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圖像火災(zāi)探測、災(zāi)害事件監(jiān)測和CCTV監(jiān)控三合一解決方案
一. 行業(yè)背景
在世界工業(yè)化、城市化和信息化進(jìn)程中，災(zāi)害事件一直伴隨著這一發(fā)展進(jìn)程，而這些災(zāi)害又給人們造成生命和財產(chǎn)的損失，不同災(zāi)害種類之間形成的耦合問題，使得減災(zāi)防災(zāi)難度更大。災(zāi)害事件在不同行業(yè)中的表現(xiàn)形式各不相同，對于石油化工企業(yè)而言，生產(chǎn)工藝裝置過熱，生產(chǎn)運輸過程易燃易爆氣體泄漏以及違規(guī)操作等都可能進(jìn)一步發(fā)展或耦合出爆炸、火災(zāi)或其它類型的災(zāi)害事件，而危及人們的生命和財產(chǎn)安全。對于交通隧道而言，違章停車、逆行、出現(xiàn)行人、拋灑物、擁堵等都屬于與安全息息相關(guān)的安全事件，而火災(zāi)則是其中最為危險的災(zāi)種。因此所應(yīng)用的系統(tǒng)能進(jìn)行極早期探測，發(fā)現(xiàn)災(zāi)害事件，及時報警，將災(zāi)害控制在萌芽狀態(tài)則意義重大，同時針對災(zāi)害耦合的全過程進(jìn)行有效偵測就成為當(dāng)今安全系統(tǒng)繼續(xù)解決的問題。英特威視提出了以視頻為核心的智能視頻災(zāi)害事件偵測、火災(zāi)探測和CCTV 監(jiān)控三合一的新型解決方案，為有效解決防災(zāi)減災(zāi)問題提供了新思路和新方法。
以公路隧道為例，目前國內(nèi)使用的火災(zāi)探測方法包括：分布式光纖感溫探測器、準(zhǔn)分布式光纖光柵感溫探測器和雙波段紅外火焰探測器。然而，由于隧道環(huán)境的特點，例如隧道內(nèi)始終保持有一定速度的風(fēng)流、某些事件早期主要是煙霧而還未產(chǎn)生火焰等等，這些都使得以往基于燃燒的產(chǎn)物，例如溫度，傳播或輻射到探測器的部位而感知報警的火災(zāi)探測系統(tǒng)，存在響應(yīng)速度較慢的問題，尤其是隨著隧道一年四季環(huán)境溫度的變化，探測器要保持合適的靈敏度也存在一定問題，當(dāng)然由于風(fēng)速引起的溫度飄移更使得探測器不能給出準(zhǔn)確的火災(zāi)位置信息；對于火焰探測器而言，隧道中被調(diào)制的太陽光、車輛的遮擋，都是非常致命的問題。這些系統(tǒng)還存在不能提供災(zāi)害現(xiàn)場可視信息，火災(zāi)確認(rèn)時間長的問題。隨著圖像火災(zāi)探測系統(tǒng)十多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了可靠、高效應(yīng)用的水平，而英特威視的AlarmEye?更是獨樹一幟，為公路隧道三合一解決方案提供了重要手段，同時解決了隧道火災(zāi)自動探測報警、交通事件檢測、CCTV監(jiān)控的功能。
二. 系統(tǒng)框架
三合一整合系統(tǒng)主要由三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，即現(xiàn)場設(shè)備層、區(qū)域監(jiān)控管理層和中央監(jiān)控管理層。現(xiàn)場設(shè)備層包括分布智能圖像型火災(zāi)探測器、分布網(wǎng)絡(luò)熱像感溫探測器、事件檢測模塊以及其它可供整合的常規(guī)探測設(shè)備或信號采集系統(tǒng)；區(qū)域監(jiān)控管理層主要實現(xiàn)區(qū)域災(zāi)害事件報警、監(jiān)控和信息管理；中央監(jiān)控管理層主要完成通信、流媒體等各類服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控， 形成集中監(jiān)控、管理和指揮。
通過采用不同的前端，或者增加前端功能，三合一系統(tǒng)即會升級為多合一系統(tǒng)，以交通隧道三合一為例，通常情況下火災(zāi)探側(cè)、交通事件檢測和CCTV監(jiān)控是三合一的主體，但此時可以增加分布網(wǎng)絡(luò)熱像感溫探測器用于隧道內(nèi)高溫車輛的偵測，系統(tǒng)即增加了一維災(zāi)害的偵測能力，那么如果在將環(huán)境監(jiān)測的接入系統(tǒng)便會形成多合一的監(jiān)控解決方案了。如果再進(jìn)一步整合消防聯(lián)動控制和自動滅火系統(tǒng)，或者整合隧道降溫系統(tǒng)等，那就成為一套多合一整合的綜合減災(zāi)防災(zāi)的系統(tǒng)。
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三. 系統(tǒng)特點與優(yōu)勢
–全球首創(chuàng)的三合一整合解決方案，是交通隧道、工業(yè)行業(yè)等最具應(yīng)用價值的整合安全解決方案
–早期發(fā)現(xiàn)災(zāi)害的根源，早期控制，早期處理
–更簡潔，更高效，更經(jīng)濟(jì)適用
–基于可見光、紅外光等多頻圖像，實現(xiàn)火災(zāi)探測報警，過熱、違規(guī)操作等災(zāi)害事件的偵測和可視化監(jiān)控，形成災(zāi)害的多層防御體系
–一套系統(tǒng)解決傳統(tǒng)需要三套或多套系統(tǒng)解決的問題
–多頻圖像和智能識別算法，大大提升系統(tǒng)的有效性和可靠性
–更早期的災(zāi)害事件和火災(zāi)偵測報警，大大提高保護(hù)生命財產(chǎn)安全的能力
–更準(zhǔn)確有效的災(zāi)害事件偵測，應(yīng)對自然或人為災(zāi)害的發(fā)生
–全可視化系統(tǒng)，令各類災(zāi)害一覽無遺
–全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，共享數(shù)據(jù)傳輸、存儲處理平臺，系統(tǒng)更簡捷
四. 系統(tǒng)應(yīng)用
1)公路隧道解決方案
目前為止，全球范圍內(nèi)，交通隧道中抵御自然或人為災(zāi)害的安全設(shè)備和設(shè)施仍然很不完善。在鐵路和公路隧道中，消防安全極具挑戰(zhàn)性，因為其特有的隧道環(huán)境特征、日益增加的交通流量和尚待發(fā)展的安全規(guī)范，例如隧道狹長煙氣排放困難、不便于救援等。隨著社會的發(fā)展，交通擁擠程度不斷提高，車輛的類型復(fù)雜化，新的交通工具不斷產(chǎn)生，已建隧道和新建隧道在消防安全系統(tǒng)的設(shè)計上均需要創(chuàng)新的方法和技術(shù)手段。例如，可靠和早期探測器的隧道火災(zāi)探測器可以為隧道管理者提供更早期的警報和火災(zāi)部位，贏得更多的時間，從而使應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)及時啟動，及時疏散人員，和進(jìn)行必要的救援。
隧道的消防安全問題是一個復(fù)雜的問題，但無論如何，針對隧道內(nèi)出現(xiàn)的可能導(dǎo)致火災(zāi)的異常事件進(jìn)行及時快速的偵測是絕對必要的，這將影響到隧道內(nèi)人員的安全和隧道運行管理人員應(yīng)急預(yù)案的采用。有兩類事件會很容易演變?yōu)閷λ淼纼?nèi)人員的巨大威脅：
1） 火災(zāi)（煙霧、火焰），
2） 任何可能導(dǎo)致車輛停止損壞的事件，包括撞車、車輛故障、逆向行駛、車輛遺落物品等，這些事件可能導(dǎo)致災(zāi)難性的時間，甚至耦合轉(zhuǎn)變?yōu)榛馂?zāi)。
三合一解決方案在采用一套系統(tǒng)的基礎(chǔ)上解決原先需要三套系統(tǒng)解決的問題，前端AE900視頻圖像火災(zāi)探測器既實現(xiàn)火災(zāi)探測和報警信號輸出的功能，同時輸出視頻圖像，再后端通過分析服務(wù)器進(jìn)行交通事件檢測分析和CCTV監(jiān)控。當(dāng)采用先進(jìn)的AE988三合一圖像探測器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡單，所有的分析功能都已在前端探測器完成，輸出信號主要為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號，高清壓縮視頻信號供后端解碼器并上墻，報警圖像視頻供服務(wù)器及監(jiān)控終端使用。?
應(yīng)用特點：
– 采用AE系列圖像火災(zāi)探測器或三合一探測器作為前端設(shè)備，是國際、國內(nèi)認(rèn)證的火災(zāi)探測器，探測器同時輸出標(biāo)清或高清圖像
– 系統(tǒng)同時實現(xiàn)火災(zāi)探側(cè)報警、事件檢測報警和CCTV監(jiān)控三合一功能
– 多種系統(tǒng)架構(gòu)形式可選，例如AE900模擬傳輸方式和AE988的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，事件分析可有前端探測器分析和后端分析服務(wù)器分析不同的模式
– 多種探測器可選，有標(biāo)清輸出、高清輸出等多種形式
– 還可整合分布網(wǎng)絡(luò)熱像測溫、自動消防滅火等系統(tǒng)，形成功能更加強大的整合解決方案
1) 煉油煉化解決方案
煉油/煉化廠生產(chǎn)所用物料大都具有易燃、易爆、有毒、有害、易腐蝕的特點，且其工藝過程具有高溫、高壓、自動化程度高、生產(chǎn)連續(xù)性強的特點。隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，煉油廠的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，一般都有十幾套或幾十套裝置組成，因此，整體的安全形勢較為嚴(yán)峻。
三合一/多合一解決方案意在對煉油廠內(nèi)的各生產(chǎn)裝置、管線、儲罐區(qū)、倉儲區(qū)、裝卸區(qū)、公輔區(qū)等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)整合可視化、火災(zāi)探側(cè)、智能事件檢測、監(jiān)控管理服務(wù)等功能，甚至成套溫度異常探測系統(tǒng)、多頻圖像氣體探測系統(tǒng)等，以實現(xiàn)災(zāi)害事件的預(yù)警、早期探測、早期處理、快速反應(yīng)、遠(yuǎn)程操控等，進(jìn)而為生產(chǎn)管理、消防、設(shè)備檢修、事故處理、應(yīng)急指揮提供有力技術(shù)保障。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)過程視頻化的進(jìn)程勢必更快，整合安全系統(tǒng)的信息必然更豐富，效能也將大大提高。
應(yīng)用特點：
– 基于多合一產(chǎn)品和技術(shù)支撐，跨行業(yè)、多功能，同時解決消防報警、災(zāi)害事件偵測、監(jiān)控管理等
– 更多種類的設(shè)備接入，涉及常規(guī)火災(zāi)報警、周界報警、氣體探測等
– 防爆、防腐、防水、防塵工業(yè)化產(chǎn)品應(yīng)用，滿足煉油/煉化易爆、高溫、高腐蝕應(yīng)用環(huán)境
– 立足于災(zāi)害事件的極早期偵測、預(yù)警、早期處置，大大降低災(zāi)害發(fā)生的機率
– 網(wǎng)絡(luò)化、信息化、視頻化、智能化，更高效，也有助于生產(chǎn)管理
2) 油罐區(qū)解決方案
隨著人類社會的發(fā)展，石油及石油產(chǎn)品在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來越廣泛，各類油庫、加油站日益增多，而油罐是儲存散裝油料最為重要的設(shè)備，油罐儲油是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的一種儲油方式。油罐內(nèi)儲存的各種油品一般都具有易揮發(fā)、易流失、易燃燒、易爆炸等性質(zhì)，一旦發(fā)生火災(zāi)，必將造成重大經(jīng)濟(jì)損失，因此其防火安全特別重要。
傳統(tǒng)的消防、安防設(shè)計方法是：
a) 在所有儲油罐浮盤上分別設(shè)置感溫探測器迚行火災(zāi)檢測。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時，設(shè)在控制室內(nèi)和消防泵房值班室的火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。
b) 每個油罐上方設(shè)紅外火焰探測器，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，發(fā)出報警信號，經(jīng)人工確認(rèn)后，啟勱對應(yīng)的消防設(shè)施。
c) 防火堤外設(shè)置防爆型手動報警按鈕，當(dāng)現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時，可按手動火災(zāi)報警按鈕，經(jīng)人工確認(rèn)后，啟勱對應(yīng)的消防設(shè)施。
d) 報警信號最終傳至中心控制室消防系統(tǒng)，并與火災(zāi)報警系統(tǒng)相連，設(shè)在控制室、消防值班室以及罐區(qū)的火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)出聲光報警和/或廣播。
e) 在中心控制室和消防值班室的消防系統(tǒng)實現(xiàn)聲光報警，當(dāng)收到現(xiàn)場感溫探測器、火焰探測器或手動火災(zāi)報警按鈕發(fā)出的報警信號后，立即發(fā)出聲光報警，提示操作人員。操作人員通過工業(yè)電規(guī)確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后，消防控制系統(tǒng)自動聯(lián)鎖啟動消防設(shè)施。 控制室設(shè)消防確認(rèn)按鈕，確保在發(fā)生火災(zāi)和意外情況時，及時啟動消防設(shè)施。
f) 罐區(qū)工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機主要布設(shè)于罐區(qū)周邊高塔上或周界區(qū)域。發(fā)生異常時，需要聯(lián)動攝像機對準(zhǔn)事件位置，由于攝像機布置的特點，一般比較難以快速確認(rèn)事件。
為什么傳統(tǒng)的設(shè)計方法達(dá)不到快速響應(yīng)、及時報警和聯(lián)動控制的基本功能要求？主要問題在于：
a) 以往采用的線型感溫火災(zāi)探測器（包括老式的感溫電纜或目前采用的光纖光柵感溫探測）響應(yīng)時間慢，需要火焰足夠大，并產(chǎn)生足夠的溫度。尤其是光纖光柵探測器，存在兩方面的問題：第一，每3~6米一個感溫光柵，如果火焰最先不出現(xiàn)在光柵所在的位置，響應(yīng)的不確定性就很大；第二，全同光柵由于制作工藝問題在一段時間之后勢必存在中心波長發(fā)散，而使探測能力下降，會使之后的探測不確定性更大。另外以往采用的火焰探測器，響應(yīng)距離有限，對于5萬方和10萬方罐，探測距離達(dá)到60米和100米，根據(jù)火焰探測器的平方律關(guān)系，距離每增加1倍，響應(yīng)的火災(zāi)規(guī)模必須增加4倍，而對于標(biāo)準(zhǔn)火（0.1m2汽油火），一般的火焰探測器一級靈敏度響應(yīng)距離國產(chǎn)的25米，國際的最進(jìn)45m，這意味著要比較大的火才能觸發(fā)報警，國產(chǎn)的火焰探測器在60米處至少需要約0.6MW，國際最好的需要0.4MW。這么大的火則已經(jīng)非常危險了。
b) 報警系統(tǒng)的即時確認(rèn)和可視化程度差。目前一般情況下，除了罐頂?shù)幕馂?zāi)報警系統(tǒng)外，會在周邊設(shè)置工業(yè)電規(guī)系統(tǒng)。然而，一方面火災(zāi)報警就延時很多了，再通過攝像機轉(zhuǎn)動去查看火災(zāi)，人工確認(rèn)，這個操作時間太長了。
c) 目前油罐多采用泡沫滅火系統(tǒng)+罐外噴淋冷卻系統(tǒng)。一個油罐采用4~6個泡沫發(fā)生器，可以想象泡沫滅火系統(tǒng)從啟動到泡沫淹沒火災(zāi)部位需要多長的時間，這是很難早期應(yīng)對火災(zāi)的。而噴淋冷卻系統(tǒng)主要起到冷卻作用。
d) 針對主觀因素除了制度嚴(yán)明外，缺少必要的技術(shù)監(jiān)督手段。
有鑒于此，英特威視公司推出了油罐區(qū)三合一整合解決方案，通過采用AlarmEye系列圖像型探測器，整合傳統(tǒng)火災(zāi)探測器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，增加智能監(jiān)控功能，從而實質(zhì)性解決本質(zhì)安全問題。當(dāng)然也可整合分布網(wǎng)絡(luò)熱像感溫探測器，形成具有溫度異常偵測報警功能的多合一系統(tǒng)。
應(yīng)用特點：
–基于三合一產(chǎn)品和技術(shù)支撐，同時解決消防報警、災(zāi)害事件偵測、監(jiān)控管理等
–更多種類的設(shè)備接入，涉及常規(guī)火災(zāi)報警、周界報警等
–立足于災(zāi)害事件的極早期偵測、預(yù)警、早期處置，大大降低災(zāi)害發(fā)生的機率，提高自動滅火系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力
–防爆、防腐、防水、防塵工業(yè)化產(chǎn)品應(yīng)用，滿足油罐區(qū)易爆、高溫、高腐蝕應(yīng)用環(huán)境
–網(wǎng)絡(luò)化、信息化、視頻化、智能化，更高效，也有助于生產(chǎn)管理
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五. 推薦產(chǎn)品?
CMS6000
AE900+BSE
AE989
AE900
六. 典型應(yīng)用案例
中石油西部管道獨山子輸氣站 青海油田物資裝備公司監(jiān)控系統(tǒng)
映秀灣水力發(fā)電總廠智能工業(yè)電視系統(tǒng) 廈門仙岳山隧道
G5京昆高速綿廣磨沙段 香港領(lǐng)先工業(yè)集團(tuán)中國工廠倉庫區(qū)