监控系统运行维护方案.pdf

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1、监控系统运行维护方案目录监控系统运行维护方案.13.1.1 项目概况.13.1.2 需求分析.13.1.3 运行维护原则.23.1.4 运行保障范围.23.1.5 技术方案.33.1.6 设备选型原则及关键技术指标.63.1.7 主要施工方法.93.1.1项目概况根据市水务局关于调整管理处主要职责和人员编制的通知（京水务人 201040号）要求，北京市管理处主要负责贯彻执行国家和本市关于水务工作 方面的法律、法规、规章、行政规范性文件、政策和相关技术标准、规程、规范。负责管理范围内水环境保护和所属工程设施管理、维护工作；负责防汛指挥部办 公室的具体工作；承担管理范用内涉水突发事件的应急处置工作

2、；协调、监督、指导沿河区做好河道、堤防等有关涉水事务的管理工作；参与管理范圉内的水政 监察工作；参与与市政排水设施运行的协调工作；参与流域水资源保护和水资源 统一调配工作；参与流域涉水突发事件应急处置工作；负责流域内河长制办公室 工作等。管理处监控系统于年建成并投入使用。主要建设内容包括河道视频监控、闸、橡胶坝及橡胶坝的自动化控制、18.85km的光纤通信，并于 年在闸、橡胶 坝及橡胶坝建设了本地安防监视系统。这些系统的建成较好支撑了管理处防汛调 度、河道管理等业务需要，提升了管理处的运行管理水平。但系统 LI前已经运行了年，光缆在河道多年的施匸过程中破坏极为严重，光缆断点有三、四十处，造成部

3、分摄像点处的光纤衰减过大，信号已无法上传管 理处，其它摄像机的视频信号质量也由于设备老化大幅下降，并且不具备夜视功 能，自动化系统已不能满足管理处重要业务精细化管理的需要，急需对现有自动 化系统进行升级。3.1.2 需求分析（1）防汛业务需求担负城市区重点部位防汛排洪任务，管理处通过监控系统可以及时掌握汛期 河道重点闸站、重点河段水位、水势的实时监控信息，为防汛管理提供有效支撑，加强汛期指挥调度能力。（2）水环境管理业务需求管理处担负着河道水面保洁、水环境保障、治污截污、水华防治等重要工作 任务，河道监控系统可以对河道污水直排、垃圾乱堆乱倒、违法建设等行为进行 实时监控，为水环境的日常和应急管

4、理提供支撑。（3）河道管理业务需求管理处担负对河道水利工程设施、河道安全等管理工作，管理处通过监控系 统实现对水利设施、滨河路及步行道的重点监视，有效的补充对河道安全管理监 视频次和实效，形成对人工巡视和夜间监视的有效补充，可以回溯未能及时发现 的安全事件及突发事件，提高河湖河道的安全管理水平。3.1.3运行维护原则项 LI将基于现状、管理处主要职责以及现有系统存在问题，本着节约投资、优化方案的原则，充分利用系统原有可用资源，提升管理水平，满足管理处工作 要求，为管理处业务管理提供技术支撑。3.1.4运行保障范围为支撑管理处对沿河重点区域进行及时有效的远程监控，支撑汛期的重点防 汛工作内容，提

5、高流域度汛防汛的应急性与及时性，项 U 运行保障主要内容具体 如下：（1）河道视频监控系统保障内容包括 18 处河道摄像机视频信号的采集和上传管理处、管理处视频 监控中心的实时显示和信号录制及存储。（2）安防视频监控系统保障闸、橡胶坝、橡胶坝3个重要闸坝的安防系统 23路安防视频的信号 采集、实时监视、录制及存储。（3）闸门自动控制系统保证闸、和橡胶坝现有PLC监控系统设备及水位、坝带压力传感器及闸位 传感器的正常运行，以确保水位等重要水文数据的实时采集和闸坝的自动控制。（4）通信系统保障从西客站暗涵出口到闸之间 18KM 光纤通信的畅通，以保障视频信号和 水文数据的实时传输。（5）应用平台保

6、障管理处平台管理软件的稳定运行。3.1.技术方案（1）河道视频监控子系统 具体内容为加强北京市管理处对管理范围内河道、水工建筑物及滨河路的监控，提高 管理人员分析、判断的准确性；提高对河道的安全防范能力，在原系统基础上增 加摄像机的夜视功能。本项 LI将管理处作为中心，把河道沿线 18处监控站点的摄像机山高清数字 摄像机替换老旧的模拟摄像机，在管理处中心更新电视墙，并汇集所有的监控点 位，管辖范围内所有图像的管理、调用和存储等功能，在第一管理所和第二管理 所更换分中心显示器，实时监控所属管段的河道视频信号。前端摄像机1）视频分辨率的选择目前前端网络摄像机有 720P、1080P、4K分辨率，但

7、主流分辨率为 1080Po 本项U 拟采用 1080P网络数字高清摄像机，传输采用 1080P（1920 x080）码率 传输至管理处。2）视频压缩编码的选择现阶段及未来一段时期，多媒体通讯压缩与解压缩应用的主要标准为MPEG4visual、H.264 以及 H.265。本方案中的网络数字高清摄像机拟选用 H.264压缩编码标准。有以下儿方 面考虑：A.首先现阶段市场上绝大部分网络数字高清摄像机均采用的是 H.264的压 缩编码方式，采用 H.263方式的网络数字高清摄像机相对较少。B.虽然 H.264 比 MPEG4 visual有着相对更高压缩率，但这两个压缩标准 仍然都遵循的是 MPEG

8、4的标准，但 H.265已经不属于 MPEG4 标准。现阶段市 场上的视频解码器大部分都同时支持 MPEG4 visual和 H.264标准，但很少有 同时支持 MPEG4和 H.265 标准的视频解码设备。C.考虑到今后可能需要与水务局图像系统整合，因此拟选择支持 H.264 标 准的视频解码设备以便于系统的整合。管理处中心管理处中心更换为 3.84 米 XI.92 米 LED 显示屏，可以把所有视频信号和 软件界面在屏上进行展示。另外把原有模拟硬盘录像机更换为数字硬盘录像机,并配备可以存储 90田路祥的监控硬盘。管理所分中心在第一管理所和第二管理所各更换 1台 83”LED显示器，可以把各

9、自管辖 范围内的视频信号在分中心进行实时监控。（2）闸坝安防监视子系统本项 LI只是把原有监控点模拟设备更换为数字设备，并在本站进行监视、录 制和存储，不增加监控点位。（3）闸坝自动控制子系统现有闸坝自动监控系统建于 2005年，可实现闸、橡胶坝、橡胶坝的闸门、坝袋自动监控，实现闸水位、闸位数据的自动监测；并通过现地人机界面对监控 监测数据、工况进行展示及存储。由于现有系统运行时间已超过电子类设备一般工作年限，且部分核心设备已 停产无法继续维护，因此考虑到汛期保障的重要性，本次计划对现有设备进行更 新，具体内容如下：对闸和橡胶坝现有 PLC 监控系统设备进行更新（橡胶坝 2018年已更新,本项

10、LI不再更新），实现闸门及橡胶坝现地自动控制，相关闸位、上下游水位及 压力数据采集及展示。为保证水位的准确观测，对观测设施进行必要改造。各站工业控制主机多年未更换，本次统一进行更新。对各站的监控界面软件进行必要升级。升级后的闸、坝自动控制软件，升级了数据库，记录实时数据和存储历史数 据、操作日志等，以便与管理处中心平台的数据对接。（4）通信子系统在用光缆 H 前有 18KM,从西客站暗涵出口至闸，光缆在河道多年的施工过 程中破坏极为严重，光缆断点有三、四十处，造成部门摄像点的信号已无法上传 管理处，本项 LI把原有从西客站暗涵至管理处 7KM光缆进行更换，并改造从管 理处与第二管理所之间 5.

11、7KM 光缆，光纤釆用 72芯单模光缆，沿河坡人工开 挖光缆沟，光缆采用铠装光缆在光缆沟中直埋铺设，埋地深度 1.2 米。每隔 500米左右建设光缆手井，用于运行维护过程中检修和光缆分支。（）网络系统通过新铺设的光缆，在笫二管理所增加网络交换机，以实现管理处与第二管 理所的网络连接，保证业务的需要。根据二所办公需求，对二所拆除所原旧线，重新进行布线。曲于室内布引线 影响美观，本方案布线全部采用室外引线，从三层交换机和电话交换机向每个办 公室、值班室和会议室引线，室外线缆敷设在 100 x100室外桥架内，网线采用 星型拓扑结构，所有的网络和电话节点都集中到三层交换机和电话交换机。线路 沿室外桥

12、架通过办公室空调管开孔引入室内，线路的室内走线部分铺设PVC 线 槽，同时为每个办公室、值班室和会议室新装网络信息和电话插座，使布线方案 符合 TIA/EIA-586布线标准。传输介质选择网线选用超 5类非屏蔽双绞线，电话线选用室外 2芯单股电话线，可满足 日常办公数据信息传输要求。信息点安装二所具体信息点分布如下。办公场所办公室 1办公室 2办公室 3办公室 4信息点语音点11112222办公室 5办公室 6办公室 7值班室会议室总计211112222188为每个办公室、值班室和会议室的信息点统一选用双口网络面板，共计9个,安装在墙壁，安装高度全部为离地 300mm,网络模块及水晶头按 T5

13、68B 标准打 线。每个语音点选用单口电话面板，安装高度全部为离地 300mm,室内走线部分敷设 PVC 线槽，线槽从空调管开口处至网络和电话面板，网 线和电话线室内走线部分均通过线槽引致面板模块。网线需要 650米，电话线需要 200米，室外桥架 100米,PVC线槽 250米。(6)中心平台中心平台软件是 2006年开发，开发架构不能满足 LI前国家对信息安全的要 求，本次计划进行必要升级。通过升级，更新数据库，可以实现所有监控视频的调用、所有重要水文、水 工数据的实时展示、历史查询，远程控制各闸坝。升级后的平台预留与北京市水务局的整合接口，以便今后的数据共享和上层 整合。3.1.6设备选

14、型原则及关键技术指标(1)设备选型原则 国产化所选产品必须是国产的硬件和软件产品，并具有良好的商业信誉和完善的售 后服务体系、在主流市场具有一定的市场占有率;选择的产品符合业界发展趋势，具有一定的技术特色和技术优势。实用性选择产品具有性价比，在满足基本系统业务需求的基础上，不盲U追求最高 性能、最大容量；避免不必要的闲置和浪费。标准化选择的产品须符合国家和北京市相关的标准、法令、法规，且关键产品具有 标准合规性检验报告。(2)关键技术指标PLC整机工作温度：一般 0C、60C,相对湿度：0、95%,允许短时有冷凝。1)CPUA.系统满足高度的可靠性，是免维护型的系统。CPU、I/O模块、通讯模

15、块、电源等在正常工况下平均无故障时间(MTBF)均不低于 10万小时。控制系统支 持多处理器结构，并能在机架内根据需要随意布置处理器模块、输入输出模块和 通讯模块，而没有任何的数量和类型限制；B.CPU 釆用 32位的高性能工业级别微处理器，典型指令字运算时间 0.047ms/Ko总的非扩展性内置 CPE305内存 5M,CPE330内存 64MB(不含扩展 内存)。程序区和用户数据区采用完全的自动内存分配机制，开发人员无需人工 分配系统内存；C.可以支持冗余的硬件和软件同步网络；D.开关量 I/O处理能力30000点；模拟量 I/O处理能力 30000点；E.采用现场总线技术，控制层采用 1

16、00M的 Profinet工业现场总线规约；F.控制系统处理器和输入输出模块是完全的软件可配置，包括模块信息刷新 时间、模拟量工程标定、上下限报警、斜率限制等；G.RAM 存贮器为电池支持的，带后备电池。并带有非易失性内存程序备用。H.在背板电源和用户端电源不断开的情况下，CPU、I/O模块、通讯模块及 可拆卸端子排等支持带电插拔。CPU.I/O模块、通讯模块均为独立的模块，可 以独立更换，通讯模块或通讯接口的故障或 I/O模块的故障不会导致 CPU模块 需要连带更换。2)输入/输岀A.开关量输入(DI)开关量输入模块的每一输入具有光隔离和滤波以确保有 500V 的绝缘和 减小接点颤动的影响。

17、输入接点电源由 PLC 提供，每一输入通道均能单独选择为常开或常闭触 点输入。重要接点的状态改变均有时间标定并具有诊断功能。具有接点防抖动过滤措施，以防止因触点抖动造成误操作。每一路均具有 LED状态指示。带电热插拔、在线编程、在线扩展系统、远程在线组态、诊断及维护等。单模板通道 W 32。B.开关量输出（DO）每一路信号输出均有 LED状态指示。开关量输出接点的动作持续时间均能控制和锁存。开关量输出继电器电源由 PLC系统提供。开关量输出继电器的接点除特殊要求外，通流能力 DC220V 3A,AC220V 8A,感性负载的断流能力 DC220V 0.5A,AC220V 5A。开关量输出继电器

18、的固有动作时间少于 30ms,其绝缘耐压为 1分钟工 频有效值2000Vo单模板通道 W 32。C.直流模拟量输入（AI）电流信号的模拟量输入为 420mA输入阻抗：电流型 W 250或 W500。A/D 转换分辨率 212位（按需设置）。模拟量输入模块的每一输入回路 均具有传感器断线监视功能，输入回路的完整性。模拟量输入具有隔离和软件滤波措施。最大转换误差（25C）：满量程土 0.25%；对应于输入的范围的整个温度 范R|0.65%o支持热插拔。单模板通道 W 16oD.直流模拟量输出（A0）电流信号的模拟量输出为 4、20mA电压信号的模拟量输出为 05V或（T10V。具有短路保护。具有隔

19、离保护功能。运行误差限制（全温度范围内）：电压0.5%,电流 W0.2%。基本误差限制（25C）：0.3%。支持热插拔。单模板通道 W 4。（2）光缆光缆其技术参数主要遵循 IEC60793、IEC60794.ITU-T15972等国际及国家 相关标准及规范：光纤种类：G.652 9/125 urn单模光纤；标称工作波长:1550nm 1310nm：衰减系数：W 0.35dB/km（1310nm）W 0.21dB/km（1550nm）；光纤儿何尺寸：模场直径 9 10%mn；包层直径 1251 u m；模场同心度偏差：小于 0.oum；包层不圆度：小于 2%；光纤筛选张力：大于 5N（加力时间

20、 Is）；光缆芯数：24芯、36芯、48芯、60芯、84芯、96芯；光缆外护层绝缘电阻不小于 2kmQkm（500VDC.浸水 24小时测量）；光缆外护层耐压强度 lokV（浸水 24小时，2分钟 DC）；光缆标准盘长：2000 150m；光缆温度特性：运输、储存和安装-30C+70C；工作-30C+60Co（3）摄像机选择一体化枪机、高速球型摄像机和红外枪机。3.1.7 主要施工方法（1）设备安装a.摄像机的安装将摄像机逐个通电进行检测和粗调，在摄像机处于正常工作状态后，方可安装；检查云台的水平、垂直转动角度，并根据设计要求定准云台转动起点方向;检查摄像机在防护套内紧固情况；检查摄像机座与支

21、架或云台的安装尺寸。在搬动、架设摄像机过程中，不得打开镜头盖。摄像装置的安装应牢靠、稳固。从摄像机引出的电缆宜留有 lm的余量，不得影响摄像机的转动。摄像机的 电缆和电源线均应固定，并不得用插头承受电缆的自重。先对摄像机进行初步安装，经通电试看、细调，检查各项功能，观察监视区 域的覆盖范围和图像质量，符合要求后方可固定。b.传输线路的敷设电缆的敷设应符合下列要求：电缆的弯曲半径应大于电缆直径的 15倍；电源线宜与信号线、控制线分开敷设；选配电缆时宜避免电缆的接续；当电缆接续时应采用专用接插件。敷设管道电缆，应符合下列要求：穿放电缆时宜涂抹黃油或滑石粉：管口与电缆间应衬垫铅皮，铅皮应包在管口上；

22、进入管孔的电缆应保持平直，并应采取防潮、防腐蚀、防鼠等处理措施；c.中心控制室控制台安装控制台位置应符合设计要求。控制台应安放竖直、台面水平。附件完整、无损伤、螺丝紧固，台面整洁无裂痕无凹凸。台内接插件和设备接触应可靠、牢固，内部接线应符合设计要求，无扭曲脱 落现象。控制台应采取通风散热措施。d.中心控制室设备安装硬盘录象机应安放平稳，整齐，避免阳光直射。监视器安装在电视墙内，监视器与监视器屏幕之间的偏差不得大于3mm。监视器安装位置应使屏幕不受外来光直射，当有不可避免的光时，应加遮光 罩遮挡。监视器外部可调节部分，应暴露在便于操作的位置，并可加保护盖。（2）系统检测检测内容系统功能检测：云台

23、转动，镜头、光圈的调节，调焦、变倍，图像切换，防 护罩功能的检测；图像质量检测：在摄像机的标准照度下进行图像的清晰度及抗干扰能力的检测。b.系统整体功能检测功能检测应包括视频安防监控系统的监控范围、现场设备的接入率及完好率;硬盘录像主机的切换、控制、编程、巡检、记录等功能；对数字视频录像式监控系统还应检查主机死机记录、图像显示和记录速度、图像质量、对前端设备的控制功能以及通信接口功能、远端联网功能等；对数字硕盘录像监控系统除检测其记录速度外，还应检测记录的检索、回放 等功能。c.系统联动功能检测联动功能检测应包括入侵报警系统的联动控制功能；视频安防监控系统的图像记录保存时间应满足管理要求。摄像

24、机抽检的数量应不低于 20%且不少于 3台，摄像机数量少于 3台时应全 部检测；被抽检设备的合格率 100%时为合格；系统功能和联动功能全部检测，功能符合设讣要求时为合格，合格率 100%时为系统功能检测合格。（3）系统验收验收将根据建设部颁发的民用闭路监视电视系统工程技术规范，彩色电视图像质量主观评价方法。线路部分的施匸主要为随丄检验和复查，其性能验收应该与系统验收结合进行，我们对其有关系统验收的内容如下:设备检查内容抽查百分率设置位置，监控范围安装质量摄像机10%-15%（10 台以上 摄镜头、防护罩、支撑装置、云台安装质量；像机至少验收 1-2台）通电试验监视器100%100%安装位置设

25、置条件通电试验控制设备其他设备安装位置与安装质量通电试验安装质量水平度设备安装质量控制台与机架布线质量穿孔、连接处的接触情况开关按钮灵活情况通电试验敷设与布线电缆敷设埋设深度及架设质量接线盒的接线质量接地材料接地接地线焊接质量接地电阻安装质量遥控内容与切换路数通电试验100%100%100%电缆的排列位置、布线、和绑扎质量地沟、走道、支架吊架的安装质量100%100%检查验收项 LI及内容祥见下表:序号12项丨丨指标值设备编号云台水平转动123云台垂直转动3456自动光圈调节调焦功能变倍功能切换功能78910录像功能后焦距调节报警联动功能防护套功能11结果另外还可根据主观评价的方法进行检验：主

26、观评价法采用下表的 5级损伤标准，主观评价的得分值得我们争取做到决 不低于 4级;序号12345(4)运行调试a.准备工作及调试条件在系统调试必须具备以下条件：各设备机房必须有良好的照明和正确的电源；当涉及与其他有关厂家机电设备接口时，厂家必须有人配合；中心机房必须装修完整，清扫干净，并且有充足的照明和电源；系统调试工具到位。b.调试时间由于项口智能系统子系统多，各系统结构不一且特殊、设备分散，线路较长 等原因，考虑本工程项 H 施工工期紧的情况，我司在设备安装时即进行相应设备 的现场单体调试，利用平行施工的方法来保证工期。c.系统调试的实施步骤单体设备调试：线缆测试完毕，可进行单体设备如监视

27、器、摄像机、传感器、放大器、DDC 控制器等的通电、编码、性能调试等。调试时，要观察设备受电情况、表针指示、显示屏图像损伤主观评价不感觉有损伤感觉到，但是不讨厌有些讨厌很讨厌不能观看等级54321显示等，对运转不正常的设备应立即断电检查。调试通过，做好调试记录，作为能开始系统调试的必备条件，部分可作为主要设备中间验收交付的依据。单项系统调试：这里指智能化系统中各子系统的独立调试，如安全防范系统、结构化综合布 线系统、建筑设备监控系统、背景音响和紧急广播等，并做好调试记录，这有利 于划清工作界限，也可作为单项系统可以投入试运行的依据。调试结果：调试过程中所有技术参数和运行数据都分布分项记录归档，并提交业主。