3.智能化安防監(jiān)控管理子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的區(qū)域分布特點(diǎn)，使得管理不便，容易發(fā)生破壞、非法入侵、甚至盜竊事件，針對(duì)這些具體問(wèn)題，設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒門的防盜監(jiān)測(cè)電子監(jiān)控，監(jiān)控所有風(fēng)機(jī)塔筒門的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)權(quán)限準(zhǔn)入、遠(yuǎn)程控制、非法入侵實(shí)時(shí)性報(bào)警、語(yǔ)音嚇阻。為防止非法入侵風(fēng)機(jī)塔筒門并實(shí)施圖像取證，對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒底倉(cāng)設(shè)備、塔筒門實(shí)行視頻監(jiān)控手段。基于對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境的考慮，為在惡劣的區(qū)域自然環(huán)境中對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備的巡檢、維護(hù)檢修人員及車輛提供精確的無(wú)盲點(diǎn)定位導(dǎo)航和監(jiān)控，設(shè)計(jì)車輛人員巡檢定位系統(tǒng)降低安全風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到風(fēng)電場(chǎng)的智能安全防護(hù)功能。
智能化安全防護(hù)管理系統(tǒng)是以風(fēng)電場(chǎng)智能化統(tǒng)一平臺(tái)為中心，包括運(yùn)行在智能統(tǒng)一平臺(tái)的安全防護(hù)軟件模塊和若干個(gè)聯(lián)動(dòng)子系統(tǒng)，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范采集信息、數(shù)據(jù)交換、接口傳輸?shù)龋謩e管理各防護(hù)子系統(tǒng)的終端采集服務(wù)器。本文研究的防護(hù)子系統(tǒng)包括門禁系統(tǒng)、視頻語(yǔ)音系統(tǒng)、電力巡檢系統(tǒng)、消防系統(tǒng)。
3.1風(fēng)機(jī)門監(jiān)控子系統(tǒng)
風(fēng)機(jī)門監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)：由包含特種門禁控制器在內(nèi)的相關(guān)硬件設(shè)備及軟件服務(wù)組成；系統(tǒng)合理選擇適應(yīng)性鎖具、設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)相關(guān)信號(hào)量采集版、設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)相關(guān)安裝機(jī)架、適配器，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒門的電子監(jiān)控、對(duì)塔筒門進(jìn)行權(quán)限管理，門狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、防盜報(bào)警、視頻監(jiān)控、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程呼叫等。
圖4:風(fēng)機(jī)門監(jiān)控子系統(tǒng)原理圖
安全防護(hù)前臺(tái)的電子地圖以分布的地理位置定義展示當(dāng)前場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)設(shè)備信息。安全防護(hù)控制系統(tǒng)設(shè)備以心跳信號(hào)保持實(shí)時(shí)在線，實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)塔筒門狀態(tài)信號(hào)、非法開(kāi)門報(bào)警信號(hào)等；并實(shí)時(shí)應(yīng)答中心及其他風(fēng)機(jī)塔筒的遠(yuǎn)程開(kāi)門指令、遠(yuǎn)程呼叫請(qǐng)求。
門信號(hào)及鎖動(dòng)作信號(hào)傳感器采用霍爾元件進(jìn)行信號(hào)監(jiān)測(cè)，與普通的干簧管信號(hào)監(jiān)測(cè)方式比較，保證了高穩(wěn)定性和低誤報(bào)率。為使信號(hào)可靠穩(wěn)定，采用屏蔽性數(shù)據(jù)傳輸。在實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)門電鎖的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)前提下，針對(duì)非法開(kāi)門要以警報(bào)上報(bào)中心；針對(duì)系統(tǒng)性掉電，門禁系統(tǒng)將維持門鎖狀態(tài)；提供鑰匙緊急開(kāi)門方式，該方式將作為非法開(kāi)門上報(bào)。報(bào)警信號(hào)都以主動(dòng)方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)到中心，與傳統(tǒng)的中心點(diǎn)名查詢方式相比，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。針對(duì)各類呼叫、報(bào)警、監(jiān)測(cè)信號(hào)提供了語(yǔ)音提示。
智能化安防風(fēng)機(jī)門監(jiān)控管理功能，包括對(duì)場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)機(jī)塔筒信息進(jìn)行注冊(cè)管理、開(kāi)門授權(quán)管理；對(duì)場(chǎng)內(nèi)員工進(jìn)行信息注冊(cè)管理、發(fā)卡管理、開(kāi)門權(quán)限管理；對(duì)風(fēng)機(jī)劃區(qū)域性分布管理、風(fēng)場(chǎng)建設(shè)期信息管理；實(shí)現(xiàn)歷史記錄查詢，對(duì)權(quán)限開(kāi)門信息記錄、非法開(kāi)門記錄等進(jìn)行管理；實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)組織機(jī)構(gòu)信息注冊(cè)、部門分配、本系統(tǒng)的用戶登錄權(quán)限設(shè)置等。
3.2風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)視頻監(jiān)控、內(nèi)外部語(yǔ)音對(duì)講救援子系統(tǒng)
風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)視頻監(jiān)控、內(nèi)外部語(yǔ)音對(duì)講救援子系統(tǒng)：以視頻語(yǔ)音模塊為核心，通過(guò)與控制器的數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)中心對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)的底倉(cāng)設(shè)備及門的視頻監(jiān)控、同時(shí)借助相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程救援性呼叫、對(duì)講。
語(yǔ)音視頻呼叫連接，緊急呼叫連接，保證了實(shí)時(shí)監(jiān)控信息的傳輸。中心收到報(bào)警后，進(jìn)行語(yǔ)音提示，并自動(dòng)啟動(dòng)視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息實(shí)時(shí)切換。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員發(fā)生呼叫及救援?dāng)?shù)字語(yǔ)音信息，進(jìn)行語(yǔ)音提示處理。若安全防護(hù)平臺(tái)中心與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員傳送巡檢信息時(shí)可進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的遠(yuǎn)程呼叫。
風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)視頻語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)設(shè)在風(fēng)機(jī)塔筒底倉(cāng)設(shè)備、風(fēng)機(jī)塔筒門。信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)采用RTSP流傳輸協(xié)議，有效降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)影響，并可轉(zhuǎn)發(fā)。
3.3北斗衛(wèi)星通信
北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由我國(guó)建立的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，該定位系統(tǒng)可提供全天候、二十四小時(shí)的即時(shí)定位服務(wù)，授時(shí)精度可達(dá)數(shù)十納秒(ns）的同步精度。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間衛(wèi)星、地面控制中心站和用戶終端等三部分即可完成定位。北斗一號(hào)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的英文簡(jiǎn)稱為BD.在ITU（國(guó)際電信聯(lián)合會(huì)）等級(jí)的無(wú)線電頻段為L(zhǎng)波段（發(fā)射）和S波段（接收）。
本文的智能安全防護(hù)系統(tǒng)采用北斗一號(hào)系統(tǒng)的通信機(jī)制，北斗一號(hào)系統(tǒng)的基本功能包括定位、通信（短信息）和授時(shí)。北斗一號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)定位出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，另外中心控制系統(tǒng)從存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶出于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)科最終計(jì)算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這個(gè)坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號(hào)發(fā)送給用戶。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動(dòng)式雙向測(cè)距二維導(dǎo)航。地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。一代北斗只利用雙星定位，比GPS的投資小、建成快。
3.4人員車輛巡檢定位子系統(tǒng)
現(xiàn)場(chǎng)人員車輛實(shí)現(xiàn)自主掌控行動(dòng)方向，中心在電子地圖中監(jiān)控巡檢、維護(hù)檢修人員及車輛的行動(dòng)軌跡，對(duì)突發(fā)安全事件進(jìn)行掌控，以便提供救援。
圖5:人員車輛巡檢定位子系統(tǒng)框圖
人員車輛巡檢系統(tǒng)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的行動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)性精確掌控，保證了實(shí)時(shí)安全防護(hù)的宗旨。通訊服務(wù)功能通過(guò)北斗衛(wèi)星定位精確導(dǎo)航，無(wú)機(jī)站轉(zhuǎn)發(fā)，利用雙向通訊功能，直接通過(guò)衛(wèi)星將定位數(shù)據(jù)以短信報(bào)文發(fā)送到中心服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)信號(hào)盲點(diǎn)。與GPS的導(dǎo)航不同，北斗系統(tǒng)的選擇具有戰(zhàn)略自主性。
智能化安防人車巡檢監(jiān)控管理功能，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，即通過(guò)電子地圖展示車輛人員外出巡檢軌跡；車輛管理功能，即注冊(cè)車輛信息，注冊(cè)北斗移動(dòng)終端基礎(chǔ)信息；授權(quán)管理功能，即對(duì)使用車輛的人員進(jìn)行授權(quán)；報(bào)警功能，即通過(guò)移動(dòng)終端將遇警信息發(fā)送到中心；歷史記錄管理功能，即對(duì)車輛的使用歷史記錄、報(bào)警記錄進(jìn)行管理：通訊服務(wù)功能，是通過(guò)北斗短信息接收服務(wù)。
4.結(jié)論
智能化風(fēng)電場(chǎng)安全防護(hù)是風(fēng)電機(jī)組適應(yīng)未來(lái)智能電網(wǎng)要求的技術(shù)趨勢(shì)。綜合先進(jìn)的軟硬件技術(shù)，通過(guò)安全防護(hù)平臺(tái)、安全防護(hù)終端等安全防護(hù)系統(tǒng)的硬件設(shè)備，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件平臺(tái)系統(tǒng)，采用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)，針對(duì)安全防護(hù)監(jiān)控管理子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，為未來(lái)構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)的安全生產(chǎn)建設(shè)提供了有力的技術(shù)支持。
