1、智慧工廠可視化綜合解決方案石家莊合強電子科技有限公司2017年06月目錄.雀 章背景及需求1.1應用背景I.J需求分析灌.皇.系統(tǒng)總體設計；.1總體目標R總體架構(gòu)Z? 1系統(tǒng)拓撲Q?系統(tǒng)組成,攔系統(tǒng)功能1基礎功能擴展功能丁 .二系統(tǒng)特點S. 1統(tǒng)一的中心管理平臺土 ；高清、網(wǎng)絡、智能化的監(jiān)控設備公深度整合的輔助系統(tǒng)土1 有效的數(shù)據(jù)安全策略土完善的運維管理機制背景及需求應用背景隨著國家經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)品，能源行業(yè)工廠制造企業(yè)發(fā)展逐步加快，產(chǎn) 品廣泛應用于國民經(jīng)濟、人民生活、國防科技等各個領域，拉動國家經(jīng)濟的大幅度增長。而“中國制 造2025”的貫徹落實以及“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、

2、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針， 也為制造企業(yè)的發(fā)展指明方向。由于制造企業(yè)的高速發(fā)展，能源行業(yè)廠區(qū)規(guī)模越來越大，隨之而來的企業(yè)在管理方面的手段逐 漸落后，很多處于傳統(tǒng)人工監(jiān)控方式的做法效率逐漸降低。在這種背景下，企業(yè)急需要一套新型的智 慧工廠監(jiān)控系統(tǒng)，提高廠區(qū)的現(xiàn)代化管理水平，將廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的安防監(jiān)控、門禁管理、人員管理、智 能巡檢等功能進行統(tǒng)一管理，并能夠與業(yè)務結(jié)合，建設一套整體的智慧工廠綜合解決方案。2009年，政府首次提出了 “感知中國”計劃，大力扶持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)展至今，物聯(lián)網(wǎng)已 經(jīng)經(jīng)歷了6年時間，也逐漸發(fā)展成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。作為物聯(lián) 網(wǎng)中

3、非常重要的射頻識別（RFID）技術(shù)，近年來也頻頻在能源各個行業(yè)中得到應用，帶來了巨大的市 場機遇。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，石油石化行業(yè)工廠區(qū)的智慧工廠系統(tǒng)建設，將先進的通信、計算機和 現(xiàn)代管理技術(shù)結(jié)合，將廠區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運行與企業(yè)管理結(jié)合，實現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化運行、控制和管理。同時 利用物聯(lián)網(wǎng)對物體全面感知的能力，對工廠內(nèi)的人、設備、環(huán)境進行全面感知，運用云計算技術(shù)將自 主感知和人工采集的數(shù)據(jù)進行處理，從而為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保證，為企業(yè)的科學決策提供支持。 需求分析隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)及云計算產(chǎn)品的逐漸成熟，企業(yè)逐漸致力于打造一個現(xiàn)代 化、數(shù)字化、智能化的大型廠區(qū)，并通過統(tǒng)一的一體化管理系統(tǒng)

4、，實現(xiàn)廠區(qū)總部、分廠的統(tǒng)一管理。 主要需求如下：各個分廠廠區(qū)視頻監(jiān)控建設提前規(guī)劃，點位布置準備，不做重復建設，所有視頻監(jiān)控系統(tǒng) 以高清監(jiān)控為主，實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)重點區(qū)域全方位無死角監(jiān)控；視頻監(jiān)控需具備智能分析功能，對于越界偵測、區(qū)域入侵、進入/離開區(qū)域等異常情況能夠 及時報警；對廠區(qū)內(nèi)所有設備進行統(tǒng)一監(jiān)管，出現(xiàn)故障后能夠進行實時報警，并上傳至監(jiān)控中心；通過單兵設備配合視頻監(jiān)控實現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)可視化智能巡檢，將巡檢路線提前在平臺中進行設 置，人員到達各個點位時，視頻聯(lián)動轉(zhuǎn)動到巡檢點位，同時利用RFID卡實現(xiàn)近距離無接 觸式巡檢；通過布控球?qū)Ω呖兆鳂I(yè)、動土作業(yè)等需要移動監(jiān)控的場景進行監(jiān)控；建設各個廠區(qū)分控中心

5、平臺和總控中心平臺，分控中心集成各個廠區(qū)內(nèi)的子系統(tǒng)，總控中 心接入所有分控中心數(shù)據(jù)，并提供接口給總部；分控中心將生產(chǎn)系統(tǒng)/SCADA系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)動，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示在視頻監(jiān)控 界面，并通過統(tǒng)一的平臺進行查看分析；分控中心統(tǒng)一平臺能實現(xiàn)包括出入口、門禁、環(huán)境量監(jiān)測、火災報警、生產(chǎn)巡檢等多個系 統(tǒng)的接入及聯(lián)動；企業(yè)內(nèi)有統(tǒng)一的平臺對下屬所有分廠進行統(tǒng)一的設備管理及指揮調(diào)度，總部平臺有權(quán)查看 分廠所有運行數(shù)據(jù)，進行全局管理。總控中心一體化管理平臺與三維基礎信息系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)對接。系統(tǒng)總體設計總體目標為了開啟智慧工廠管理新思維，最終實現(xiàn)“智能、高效、安全、可靠”運行，需構(gòu)建一套適應 現(xiàn)

6、代化管理的一體化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，網(wǎng)絡互聯(lián)互通、信息資源共享、應用功 能完備，主要實現(xiàn)以下目標：建立覆蓋企業(yè)所有園區(qū)的一體化管理系統(tǒng)，對園區(qū)的人員、設施進行全方位管理，滿足分 控中心現(xiàn)場管理、總控中心全局監(jiān)管、管理人員移動辦公的需求；建設綜合數(shù)據(jù)業(yè)務專網(wǎng)，綜合數(shù)據(jù)業(yè)務專網(wǎng)獨立于生產(chǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務專網(wǎng)，高帶寬傳輸，實現(xiàn) 高清圖像及環(huán)境、報警信息傳輸；對視頻監(jiān)控、入侵報警、出入口管理、門禁管理、生產(chǎn)巡檢、火災報警等系統(tǒng)進行集成管 理，通過統(tǒng)一客戶端進行呈現(xiàn)，確保人員高效應用；結(jié)合事故響應機制部署預案，對突發(fā)事件快速做出響應和處置，有效對安全事件進行防范， 降低和控制意外事故發(fā)生的風險；

7、充分利用視頻資源，監(jiān)控設施運行環(huán)境，規(guī)范運行、維護及搶修過程，保障穩(wěn)定運行；通過現(xiàn)有信息資源，形成各類統(tǒng)計報表，供領導統(tǒng)籌決策；采用高科技手段，第一時間掌握設備不在線、工作異常等故障信息，及時排除故障，提高 運維效率，減少運維成本。總體架構(gòu)對于智慧工廠的可視化系統(tǒng)，主要依托于廠區(qū)綜合管理平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的登 錄界面、統(tǒng)一授權(quán)、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一的業(yè)務流程，同時將各個子系統(tǒng)進行智能化的融合，實現(xiàn)各個子 系統(tǒng)功能的完美實現(xiàn)。基于iVMS-9800平臺，前端子系統(tǒng)可接入子系統(tǒng)包括（不限于）以下系統(tǒng)：1）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)；2）周界防范系統(tǒng)；3）入侵報警系統(tǒng)4）廠區(qū)出入口車輛管理系統(tǒng)；5）一卡通

8、管理系統(tǒng)（門禁、訪客、考勤、消費）；6）熱成像測溫系統(tǒng)；7）火炬放散監(jiān)測系統(tǒng)；8）可視化車載監(jiān)控系統(tǒng)；9）移動巡查系統(tǒng)10）應急指揮調(diào)度系統(tǒng)；除此之外，平臺支持通過標準接口（如OPC等）或通過SDK接入第三方設備進行聯(lián)動。基于 能源綜合管理平臺的整體解決方案支持系統(tǒng)的靈活部署，根據(jù)實際項目的設備接入規(guī)模、包含子系 統(tǒng)類型及各模塊功能需求，可按需配置多種模塊化服務，按需部署相應的服務器。在統(tǒng)一平臺管理的 基礎上，系統(tǒng)提供精細化的分級權(quán)限管理以及總部到分支的遠程聯(lián)網(wǎng)管理。系統(tǒng)拓撲圖1智慧工廠可視化綜合系統(tǒng)拓撲圖系統(tǒng)組成智慧工程可視化綜合解決方案由分廠監(jiān)控系統(tǒng)（含企業(yè)各個廠區(qū)、分控中心飛傳輸網(wǎng)絡、總

9、控 中心三個相互銜接、缺一不可的部分組成。1）分廠監(jiān)控系統(tǒng)分廠監(jiān)控系統(tǒng)對廠區(qū)內(nèi)的視頻監(jiān)控、周界報警、出入口、門禁一卡通、熱成像測溫、火炬監(jiān)測、 移動巡檢、應急指揮調(diào)度系統(tǒng)進行了正好，主要負責對廠區(qū)內(nèi)視音頻、報警信息的采集、編碼、存 儲及上傳，并通過站端平臺預置的規(guī)則進行自動化聯(lián)動。2）傳輸網(wǎng)絡運維一體化管理系統(tǒng)承載于企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，用于分廠與總控中心之間的通信。分廠系統(tǒng)的視音頻、 環(huán)境報警信息可上傳至總控中心，供中心管理人員調(diào)用監(jiān)管。通過總部的網(wǎng)絡安全隔離裝置并經(jīng)過身份認證后，在運營商的3G/4G網(wǎng)絡，管理人員也可隨時 隨地在手持終端查看現(xiàn)場情況。3）總控中心系統(tǒng)總控中心系統(tǒng)可管理廠區(qū)內(nèi)部的所有設備

10、，接收由各區(qū)域上報的信息，滿足中心系統(tǒng)用戶視頻、 環(huán)境報警信息查看的需求。系統(tǒng)功能基礎功能1）實時監(jiān)控采用高品質(zhì)攝像機，具有防塵、防水、防爆、防腐蝕等功能特性。實時獲得監(jiān)控區(qū)域內(nèi)清晰的 監(jiān)控圖像，各種型號系統(tǒng)的攝像機可以滿足不同區(qū)域監(jiān)控點的監(jiān)控需求，實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)控。 同時可以對帶云臺設備進行云臺操作，對視角、方位、焦距的調(diào)整，實現(xiàn)全方位、多視角、無盲區(qū)、 全天候式監(jiān)控。2）行為分析通過SMART攝像機，對于重要區(qū)域采用智能分析技術(shù)，通過行為分析和智能跟蹤的方式，實現(xiàn) 安全防范監(jiān)控；本系統(tǒng)中主要對穿越警戒面、區(qū)域入侵、進入?yún)^(qū)域、離開區(qū)域等多種行為進行識別和 觸發(fā)報警。3）車牌及車輛識別通

11、過廠區(qū)出入口部署的攝像機，對進入車輛進行抓拍，識別車牌信息及車型、車身顏色，并與 車牌庫已有車牌數(shù)據(jù)進行比對，確認車輛進出權(quán)限。4）錄像存儲本系統(tǒng)支持前端存儲和中心存儲兩種模式，前端的視音頻信號接入視頻處理單元存儲數(shù)據(jù)，達 到前端存儲的需要，以供事后調(diào)查取證；中心采用視頻云存儲來技術(shù)實現(xiàn)優(yōu)化。5）語音功能通過語音對講，總控中心客戶端能夠和分控中心客戶端進行溝通。6）處置預案通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，能夠提供豐富的視頻預案：客戶端聯(lián)動、電視墻聯(lián) 動、報警錄像等。有助于相關(guān)部門第一時間發(fā)現(xiàn)事故點，迅速做出反應，把事故損失控制到最小范圍。7）巡檢預案系統(tǒng)支持可視化巡檢預案，按人工巡檢的路

12、線，把沿途多個監(jiān)控點的多個預置位添加進預案， 一旦發(fā)現(xiàn)問題可截圖并標注問題，及時通知相關(guān)部門。相較于人工巡檢、手工紙質(zhì)記錄的傳統(tǒng)巡檢方 式，該預案可大大提高巡檢質(zhì)量及到位率。8）遠程維護通過平臺軟件能夠?qū)η岸嗽O備進行校時、重新啟動、修改參數(shù)、軟件升級、遠程維護等功能。 設備提供遠程訪問功能，運維人員不必到達設備現(xiàn)場，就可修改設備的各項參數(shù)，提高的設備維護效 率。和雨量傳感器相結(jié)合，還能開啟球機自動清潔功能。9）系統(tǒng)管理通過平臺軟件能夠進行全方位管理，提供中心管理、Web服務、認證授權(quán)、日志管理、資產(chǎn)管 理、地圖管理、流媒體服務、云臺代理、存儲管理、文件備份、設備代理、移動服務、報警管理、電 視

13、墻代理、網(wǎng)管服務等系統(tǒng)服務，提高整套系統(tǒng)的工作效率。擴展功能1）黑白名單對于授權(quán)放行的車輛，登記車牌并錄入系統(tǒng)白名單，當車輛訪問工廠時，識別出車牌后和數(shù)據(jù) 庫已錄入的車牌進行比對，判別是否為授權(quán)車輛如果是已登記的車輛自動開啟門禁放行；如果是未登 記的車輛啟動相應聯(lián)動通知保安室，保安室可調(diào)閱視頻來判別是否手動開啟門禁。2）運維管理平臺通過平臺能夠?qū)σ曨l監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)的前端監(jiān)控點、編解碼設備、視頻綜合平臺、等視頻設備的運 行狀態(tài)進行統(tǒng)一監(jiān)控，主動發(fā)現(xiàn)運行過程存在的視頻離線、視頻質(zhì)量異常、錄像異常等問題，并通過 短信、郵件等多樣的通知手段及時將故障通知相應的人員，徹底解決傳統(tǒng)運維過程中存在的“管不到、

14、管不全、管不好”的難題。3）AES加密可以根據(jù)客戶的需求，定制AES加密版本的編碼器，對視頻數(shù)據(jù)進行加密。只有使用專用AES 解密播放器才能解碼播放。圖2播放器密鑰輸入界面圖3密鑰不正確無法正常解碼播放圖4密鑰正確才能正常解碼系統(tǒng)特點統(tǒng)一的中心管理平臺通過管理平臺實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的視頻資源管理，對前端攝像機、編碼器、解碼器、控制器等設備 進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)遠程參數(shù)配置與遠程控制等；通過管理平臺實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的用戶和權(quán)限管理，滿 足系統(tǒng)多用戶的監(jiān)控、管理需求，真正做到“坐陣于中心，掌控千里之外”。高清、網(wǎng)絡、智能化的監(jiān)控設備以建設全高清監(jiān)控系統(tǒng)為目標，為用戶提供更清晰的圖像和細節(jié)，讓視頻監(jiān)控變得更有使

15、用價 值；同時以建設全IP監(jiān)控系統(tǒng)為目標，讓用戶可通過網(wǎng)絡中的任何一臺電腦來觀看、錄制和管理實 時的視頻信息，且系統(tǒng)組網(wǎng)便利，結(jié)構(gòu)簡單，新增監(jiān)控點或客戶端都非常方便。運用智能分析、帶有智能功能的攝像機等提高系統(tǒng)智能化水平，同時通過先進的編碼技術(shù)降低 視頻碼流，減少存儲成本和網(wǎng)絡成本，減弱對網(wǎng)絡的依賴性，提高視頻預覽的流暢度； 深度整合的輔助系統(tǒng)平臺提供各類編解碼設備管理、存儲管理、網(wǎng)絡管理、報警管理等基礎設備管控功能。同時對 各子系統(tǒng)進行統(tǒng)一的監(jiān)測、控制和管理，可以兼容視頻監(jiān)控、入侵報警、出入口管理、環(huán)境監(jiān)測、火 災報警、智能控制等多個輔助業(yè)務應用子系統(tǒng)。通過優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)，提高系統(tǒng)的整體效能，使平臺的 管理更靈活、更人性化，為用戶提供一站式的解決方案。平臺還支持智能預案，使工廠在不依賴于人 甚至獨立于人的情況下實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的智能聯(lián)動。有效的數(shù)據(jù)安全策略系統(tǒng)具有有效的數(shù)據(jù)安全策略，通過身份認證和權(quán)限管理，確保用戶認證后才可以進入系統(tǒng)， 進入系統(tǒng)后還需嚴格執(zhí)行訪問權(quán)限和管理權(quán)限。權(quán)限設置采用多層次、高加密技術(shù)，以確保系統(tǒng)各單 元運行的安全，同時系統(tǒng)用戶登錄、操作、配置等功能都采用嚴格的傳輸加密機制。對于數(shù)據(jù)存儲， 采用工廠分布式存儲+總部網(wǎng)絡存儲，并通過硬盤保護機制、RAID5技術(shù)，保證錄像數(shù)據(jù)不會丟失。 前端設備可采用AES加密，只有使用專用AE