智慧廠區(qū)方案

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 月目錄第一章背景及需求 31.1 應(yīng)用背景 31.2 需求分析 3第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 52.1 總體目標(biāo) 52.2 總體架構(gòu) 52.2.1 系統(tǒng)拓?fù)?72.2.2 系統(tǒng)組成 72.3 系統(tǒng)功能 82.3.1 基礎(chǔ)功能 82.3.2 擴(kuò)展功能 9第三章系統(tǒng)特點(diǎn) 123.1.1 統(tǒng)一的中心管理平臺 123.1.2 高清、網(wǎng)絡(luò)、智能化的監(jiān)控設(shè)備 123.1.3 深度整合的輔助系統(tǒng) 123.1.4 有效的數(shù)據(jù)安全策略 133.1.5 完善的運(yùn)維管理機(jī)制 1314 / 13第 一 章 背景及需求1.1 應(yīng)用背景隨著國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，

2、 作為國民經(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)用于國民經(jīng)濟(jì)、人民生活、國防科技等各個領(lǐng)域，拉動國家經(jīng)濟(jì)的大幅度增長。而“中國制造2025 ”的貫徹落實(shí)以及“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、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(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

3、智慧工廠綜合解決方案。2009 年，政府首次提出了“感知中國”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(yīng)用，帶來了巨大的市場機(jī)遇?；谖锫?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(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

4、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。1.2 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)，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(jìn)入 / 離開區(qū)域等異常情況能夠及時報(bào)警；對廠區(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)時報(bào)警，并上傳至監(jiān)控中心；通過單兵

5、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中進(jìn)行設(shè)置， 人員到達(dá)各個點(diǎn)位時， 視頻聯(lián)動轉(zhuǎn)動到巡檢點(diǎn)位，同時利用 RFID 卡實(shí)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(jìn)行監(jiān)控；建設(shè)各個廠區(qū)分控中心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(jìn)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(jìn)行查看分析；分控中心統(tǒng)一平臺能實(shí)現(xiàn)包括出入口、門禁、環(huán)境量監(jiān)測、火災(zāi)報(bào)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

6、進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)備管理及指揮調(diào)度，總部平臺有權(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與三維基礎(chǔ)信息系統(tǒng)、 視頻會議系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對接。第 二 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 總體目標(biāo)為了開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)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)場管理、總控中心全局監(jiān)管、管理人員移動辦公的需求；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

7、傳輸，實(shí)現(xiàn)高清圖像及環(huán)境、報(bào)警信息傳輸；對視頻監(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，對突發(fā)事件快速做出響應(yīng)和處置，有效對安全事件進(jìn)行防范，降低和控制意外事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；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)及搶修過程，保障穩(wěn)定運(yùn)行；通過現(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，第一時間掌握設(shè)備不在線、工作異常等故障信息，及時排除故障，提高運(yùn)維效率，減少運(yùn)維成本。2.2 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(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)

8、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，同時將各個子系統(tǒng)進(jìn)行智能化的融合，實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)功能的完美實(shí)現(xiàn)?；?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(bào)警系統(tǒng)4) 廠區(qū)出入口車輛管理系統(tǒng)；5) 一卡通管理系統(tǒng)(門禁、訪客、考勤、消費(fèi)) ；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(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)；除此之外，平臺支持通過標(biāo)準(zhǔn)接口(如 OPC 等)或通過SDK 接入第三方設(shè)備進(jìn)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

9、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)一平臺管理的基礎(chǔ)上， 系統(tǒng)提供精細(xì)化的分級權(quán)限管理以及總部到分支的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理。2.2.1系統(tǒng)拓?fù)淇偪刂行碾姮F(xiàn)世圖1智慧工廠可視化綜合系統(tǒng)拓?fù)鋱D2.2.2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）、 傳輸網(wǎng)絡(luò)、總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(bào)警、出入口、門禁一卡通、熱成像測溫、火炬監(jiān)測、移動巡檢、應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行了正好，主要負(fù)責(zé)對廠區(qū)內(nèi)視音頻、報(bào)警信息的采集、編碼、存儲及上傳

10、，并通過站端平臺預(yù)置的規(guī)則進(jìn)行自動化聯(lián)動。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。通過總部的網(wǎng)絡(luò)安全隔離裝置并經(jīng)過身份認(rèn)證后， 在運(yùn)營商的 3G/4G 網(wǎng)絡(luò)，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(shè)備， 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。2.3 系統(tǒng)功能2.3.1 基礎(chǔ)功能1) 實(shí)時監(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)時獲得監(jiān)控區(qū)域內(nèi)清晰的監(jiān)控圖像， 各種型號系

11、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 小時不間斷監(jiān)控。同時可以對帶云臺設(shè)備進(jìn)行云臺操作，對視角、方位、焦距的調(diào)整，實(shí)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(jī)， 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(shí)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(jìn)入?yún)^(qū)域、離開區(qū)域等多種行為進(jìn)行識別和觸發(fā)報(bào)警。3) 車牌及車輛識別通過廠區(qū)出入口部署的攝像機(jī)， 對進(jìn)入車輛進(jìn)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(jìn)行比對，確認(rèn)車輛進(jìn)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

12、接入視頻處理單元存儲數(shù)據(jù)， 達(dá)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(shí)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(jìn)行溝通。6) 處置預(yù)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(yù)案： 客戶端聯(lián)動、電視墻聯(lián)動、報(bào)警錄像等。有助于相關(guān)部門第一時間發(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， 按人工巡檢的路線， 把沿途多個監(jiān)控點(diǎn)的多個預(yù)置位添加進(jìn)預(yù)案， 一旦發(fā)現(xiàn)問題可截圖并標(biāo)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(yù)案可大大提高巡檢質(zhì)量及到位率

13、。8) 遠(yuǎn)程維護(hù)通過平臺軟件能夠?qū)η岸嗽O(shè)備進(jìn)行校時、重新啟動、修改參數(shù)、軟件升級、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。 設(shè)備提供遠(yuǎn)程訪問功能， 運(yùn)維人員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場， 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， 還能開啟球機(jī)自動清潔功能。9) 系統(tǒng)管理通過平臺軟件能夠進(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)、 云臺代理、 存儲管理、 文件備份、設(shè)備代理、移動服務(wù)、報(bào)警管理、電視墻代理、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。2.3.2 擴(kuò)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(dāng)車輛訪

14、問工廠時， 識別出車牌后和數(shù)據(jù)庫已錄入的車牌進(jìn)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(yīng)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(yùn)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(diǎn)、 編解碼設(shè)備、視頻綜合平臺、 等視頻設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，主動發(fā)現(xiàn)運(yùn)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(yīng)的人員，徹底解決傳統(tǒng)運(yùn)維過程中存在的“管不到、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(jìn)行加密 只有使用專

15、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第 三 章 系統(tǒng)特點(diǎn)3.1.1 統(tǒng)一的中心管理平臺通過管理平臺實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的視頻資源管理， 對前端攝像機(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； 通過管理平臺實(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” 。3.1.2 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)控變得更有使用價值；同時以建設(shè)全I(xiàn)P 監(jiān)控系統(tǒng)為目標(biāo)，讓用戶可通過網(wǎng)絡(luò)中的

16、任何一臺電腦來觀看、 錄制和管理實(shí)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(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， 同時通過先進(jìn)的編碼技術(shù)降低視頻碼流，減少存儲成本和網(wǎng)絡(luò)成本，減弱對網(wǎng)絡(luò)的依賴性，提高視頻預(yù)覽的流暢度；3.1.3 深度整合的輔助系統(tǒng)平臺提供各類編解碼設(shè)備管理、 存儲管理、 網(wǎng)絡(luò)管理、 報(bào)警管理等基礎(chǔ)設(shè)備管控功能。同時對各子系統(tǒng)進(jìn)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(bào)警、出入口管理、環(huán)境監(jiān)測、火災(zāi)報(bào)警、智能控制等多個輔助業(yè)務(wù)應(yīng)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(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。3.1.4 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(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。對于數(shù)據(jù)存儲，采用工廠分布式存儲+總部網(wǎng)絡(luò)存儲，并通過硬盤保護(hù)機(jī)制、RAID5技術(shù)，保證錄像數(shù)據(jù)不會丟失。前端設(shè)備可采用AES加密，只有使用