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智慧安监应急指挥信息化平台方案解析

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本期导读

智慧安监应急指挥信息化平台方案解析

2019-06-24 16:49:19 讲师:大华 编辑:杨洋洋
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       近年来,安全生产相关领域频繁发生特别重大的事故,在2015年8月12日晚11时许,天津滨海新区一处集装箱码头发生爆炸。爆炸喷发火球,同时引发周边企业二次爆炸,方圆数公里有强烈震感。据悉,发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品。

       这些特大事故的发生不断地引起大家对安全生产监督的高度关注,国家也开始从各个方面加大对安全生产监管的信息化投入,用多种手段加强对安全生产的监管,从安防的角度来讲,如何利用安防手段最大化减少此类事故造成的损失以及避免事故的再次发生成为安防界共同思考的问题!采取技术先进、稳定可靠的安全防范系统从事前、事中、事后来保障危化品的安全生产、稳定运行、安全储存已经成为行业乃至社会安全的迫切需求。

       基于危化品生产、储存、运输及使用等各个环节的综合安防管理需求,提出了一套完整的高可用性解决方案,旨在建设一个集日常生产管理、安全防范、事故防范以及事故发生时应急救援指挥为一体的动态综合安全监测及应急指挥救援系统。

事前:有效提升高危企业风险预警与防控和事故隐患排查、治理能力,把事故隐患消灭在萌芽状态,从而达到杜绝及防范事故的发生;

事中:为事故救援提供及时、准确的救援信息,大大提升事故救援能力,最大限度的减少事故损失。

事后:为管理部门提供事故发生原因大数据分析,通过信息化的手段为调查事故责任部门提供证据并相应处罚,从事故中得出教训并提出整改意见。

       本项目建设是以市级为建设范围,建立起整个市安监局监管范围内智慧安监应急指挥信息化系统。包括范围如下:

  • 市安监局智慧安监应急指挥信息化平台的软硬件系统建设;
  • 区县安监局智慧安监应急指挥信息化平台的软硬件系统建设;
  • 各危化品生产企业的物联网传感采集系统、视频监控系统的软硬件系统建设;
  • 高危企业各环节:生产、运输、仓储、使用等各个环节的物联网传感采集系统、视频系统的软硬件系统建设;

设计原则和标准

系统设计原则

       针对安监局高危企业监控及安全生产应急指挥系统的特点,为了保证系统的成功实施,我们制定系统设计原则:标准性、扩容性、系统性、正确性、完整性、可维护性、先进性、继承性和安全性。

标准性原则:整套系统的每一个环节符合国家视频监控系统相关设计要求,控制协议、传输协议、接口协议、视音频编解码、视音频文件格式等均符合相应国家标准或行业标准的规定。针对于安监行业的特殊性,系统接口中应充分考虑与其他系统的对接问题,在保证系统数据能够相互调用的前提下,采用通用接口进行开发。

先进性原则:方案设计中,充分考虑到了安监局需要新建的是一套“智慧安监应急指挥信息化平台”而不是“视频监控系统”,在充分发挥大华视频监控的技术优势的同时,贴合安监局日常监管危险源以及重大安全生产事件的应急指挥的业务需求。平台已指挥调度为主,以视频为辅。

可靠性原则:系统具有高可靠性,在系统架构上采用集中管理系统采用国际流行技术和架构进行设计,采用诸多故障处理机制、容错机制、备份机制、以及结构化、分布式的结构提高系统的可靠性。在硬件上选择高品质的硬件设备,系统的控制主机可选采用双机热备份来进行冗余工作,当其中的一台主机发生故障时,另一台可以继续工作。对此,我们尽量使操作功能软件化,减少故障点;我们还采用完整的备份系统和系统安全包对系统数据进行保护,把系统的故障率降到最低点。

安全性原则:在信息共享系统中,充分利用主机、网络以及数据库管理系统提供的安全保障机制,确保整个系统的数据安全。操作人员的登录、操作有相应的登录、操作日志。传输中的数据流采用加密算法,防止数据在传输过程中被截取。同时,对系统重要数据提供可靠的备份和恢复机制,以确保整个系统的安全。

可扩展性原则:系统采用模块化设计,分布式架构,保证新功能、模块添加的方便。系统采用标准化接口、协议及流媒体技术,在系统设计时充分考虑到将来系统扩充的可行性,系统中预留了为后期进行扩展的大量接口。

经济性原则:在满足用户需求,保证系统功能完善、先进、可靠的基础上,通过利用分布式网络监控系统的远程控制管理功能,尽量降低系统的成本和运行、维护费用。

易用性原则:系统功能强大、界面友好。软件设计人性化,易于被普通用户掌握、操作和使用。

易维护性原则:系统基本上可以处于免维护工作状态,且人工维护可在远程操作。维护简单,易于管理。

系统建设需求

高危企业如化工厂、化学品仓库等区域存在大量挥发性、易燃性及有毒气体、粉尘及原材料,如聚乙烯、聚丙烯及原油原材料等,一旦泄露会对人体、周围环境产生重大影响;且此类区域为易燃易爆高危区域,如油气库、化工贮藏区,若发生火灾、爆炸事故,其所造成的后果都是不可估量的。

虽然巡视员或维修工的定期巡查是不可或缺的,但随着信息化的飞速发展和生产数据的日积月累,传统的管理方式和数据手工记录模式已不能满足现代企业的发展要求,对危险源的实时监控、对生产信息的实时采集、对违规行为的智能化视频分析预警、数据统计和查询共享化已成为现代企业保证工作质量、提高工作效率、降低生产成本的必然管理方式。初期引入的安全防护体系的建设还比较简单,虽一定程度上减轻了工作人员的任务量,但是仍存在系统复杂、维护成本较高等弊端。结合现代化管理进程的加大,对于大型炼化厂、仓库等危险品区域的的安防体系建设与安防行业整体科学技术的进步并行发展,迫切需要实现现场数据和设备信息的实时采集和数据分析、指令的远程下达以及对设备的控制等功能,使分布广泛的现场生产数据实现网络化,提高应急反应处理能力和全面保护生产、员工及周边的安全,为整个危化品的安全生产、存储监控和应急指挥调度提供准确及时的第一手资料。

对于此类高危企业的安全监管,主要是提升能源行业厂区在发生突发事件时的预警、处置以及厂区的日常安全防范管理能力。安全监管需求主要包含生产/贮存区域安全监控、人员车辆管控、事故预警以及应急处理等方面。

  • 生产过程

生产过程中要注意三个方面的安全:

  • 工作设备本身的生产运营状况,如储存罐、阀门是否泄漏,天然气、煤油、石化传输等管线是否爆裂或遭到有意无意破坏;
  • 监管原材料及成品装卸工程中的合规操作,如监管进出的车辆、记录进出车辆的车牌号码,监督工作人员是否违规如抽烟、使用打火机等;
  • 贮存区域

贮存区域需关注以下几点:

  • 监控企业是否按照规定,对于不同的危化品应严格按照隔离、隔开、分离的原则进行储存;
  • 实时采集库房内环境数据,如库内有毒物浓度、温湿度是否超标,是否漏水等;
  • 对于高危企业的生产及储存仓库周边水源,空气等进行监测。
  • 人员车辆管控
  • 防止非相关人员的侵入进行偷盗和破坏活动;
  • 对于进入园区的人员应严格进行身份的审核控制并记录;
  • 对于进出园区的运输车辆、普通车辆全程监控。
  • 事前预警

通过视频智能分析、传感器报警采集等手段,当发生监测数据超标、人员、车辆异常等情况时,第一时间发出报警信号,并联动弹出现场视频图像,提醒相关人员,进而采集应急措施。

  • 应急处理

当紧急事件发生时,各语音、视频、数据系统间进行协同联动,指挥中心接到报警信号后,可及时采取疏散、隔离、扑救等措施,尽可能减少事故损失,提升应急作业效率。

系统建设目标

建设目标概括为“风险预警、应急救援”,为市/区县安监局建设一套智慧安监动态风险预警及应急指挥救援系统,以达到如下目标:

  • 满足安监局日常监管业务的需要;
  • 安监局危化品、重大危险源预警,通过对温度、湿度等环境温度的探测做到事前预警;
  • 加强安监局对监管企业的监管力度、频度和透明度 ;
  • 增强安全生产监管企业和安监局的日常沟通 ;
  • 明确安全生产监管企业和安监局的责任和职责 ;
  • 在突发事件发生时,能应急指挥迅速处置,将损失降到最低 ;

总体系统结构

在本项目中,充分考虑到安监局对于风险预警及应急指挥救援系统的基本需求,大华设计了整个市安监局监管企业危化品、重大危险源监控及安全生产应急指挥信息化平台解决方案,系统结构图如下图所示:

安全生产应急指挥信息化系统联网总拓扑图

该联网系统纵向共分成三个层次,各个危化品生产企业、区县安监局风险预警及应急指挥中心、市安监局风险预警及应急指挥中心。

各个危化品生产企业作为最下层受监管单位,采集重点位置的视频点位、传感数据信息,并做本地汇集及存储,并通过专网/公网上传区县安监局。

区县安监局风险预警及应急指挥中心作为本区县安全生产的综合监管中心,起到本区县所有有关安全生产及危化品的重点监管工作,能实时远程监看各个危化品企业的重要视频点位、传感数据信息,一旦前端采集的数据超值输出报警,区县安监局立即进行报警复核、并启动相关应急预案及应急指挥救援工作;并与相关区县委办及相关单位进行协同应急指挥工作。

市安监局风险预警及应急指挥中心作为本市安全生产的综合监管中心,起到本市所有有关安全生产及危化品的重点监管工作,能实时远程监看各个危化品企业的重要视频点位、传感数据信息,一旦前端采集的数据超值输出报警,市安监局立即进行报警复核、并启动相关应急预案及应急救援工作;并与相关市委办局及相关单位进行协同应急指挥工作。

下属的单个监管企业安防系统主要由安全电视监控系统、工业电视监控系统、周界报警系统、火灾报警系统、门禁系统、动环采集系统、出入口车辆控制系统、停车场管理系统、电子巡更系统、程控调度电话/扩音广播系统组成。

作为安监局的重点监管对象,可将各个企业原有视频及传感系统利旧,与区县安监应急中心进行对接;也可新增关键视频点位及相关视频系统、物联网传感数据系统,并与区县安监应急指挥中心进行对接。

系统组成如下图所示:

应急指挥系统设计

语音接入方案

语音接入模块是应急指挥调度系统基础功能模块,是迅速下达命令、协同指挥的有效手段,大华应急指挥调度系统通过接入网关设备实现与各种语音通信系统及设备的互联互通。

  1. 模拟中继接入

应急指挥融合调度系统通过模拟用户中继网关的模拟外线接口(O口)与PSTN运营商的外线模拟电话线对接。

优点:部署配置简单,费用及环境要求相对较低。

缺点:呼叫接续速度最慢,语音质量较差。

  1. 数字中继接入

应急指挥融合调度系统通过数字中继网关的数字中继接口(E1口)与PSTN运营商的数字中继对接。

优点:呼叫接续速度快,数字语音音频质量,音质好。

缺点:部署配置简单,费用及环境要求相对较低。

  1. SIP中继接入

应急指挥融合调度系统通过软交换服务的SIP协议接口与PSTN运营商的IP软交换设备通过协议方式接入。

  1. 用户接入

系统语音用户主要有如下类型:模拟电话(S口)、IP电话(SIP协议)、可视电话(SIP协议、调度台、单兵终端、手机app等)

模拟电话通过模拟用户中继网关或模拟用户网关的S口接入,实现了模拟电话直接接入大华应急指挥融合调度平台,作为平台的一个分机来进行电话呼入呼出的功能。

集群对讲接入方案

应急指挥融合调度系统通过3种方式支持对讲系统接入,包括模拟常规、模拟集群、数字常规、数字集群;PDT、DMR、TETRA、MPT1327、 P25等不同制式、不同标准的多种系统。

  1. 通过无线接入网关与车载对讲机设备,实现所有对讲系统的接入。该接入方式提供了最通用的接入方案,无论是什么系统,通过该方案均可实现融合通信指挥调度平台与对讲系统终端的语音互联互通。
  2. 通过SIP协议,实现与集群系统终端用户之间的组呼、单呼通话

手机app接入方案

应急指挥融合调度系统可提供手机APP接入,实现指挥中心对现场人员的调度,通过客户端任务下发,GIS定位显示、视频通话、多媒体会议等功能了解现场情况,现场人员通过手机APP视频预览、信息上传、视频上传等功能实现及时向指挥中心反馈情况。

单兵、车载NVR终端接入方案

单兵系统具有便于携带、快速移动、快速部署及快速使用的特点,在综合指挥调度过程中,具有不可或缺的作用。应急指挥融合调度系统提供单兵终端接入,实现对现场人员的调度,通过单兵终端了解现场情况。

应急指挥融合调度系统通过单兵、车载接入网关以及单兵终端接入管理软件,接入单兵系统,形成对单兵终端的综合指挥调度,实现系统与单兵系统间的联动功能。

广播接入方案

系统提供音频接入网关,实现2路音频输入输出,可接调音台系统或者广播系统。打破了模拟广播的界限,只要有TCP/IP网络都可实现广播或者调音台的接入。进一步实现对数字会议系统的指挥调度。

视频接入方案

应急指挥融合调度系统可以接入视频监控信息,支持H.264、MPEG、MPEG-4等视频格式。

视频模块具有标准化接口,支持多种标准化协议,支持2048路视频接入、管理。前端视频监控系统建设年代和标准可能不一致,应急指挥融合调度系统采用三种接入方式进行视频接入。

  • 平台接入:通过标准接口或SDK直接通过监控平台对选定的视频进行接入。
  • 前端接入:对于平台不好接入的部分监控系统,通过SDK或者标准化接口接入DVR、NVR、车载等视频。
  • 摄像机接入:针对前面两种方式无法接入的设备,直接接入IP摄像机的视频监控图像,模拟摄像机需配置视频编码设备接入至系统。

无人机视频接入方案

无人机视频通过IP网络直接接入到可视化调度指挥系统,实现无人机巡逻实时画面的回传。

视频会议系统接入方案

系统可接入视频会议信息,支持H.264、MPEG、MPEG-4等视频格式。系统可通过SDK接口、SIP中继、H.323协议三种对接方式与视频会议系统对接,实现应急指挥融合调度系统与视频会议系统的互联互通。

GIS地图接入方案

通过SDK接入GIS地图,可支持专业GIS地图引擎或在线GIS地图。并在此基础上进行开发具体应用,使图形业务完美的融入应急指挥融合调度系统,实现基于图形直观、便捷的指挥调度。

环境数据采集系统设计

系统组成

监管企业环境数据采集统是指实现对企业内危险源周边环境状态,如气体泄漏、粉尘、积水、湿度超标、烟雾发生及高温等情况自动监测和告警功能。同时与视频监控及安全防范子系统结合实现智能联动、实时显示。

可以将实时的动力环境数据与实时视频图像通过视频动环一体机做视频叠加,通过实时视频图像可以直观的观察到实时的动力环境数据。当动力环境数据超限报警时,可以根据设定的联动预案,在监控画面上自动弹出实时视频与数据。

物联网数据采集预警系统

安监局应急指挥中心设计

安监局风险预警及应急指挥中心是整个监控体系的核心部分,具有最高的管辖范围和管理权限。分为区县安监局风险预警及应急指挥中心、市安监局风险预警及应急指挥中心。

安监局风险预警及应急指挥中心主要由综合安防管理平台、可视化应急指挥系统、视频综合管理平台、智能运维系统、智能视频分析系统、显示设备、网络设备及监控终端等组成。

其中综合安防管理平台、可视化应急指挥系统为本次中心设计的关键点。

安监局应急指挥中心系统结构图

应急指挥平台设计

支持全可视操作,电子地图上可以显示视频类设备、语音类设备、动力环境类设备、建筑。可以快速拨打电话、点播视频、门禁控制,无缝召开应急指挥会议。

综合安防管理平台设计

实时监视

实时监视功能

功能概述

可对图像进行实时浏览及切换控制,支持单画面、四画面、九画面、十六画面、三十二画面、自定义布局等任意多画面组合模式的监控, 对指定视频窗口进行实时抓拍、实时录像以及即时回放。

通过联网监控系统可以对远程点位进行实时监控和现场监听,可在中心查看任意一个点位的视频图像,可在同一个界面上同时查看多个点位的视频画面,即可以在操作台上也可以在电视墙上进行查看显示,并可以设置分组循环监视显示。支持对所有设备和选看设备进行顺序轮巡与分组轮巡,轮巡时间可设;支持显示单个和多个实时监控图像的实时码流数据。

通过将通道添加到收藏夹,可以实现快速打开需要预览的通道。同时可将视频分享给其他在线用户查看。

支持标准RTSP协议,第三方平台、工具可以通过标准的RTSP URL向平台获取视频流。

云台控制

功能概述

云台控制,支持八个方向控制操作、锁定功能、三维定位、变倍、聚焦、预置位、巡航、守望点等功能。

支持鼠标模拟,根据鼠标位置与窗口中心的距离自动调整转动速率和方向。

支持高级别用户对低级别用户的图像解锁和操作抢断,抢断操作自动完成,抢断后的释放可以是高级用户通过简单的操作完成;抢断时低级别用户能收到明显提示;同等级的用户可以相互对某个球机的控制权进行抢夺。

语音对讲

功能概述

提供客户端与前端设备或视频通道进行语音对讲及广播功能。

支持对现有的DVR语、IPC、NVR等接入管理,支持双向语音对讲以及语音广播。可以自动根据设备匹配相应的语音对讲参数,也可以自行配置相应的语音对讲参数。

轮巡任务

功能概述:

监控任务和监控计划是一种监控轮巡策略。用户可以通过设置监控任务,指定一组摄像头在特定监控画面中打开。用户可以通过设置监控计划,指定监控任务在特定的时间内执行。

录像回放

 

功能概述:

监控系统的建设除了实时监视和报警,防患未然外,还有一个重大的作用就是事发后有据可查,因此,录像的检索、连续流畅、多功能播放也是平台的一个很重要的功能。

支持对录像进行剪辑下载,任何一段连续时间的录像都可以根据用户需求下载。可以对用户选择的录像进行格式转换,可支持转换成AVI媒体文件格式。

支持在实时预览界面手动触发平台录像。支持对具有录像功能的前端设备,断网恢复后进行断网期间的录像补录,并且可以设置开始结束日期或者每天指定时间段进行录像补录。

报警功能

报警联动功能

功能概述:

平台实现全面收集系统中各种报警信息,包括:报警主机、监控主机、门禁主机、智能分析设备、其他IO设备、系统事件(CPU高温\RAID降级)等多种报警类型,合理地设计报警处理流程和报警管理功能。

系统支持报警视频集中存储、报警视频上墙、联动警灯警号、电子地图闪烁、短信提醒、邮件提醒、客户端视频弹出、预置点定位、前端I/O输出等丰富的报警联动策略。不同的报警信号源,不同等级的报警可以设置不同的报警联动预案。当瞬间报警量过大时,比如设备故障时,可以设置报警风暴过滤,减少相同报警数量。

报警管理提供接收到的报警信息罗列和查询过滤操作。报警等级通过不停颜色进行区分,报警的信息包括处理状态、报警类型、时间、事件类型、报警设备、通道、报警等级。用户可以指定报警类型、时间段,对相关的设备进行报警信息的查询。

报警接收以后,可在客户端/WEB上查询相应的报警记录,同时针对未处理的报警可在客户端批量处理,添加相应的备注信息。

视频上墙

视频上墙功能

功能概述

上墙有多种模式,支持即时上墙、任务上墙、回放上墙以及报警联动上墙。配合设备,可以在平台上控制屏幕开关,重点画面加框、多画面声音同步展示、OSD叠加等功能。可在上墙界面控制云台操作,针对多屏幕展示时,有鹰眼效果,可以局部放大简便了操作。

支持模拟视频、计算机信号、高清数字信号、网络视频信号的融合拼接、开窗、漫游、智能规则展示等功能。支持窗口视频轮巡、任务轮巡、预置点定位。

电子地图

电子地图功能

功能概述:

提供基于GIS的全业务操作,包括前端资源设备管理、图层管理、地图操作、视频监控、GPS定位和监控、录像回放、综合查询、报警管理、统计分析、车辆管理等功能。支持各种资源的展示。

可以在视野内根据过滤条件搜索当前地图窗口中的设备通道。如果设备支持可视域功能,则可以看到该设备通道的可视的范围。可以通过线选、框选、圈选等多种方式在电子地图上打开实时视频。

门禁控制

功能概述:

出入控制系统是以智能卡技术、计算机技术为核心,加上可靠的门、通道控制设备,从而实现进出门方便、安全、实时的现代化管理;该系统可实现人员出入权限及信息监督管理功能。

平台负责接入系统内各门禁设备,并支持相关控制,包括开关门、门禁报警接收、信息记录、视频联动等功能。

卡口监控

功能概述

平台可以接入卡口设备,可以实时查看卡口过车图片记录。支持通过开始时间、结束时间、抓拍地点、车牌号码、车辆类型等筛选条件,对车辆在卡口监控下的所有历史信息进行查询、统计管理,并可以图形化的方式展示结果。

针对违章车辆,可以在平台针对车辆信息进行布防,当违章车辆出现时将产生报警,可以快速定位到违章车辆。

动环管理

功能概述:

动力环境可以接入大华视频动环主机,可以实时展示动环数据,支持历史数据统计、查询、数据图表化分析,以及异常数据报警、联动视频、联动报警输出等功能。视频信息可以叠加动环参数,对动环报警可以查看报警时的视频信息。

运维管理

功能概述:

提供对整个系统设备、服务器、网络的监控,便于及时发现设备问题,进行报警和维修。运维安全系统还提供了智能化分析功能,根据平台配置的轮巡计划、任务和方案,对前端视频设备进行轮巡检测分析(视频的清晰度、亮度、对比度、颜色、运动、噪声、相似度等共计11项),能自动分析设备图像异常等问题,减轻了运维人员工作量,提高视频数据质量。

故障报警通知, 当监控到实际设备故障后,可通过邮件、短信、声音等多种方式通知到相应管理人员,提醒其进行处理维护。

报表统计,针对设备运行情况、视频完好率和报警记录进行报表统计,为业务部门提供量化的决策分析。

三维地图

功能概述:

三维地图支持沉浸式三维漫游、空间分析、效果展示等技术特性;支持开放底层SDK API接口,满足二次开发应用;满足三维空间数据建库、网络发布、场景浏览的三维建模建设。支持B/S、C/S、手机客户端。

指挥调度

功能概述:

指挥调度系统实现了各种语音、视频、数据系统间的协同联动功能,将各独立系统融合到一起,实现声音、文字、图像、数据信息一起综合展示,提升了当前系统的应用能力和价值,提高了作业效率。

出入口

功能概述

出入口功能整合了出入口摄像机、道闸、控制机、门禁卡等硬件资源,实现对出入口的可视化综合联动管控体系,包括出入口显示及控制、停车收费、车辆查询、卡片管理等功能。

手机APP

功能概述:

手机APP是一款专为安防领域设计的移动平台监控软件。支持多点触控、手势识别,可实现对前端摄像机、硬盘录像机、网络球机等设备的实时预览、录像回放、云台控制、电子地图管理等功能。支持门禁、报警、动环的显示、控制功能。

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