1、智慧工廠可視化綜合解決方案石家莊合強(qiáng)電子科技有限公司2017年06月目錄.雀 章背景及需求1.1應(yīng)用背景I.J需求分析灌.皇.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；.1總體目標(biāo)R總體架構(gòu)Z? 1系統(tǒng)拓?fù)銺?系統(tǒng)組成,攔系統(tǒng)功能1基礎(chǔ)功能擴(kuò)展功能丁 .二系統(tǒng)特點(diǎn)S. 1統(tǒng)一的中心管理平臺(tái)土 ；高清、網(wǎng)絡(luò)、智能化的監(jiān)控設(shè)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(yùn)維管理機(jī)制背景及需求應(yīng)用背景隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活、國(guó)防科技等各個(gè)領(lǐng)域，拉動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的大幅度增長(zhǎng)。而“中國(guó)制 造2025”的貫徹落實(shí)以及“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、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(lái)越大，隨之而來(lái)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(jìn)行統(tǒng)一管理，并能夠與業(yè)務(wù)結(jié)合，建設(shè)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(guó)”計(jì)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(shí)間，也逐漸發(fā)展成為繼計(jì)算機(jī)、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(shí)別（RFID）技術(shù)，近年來(lái)也頻頻在能源各個(gè)行業(yè)中得到應(yīng)用，帶來(lái)了巨大的市 場(chǎng)機(jī)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(shè)，將先進(jìn)的通信、計(jì)算機(jī)和 現(xiàn)代管理技術(shù)結(jié)合，將廠區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行與企業(yè)管理結(jié)合，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化運(yùn)行、控制和管理。同時(shí) 利用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)物體全面感知的能力，對(duì)工廠內(nèi)的人、設(shè)備、環(huán)境進(jìn)行全面感知，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)將自 主感知和人工采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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(xué)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(jì)算產(chǎn)品的逐漸成熟，企業(yè)逐漸致力于打造一個(gè)現(xiàn)代 化、數(shù)字化、智能化的大型廠區(qū)，并通過(guò)統(tǒng)一的一體化管理系統(tǒng)

4、，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)總部、分廠的統(tǒng)一管理。 主要需求如下：各個(gè)分廠廠區(qū)視頻監(jiān)控建設(shè)提前規(guī)劃，點(diǎn)位布置準(zhǔn)備，不做重復(fù)建設(shè)，所有視頻監(jiān)控系統(tǒng) 以高清監(jiān)控為主，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域全方位無(wú)死角監(jiān)控；視頻監(jiān)控需具備智能分析功能，對(duì)于越界偵測(cè)、區(qū)域入侵、進(jìn)入/離開(kāi)區(qū)域等異常情況能夠 及時(shí)報(bào)警；對(duì)廠區(qū)內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管，出現(xiàn)故障后能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，并上傳至監(jiān)控中心；通過(guò)單兵設(shè)備配合視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)可視化智能巡檢，將巡檢路線提前在平臺(tái)中進(jìn)行設(shè) 置，人員到達(dá)各個(gè)點(diǎn)位時(shí)，視頻聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到巡檢點(diǎn)位，同時(shí)利用RFID卡實(shí)現(xiàn)近距離無(wú)接 觸式巡檢；通過(guò)布控球?qū)Ω呖兆鳂I(yè)、動(dòng)土作業(yè)等需要移動(dòng)監(jiān)控的場(chǎng)景進(jìn)行監(jiān)控；建設(shè)各個(gè)廠區(qū)分控中心

5、平臺(tái)和總控中心平臺(tái)，分控中心集成各個(gè)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(jìn)行聯(lián)動(dòng)，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示在視頻監(jiān)控 界面，并通過(guò)統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行查看分析；分控中心統(tǒng)一平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)包括出入口、門禁、環(huán)境量監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、生產(chǎn)巡檢等多個(gè)系 統(tǒng)的接入及聯(lián)動(dòng)；企業(yè)內(nèi)有統(tǒng)一的平臺(tái)對(duì)下屬所有分廠進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)備管理及指揮調(diào)度，總部平臺(tái)有權(quán)查看 分廠所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行全局管理。總控中心一體化管理平臺(tái)與三維基礎(chǔ)信息系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)總體目標(biāo)為了開(kāi)啟智慧工廠管理新思維，最終實(shí)現(xiàn)“智能、高效、安全、可靠”運(yùn)行，需構(gòu)建一套適應(yīng) 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(luò)互聯(lián)互通、信息資源共享、應(yīng)用功 能完備，主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：建立覆蓋企業(yè)所有園區(qū)的一體化管理系統(tǒng)，對(duì)園區(qū)的人員、設(shè)施進(jìn)行全方位管理，滿足分 控中心現(xiàn)場(chǎng)管理、總控中心全局監(jiān)管、管理人員移動(dòng)辦公的需求；建設(shè)綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專網(wǎng)，綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專網(wǎng)獨(dú)立于生產(chǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專網(wǎng)，高帶寬傳輸，實(shí)現(xiàn) 高清圖像及環(huán)境、報(bào)警信息傳輸；對(duì)視頻監(jiān)控、入侵報(bào)警、出入口管理、門禁管理、生產(chǎn)巡檢、火災(zāi)報(bào)警等系統(tǒng)進(jìn)行集成管 理，通過(guò)統(tǒng)一客戶端進(jìn)行呈現(xiàn)，確保人員高效應(yīng)用；結(jié)合事故響應(yīng)機(jī)制部署預(yù)案，對(duì)突發(fā)事件快速做出響應(yīng)和處置，有效對(duì)安全事件進(jìn)行防范， 降低和控制意外事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；

7、充分利用視頻資源，監(jiān)控設(shè)施運(yùn)行環(huán)境，規(guī)范運(yùn)行、維護(hù)及搶修過(guò)程，保障穩(wěn)定運(yùn)行；通過(guò)現(xiàn)有信息資源，形成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表，供領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)籌決策；采用高科技手段，第一時(shí)間掌握設(shè)備不在線、工作異常等故障信息，及時(shí)排除故障，提高 運(yùn)維效率，減少運(yùn)維成本。總體架構(gòu)對(duì)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(tái)，實(shí)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(wù)流程，同時(shí)將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行智能化的融合，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子 系統(tǒng)功能的完美實(shí)現(xiàn)。基于iVMS-9800平臺(tái)，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(bào)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(fèi)）；6）熱成像測(cè)溫系統(tǒng)；7）火炬放散監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；8）可視化車載監(jiān)控系統(tǒng)；9）移動(dòng)巡查系統(tǒng)10）應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)；除此之外，平臺(tái)支持通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口（如OPC等）或通過(guò)SDK接入第三方設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。基于 能源綜合管理平臺(tái)的整體解決方案支持系統(tǒng)的靈活部署，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)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(wù)，按需部署相應(yīng)的服務(wù)器。在統(tǒng)一平臺(tái)管理的 基礎(chǔ)上，系統(tǒng)提供精細(xì)化的分級(jí)權(quán)限管理以及總部到分支的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理。系統(tǒng)拓?fù)鋱D1智慧工廠可視化綜合系統(tǒng)拓?fù)鋱D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(gè)廠區(qū)、分控中心飛傳輸網(wǎng)絡(luò)、總

9、控 中心三個(gè)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(duì)廠區(qū)內(nèi)的視頻監(jiān)控、周界報(bào)警、出入口、門禁一卡通、熱成像測(cè)溫、火炬監(jiān)測(cè)、 移動(dòng)巡檢、應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行了正好，主要負(fù)責(zé)對(duì)廠區(qū)內(nèi)視音頻、報(bào)警信息的采集、編碼、存 儲(chǔ)及上傳，并通過(guò)站端平臺(tái)預(yù)置的規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)。2）傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(bào)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(guò)總部的網(wǎng)絡(luò)安全隔離裝置并經(jīng)過(guò)身份認(rèn)證后，在運(yùn)營(yíng)商的3G/4G網(wǎng)絡(luò)，管理人員也可隨時(shí) 隨地在手持終端查看現(xiàn)場(chǎng)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(shè)備

10、，接收由各區(qū)域上報(bào)的信息，滿足中心系統(tǒng)用戶視頻、 環(huán)境報(bào)警信息查看的需求。系統(tǒng)功能基礎(chǔ)功能1）實(shí)時(shí)監(jiān)控采用高品質(zhì)攝像機(jī)，具有防塵、防水、防爆、防腐蝕等功能特性。實(shí)時(shí)獲得監(jiān)控區(qū)域內(nèi)清晰的 監(jiān)控圖像，各種型號(hào)系統(tǒng)的攝像機(jī)可以滿足不同區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控需求，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)控。 同時(shí)可以對(duì)帶云臺(tái)設(shè)備進(jìn)行云臺(tái)操作，對(duì)視角、方位、焦距的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)全方位、多視角、無(wú)盲區(qū)、 全天候式監(jiān)控。2）行為分析通過(guò)SMART攝像機(jī)，對(duì)于重要區(qū)域采用智能分析技術(shù)，通過(guò)行為分析和智能跟蹤的方式，實(shí)現(xiàn) 安全防范監(jiān)控；本系統(tǒng)中主要對(duì)穿越警戒面、區(qū)域入侵、進(jìn)入?yún)^(qū)域、離開(kāi)區(qū)域等多種行為進(jìn)行識(shí)別和 觸發(fā)報(bào)警。3）車牌及車輛識(shí)別通

11、過(guò)廠區(qū)出入口部署的攝像機(jī)，對(duì)進(jìn)入車輛進(jìn)行抓拍，識(shí)別車牌信息及車型、車身顏色，并與 車牌庫(kù)已有車牌數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)車輛進(jìn)出權(quán)限。4）錄像存儲(chǔ)本系統(tǒng)支持前端存儲(chǔ)和中心存儲(chǔ)兩種模式，前端的視音頻信號(hào)接入視頻處理單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，達(dá) 到前端存儲(chǔ)的需要，以供事后調(diào)查取證；中心采用視頻云存儲(chǔ)來(lái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。5）語(yǔ)音功能通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講，總控中心客戶端能夠和分控中心客戶端進(jìn)行溝通。6）處置預(yù)案通過(guò)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(yù)案：客戶端聯(lián)動(dòng)、電視墻聯(lián) 動(dòng)、報(bào)警錄像等。有助于相關(guān)部門第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)事故點(diǎn)，迅速做出反應(yīng)，把事故損失控制到最小范圍。7）巡檢預(yù)案系統(tǒng)支持可視化巡檢預(yù)案，按人工巡檢的路

12、線，把沿途多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的多個(gè)預(yù)置位添加進(jìn)預(yù)案， 一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可截圖并標(biāo)注問(wèn)題，及時(shí)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(yù)案可大大提高巡檢質(zhì)量及到位率。8）遠(yuǎn)程維護(hù)通過(guò)平臺(tái)軟件能夠?qū)η岸嗽O(shè)備進(jìn)行校時(shí)、重新啟動(dòng)、修改參數(shù)、軟件升級(jí)、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。 設(shè)備提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，運(yùn)維人員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，提高的設(shè)備維護(hù)效 率。和雨量傳感器相結(jié)合，還能開(kāi)啟球機(jī)自動(dòng)清潔功能。9）系統(tǒng)管理通過(guò)平臺(tái)軟件能夠進(jìn)行全方位管理，提供中心管理、Web服務(wù)、認(rèn)證授權(quán)、日志管理、資產(chǎn)管 理、地圖管理、流媒體服務(wù)、云臺(tái)代理、存儲(chǔ)管理、文件備份、設(shè)備代理、移動(dòng)服務(wù)、報(bào)警管理、電 視

13、墻代理、網(wǎng)管服務(wù)等系統(tǒng)服務(wù)，提高整套系統(tǒng)的工作效率。擴(kuò)展功能1）黑白名單對(duì)于授權(quán)放行的車輛，登記車牌并錄入系統(tǒng)白名單，當(dāng)車輛訪問(wèn)工廠時(shí)，識(shí)別出車牌后和數(shù)據(jù) 庫(kù)已錄入的車牌進(jìn)行比對(duì)，判別是否為授權(quán)車輛如果是已登記的車輛自動(dòng)開(kāi)啟門禁放行；如果是未登 記的車輛啟動(dòng)相應(yīng)聯(lián)動(dòng)通知保安室，保安室可調(diào)閱視頻來(lái)判別是否手動(dòng)開(kāi)啟門禁。2）運(yùn)維管理平臺(tái)通過(guò)平臺(tái)能夠?qū)σ曨l監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)的前端監(jiān)控點(diǎn)、編解碼設(shè)備、視頻綜合平臺(tái)、等視頻設(shè)備的運(yùn) 行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程存在的視頻離線、視頻質(zhì)量異常、錄像異常等問(wèn)題，并通過(guò) 短信、郵件等多樣的通知手段及時(shí)將故障通知相應(yīng)的人員，徹底解決傳統(tǒng)運(yùn)維過(guò)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(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)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(wú)法正常解碼播放圖4密鑰正確才能正常解碼系統(tǒng)特點(diǎn)統(tǒng)一的中心管理平臺(tái)通過(guò)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的視頻資源管理，對(duì)前端攝像機(jī)、編碼器、解碼器、控制器等設(shè)備 進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)配置與遠(yuǎn)程控制等；通過(guò)管理平臺(tái)實(shí)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(luò)、智能化的監(jiān)控設(shè)備以建設(shè)全高清監(jiān)控系統(tǒng)為目標(biāo)，為用戶提供更清晰的圖像和細(xì)節(jié)，讓視頻監(jiān)控變得更有使

15、用價(jià) 值；同時(shí)以建設(shè)全I(xiàn)P監(jiān)控系統(tǒng)為目標(biāo)，讓用戶可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)電腦來(lái)觀看、錄制和管理實(shí) 時(shí)的視頻信息，且系統(tǒng)組網(wǎng)便利，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，新增監(jiān)控點(diǎn)或客戶端都非常方便。運(yùn)用智能分析、帶有智能功能的攝像機(jī)等提高系統(tǒng)智能化水平，同時(shí)通過(guò)先進(jìn)的編碼技術(shù)降低 視頻碼流，減少存儲(chǔ)成本和網(wǎng)絡(luò)成本，減弱對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性，提高視頻預(yù)覽的流暢度； 深度整合的輔助系統(tǒng)平臺(tái)提供各類編解碼設(shè)備管理、存儲(chǔ)管理、網(wǎng)絡(luò)管理、報(bào)警管理等基礎(chǔ)設(shè)備管控功能。同時(shí)對(duì) 各子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)、控制和管理，可以兼容視頻監(jiān)控、入侵報(bào)警、出入口管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、火 災(zāi)報(bào)警、智能控制等多個(gè)輔助業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)。通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)，提高系統(tǒng)的整體效能，使平臺(tái)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(tái)還支持智能預(yù)案，使工廠在不依賴于人 甚至獨(dú)立于人的情況下實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的智能聯(lián)動(dòng)。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(guò)身份認(rèn)證和權(quán)限管理，確保用戶認(rèn)證后才可以進(jìn)入系統(tǒng)， 進(jìn)入系統(tǒng)后還需嚴(yán)格執(zhí)行訪問(wèn)權(quán)限和管理權(quán)限。權(quán)限設(shè)置采用多層次、高加密技術(shù)，以確保系統(tǒng)各單 元運(yùn)行的安全，同時(shí)系統(tǒng)用戶登錄、操作、配置等功能都采用嚴(yán)格的傳輸加密機(jī)制。對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)， 采用工廠分布式存儲(chǔ)+總部網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，并通過(guò)硬盤保護(hù)機(jī)制、RAID5技術(shù)，保證錄像數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。 前端設(shè)備可采用AES加密，只有使用專用AE