火警联动视频监控系统在核电厂应用

商志国

(阳江核电有限公司，广东 阳江 525900)

0 引言

核电厂内厂房数量较多、规模较大，其内部各种设备设施复杂、机电设备多，这些特点增加了核电厂房的火灾危险性。为了消除或控制火灾，电厂设置了火灾自动报警系统，当现场的火灾探测器报火警时，主控室派人员到现场核实火情，确认火情，并在最短的时间内实施有效救援；视频监控系统监控核电厂各个重要设备和重点安防场所，其所监控的区域较多，却无法在第一时间找出起火区域视频画面。

因此，需要开发一套系统，实现火灾自动报警系统与视频监控系统自动联动的功能。

1 系统组成

火警联动视频监控系统由以下三部分组成。

(1) 火灾自动报警系统。用于通过不同类型火灾探测器(包括：Notifire，DEF及西门子等)分别探测核电厂各厂房房间内的火情信息，所述火情信息包括探测到火情的火灾探测器的地址编码。

(2) 视频监控系统。用于通过多个摄像头获取核电厂多个区域的视频信息。

(3) 消防应用服务器。分别与火灾自动报警系统和视频监控系统建立通信连接，用于存储不同类型火灾探测器的地址编码及其所在厂房房间之间的地址编码映射表，并用于根据地址编码映射表和火情信息，获取探测到火情的火灾探测器的地址编码所映射的厂房房间中的摄像头的视频信息。

电厂火警联动视频监控系统拓扑如图1所示。

图1 电厂火警联动视频监控系统拓扑

2 系统功能模块简介

火警联动视频监控系统包括以下功能模块。

2.1 火灾自动报警系统报警信息收发接口

火灾自动报警系统报警信息收发接口负责从火警主机获取所有报火警探头信息，对信息进行筛选整理分类后，同步传输给视频调度系统，调取与火灾报警点相关联的摄像头画面。该接口必须能够支持多种火警系统通信协议，如JBUS，CRT，CBUS，CWEB，OPC以及DDE等通用性协议，以满足后续不同火警主机接入的兼容性。

(1) 1，2机组常规岛和BOP厂房火灾自动报警系统为美国Notifire公司的NFS2-3030型主机，该主机可通过CRT串口协议向第三方系统传输报警数据，即该功能模块支持CRT通信协议，能够获取并识别火灾自动报警系统所有报警类型及位置。火警主机与该功能模块的通信需要保持单向通信，即数据只能由火警主机传输至火灾报警信息接收模块，不能反方向传输，以免对火灾自动报警系统造成干扰。相关的信号通过行政办公网络进行传输，具有多系统兼容性。

(2) 1，2机组核岛厂房火警主机为法国DEF公司产品，主机型号为SDI，火警主机需要增加通信接口模块，通过JBUS协议向第三方系统传输报警信息数据。火警联动视频监控系统配置定制型协议转换器，接收SDI主机报警信息，解析报警信息，最后通过TCP/IP协议经过行政办公网络传输至火警联动视频监控系统，实现系统功能。

(3) 3～6号机组核岛、常规岛和BOP厂房使用的是西门子火灾自动报警系统，主机型号为FS1120/FD720/FC726。报警主机需要增加通信接口模块，通过专用协议(由西门子提供)向第三方系统传输报警信息数据。火警联动视频监控系统配置定制型协议转换器，接收主机报警信息，解析报警信息，最后通过TCP/IP协议经过行政办公网络传输至火警联动视频监控系统，实现系统功能。

2.2 视频调度系统

视频调度系统从火灾自动报警系统报警信息收发接口接收报警探头信息后，通过数据筛选整理和格式转换，与摄像头进行匹配关联，关联可以是“一对一”或者“一对多”。通过火灾报警探头和摄像头关联对应关系，调取所接入视频系统相应的摄像头画面，并在主控室工作站上进行显示。该调度系统应能够支持多种视频信号，如网络摄像头、模拟摄像头、DVR，NVR信号以及视频矩阵视频信号等。前端显示主要是在主控室设置视频监控显示工作站，用于火灾报警发生时显示相关联的摄像机画面，自动进行多画面或者轮巡显示。前端显示包含显示工作站主机及显示器、工作站机柜和打印机等。后端视频服务主要包含音视频信号监控、音视频信号转发、音视频存储和云台控制信号收发等功能。

3 创新点

3.1 软件方面创新点

(1) 通过算法设计和地理信息系统算法技术，建立火灾探测器、视频监控设备的“一对多”关系模型。

(2) 在核电厂区内任何地点发生火警时，视频监控系统均能立即分析并弹出和该火警相关主要起火房间以及周边关联房间的监控画面，同时在厂房平面图上显示出起火房间位置，实现全方位监控，准确、快速定位起火位置，缩短人员到现场核实火情时间。

3.2 硬件方面创新点

(1) 通过安装厂家特制通信模块，实现火警主机内火警信号正确传输，且该设备抗强电磁干扰、防雷击，稳定性高。

(2) 通过安装协议转换器，将火警主机中火灾探测器的地址编码转换成网络信号。

(3) 通过安装单向网闸，实现火灾自动报警系统与视频监控系统之间“零干扰”，确保两套系统安全、可靠运行。

4 系统功能介绍

电厂火警联动视频监控系统工作站设置在主控室，打开软件，主界面分为两部分，上部分为功能按钮栏，下部分为功能显示操作页面。

(1) 功能按钮栏：分别为系统状态、视频监控、视频回放、火警记录、用户管理、日志信息、地址设置、火警设备、视频设备、地址绑定等，分两种级别用户登录，不同级别显示和使用权限不一样。

(2) 功能显示操作页面：在主界面下半部分，占大部分画面，用于各个功能模块的显示和操作，系统打开时默认打开“系统状态”功能。

5 火警联动视频监控系统建设和应用

5.1 系统建设

电厂在项目策划阶段就成立联合部门运作项目组，明确各部门职责和实施计划，为后续各机组火警联动视频监控系统投用奠定坚实基础。

因现场相关系统结构庞大且复杂，项目实施难度大且周期长，EA楼有与现场同类型的火灾自动报警系统(Notifire型号)和视频监控系统(DKM系统)，所以该项目以EA楼作为试点，然后在1/9/0号机组上选取15处重点火险区域(Notifire型号)开展试点工作。

(1) 常规岛厂房8个试点区域：1号机汽轮发电机平台、1GHE密封油区域、继保室(1MB603)、直流充电室和二次设备室(1MB611)、励磁小间（1MV303）、1号主变A/B/C三相、1号厂变A/B、1号备用厂变A/B。

(2) BOP厂房7个试点区域：500 kV电抗器A/B/C三相、 500 kV配电装置室(0TB101)、继电保护室(0TB104)、 220 kV辅助变压器、 220 kV开关站GIS设备间(0TD202)、EM网络服务间、LY 6.6 kV配电室。

5.2 系统应用

当系统建设完成后，项目组成员在厂房内触发火警探头真实动作后，电厂对应机组主控室火警平台上发出火警声响报警，十几秒种后，视频监控系统上自动显示对应区域视频监控画面；火警报警信息消除，视频监控系统上报警信息同步解除，多次试验均能实现系统联动功能。期间历时6个月，于2017-12-27成功投运1/9/0号机组试点区域火警联动视频监控系统，显示该系统在机组上可以安全、可靠、平稳的运行。

秉着“突破常规，大胆创新”的想法，项目组通过技术改进补足短板，逐步将该系统应用到后续机组上，2018-12-27，投运2号机组火警联动视频监控系统；2019-12-09，投运3，4号机组火警联动视频监控系统。

6 结束语

电厂火警联动视频监控系统在国内核电行业领域为首次应用，成功实现火灾自动报警系统报火警时自动联动视频监控系统，缩短了运行人员核实火情时间至30 s左右，提高了火警响应速度，为遏制火灾事故形成发挥积极作用，减少火灾蔓延对机组造成的经济损失；同时，减少运行人员前往火场核实火情环节，避免人身伤害风险给企业带来的潜在经济损失。

以上从工作原理、系统功能模块、系统创新点和系统功能介绍等方面，对火警联动视频监控系统开发与应用进行了阐述，以期为优化核电厂火警响应流程提供借鉴。