突破了傳統的發電廠生產運行管理的一貫思路,借鑒智能電網關于信息安全防護的優秀技術和理念,在系統的設計上采用先進的計算機語言、自動化技術及先進的通信技術,采用模塊化設計將各防護子系統有機結合,真正達到人防、物防、技防,實現綜合性智能化風電場安全防護監測管理信息系統。
2.智能化安全防護系統的原理及實現
2.1智能化安全防護系統原理
綜合性智能化安防監測管理系統,是基于網絡服務(WEB)技術作為開發平臺進行開發,結合風力發電場區風機塔筒區域分布廣的特點,利用北斗衛星定位技術、北斗衛星短信服務技術、地理信息技術、網絡通訊技術,無線通訊技術(非接觸式射頻卡技術)、以電子地圖展示方式,對風場場區、風機塔筒、風場人員車輛等進行全面安防管理的綜合性、模塊化的智能監控平臺。
圖2:智能化安全防護系統原理
2.2安全防護平臺軟件
圖3:智能化安全防護系統服務架構
系統采用Microsoft Visual Studio .NET技術,C#開發。前臺運行環境采用IE8及以上瀏覽器,’展示采用SilverLight技術。SilverLight是一個跨瀏覽器、跨客戶平臺的技術,能夠設計、開發戶發布有多媒體體驗與富交互(RIA, Rich Interface Application)的網絡交互程序。前臺監控系統是以電子地圖為主頁,電子地圖開發基于Google Map,針對指定風場地區進行地圖切片,離線保存廠供內網使用,利用Google Map Ajax API進行電子地圖應用性開發。
系統后臺服務器運行環境采用Microsoft Windows Server2008 R2,Web服務器采用IIS6,數據庫采用Microsoft SQLServer2008o后臺職責包括系統數據庫在內的基礎數據服務,Web網絡數據服務、監控通訊數據收發服務、視頻語音數據流服務、北斗短信收發處理服務。
2.3安全防護平臺硬件
安全防護控制系統設備主要接收風機門監控、風機塔筒內外視頻語音及人員車輛巡檢定位信息,并將信息通過設備傳送至防護平臺。硬件設備主要包括以下四個模塊:
風機門禁設備采用非接觸式射頻卡技術,利用風場與風機塔筒的網絡資源,采用TCP/IP通訊協議進行安防數據主動上報和數據交換。
視頻語音模塊通訊采用TCP/IP網絡傳輸,視頻壓縮H264,視頻幀可調,應用層采用RTSP協議,考慮到所占帶寬,對圖象的大小做限制,352*288的大小。
人員車輛定位采用北斗衛星定位移動終端(平板),收到定位數據后,按指定時間間隔以短信方式及時通過衛星將人員車輛巡檢路線數據上報到中心,中心服務系統與北斗短信接收機通訊,接受短信報文,并將定位信息展示到電子地圖中。
在特種安防控制器設計中預留消防探測器信號接口及聯動接口,為消防系統接入預留擴展性接口,將火災信號實時送到安全防護管理系統。
2.4安全防護終端
防水車載移動終端是人員車輛巡檢定位與中心信息交互的通信接口。巡檢車載設備將巡檢車輛的位置及巡檢信息通過通信系統網絡實時傳送到安全防護中心并轉發給現場作業的安全防護系統控制接收設備,以電子地圖的形式進行行動軌跡標注。
防水手持移動終端是工作人員與安全防護管理系統的通信接口。利用手持報警器的紅外檢測功能可以對風機機艙內、機艙外等安全防護區域進行安全預警。通過無線網絡(wifi )或藍牙將人員的位置信息、巡檢信息送到安全防護管理平臺,并接受安全防護管理平臺送來的信息,實現巡檢系統與生產管理系統的聯動。根據巡檢人員的位置信息,安全防護前臺能夠自動跟蹤,門禁系統聯
動開放或關閉的各種高級應用。
依據目前風電場的管理機制,生產管理系統負責生成工作票,有工作票責任人發放專用工作卡,利用該卡激活手持移動終端,可以打開某些門禁,工作票施工結束后,在生產管理系統電子簽名以結束工作票。由生產管理系統將工作票操作信息接入安全防護管理系統,通過智能平臺報告這些信息。