專(zhuān)利名稱(chēng):長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是一種長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)。涉及圖像通信和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著全球?qū)κ唾Y源的和平利用、控制與競(jìng)爭(zhēng),石油在國(guó)際政治中的地位凸顯,已成為當(dāng)今各類(lèi)重大國(guó)際事件的重要起因。石油對(duì)各大國(guó)生命攸關(guān),在國(guó)際政治和經(jīng)濟(jì)中占有越來(lái)越重要的地位。國(guó)際上圍繞石油資源的競(jìng)爭(zhēng)和地區(qū)間沖突-無(wú)論是商業(yè)性的,還是軍事性的都從未停歇過(guò)。一個(gè)國(guó)家的石油安全體系可以概括為三個(gè)方面:一是控制油氣資源,二是建立戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備,三是保障運(yùn)輸安全。面對(duì)世界各國(guó)紛紛進(jìn)行戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備的現(xiàn)實(shí),我國(guó)石油安全體系的建設(shè),更應(yīng)該在立足于國(guó)內(nèi)外油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的同時(shí),加快建立戰(zhàn)略石油運(yùn)輸儲(chǔ)備體系,確保供給安全。在石油安全體系中,石油運(yùn)輸作為連接海外資源、市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的中間環(huán)節(jié),具有承上啟下的關(guān)鍵作用,是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前作為我國(guó)石油天然氣運(yùn)輸重要方式之一的油氣管道運(yùn)輸在石油安全體系中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。十一五以來(lái),我國(guó)油氣管道事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展階段,油氣管道作為連接海外資源、市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的中間環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的,所以其安全防護(hù)工作也越來(lái)越受重視,其所面臨的各方面潛在安全威脅急需解決。某些長(zhǎng)輸油氣管道上無(wú)人值守的無(wú)通信、無(wú)供電條件的手動(dòng)閥室一般都設(shè)立在環(huán)境條件惡劣、遠(yuǎn)離人煙、人員難以及時(shí)到達(dá)的地區(qū)。尤其在雨雪大風(fēng)等惡劣天氣條件下,如果一旦閥室出現(xiàn)非法入侵、設(shè)備故障等情況,維護(hù)人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)。為了解決此類(lèi)問(wèn)題,近年來(lái)視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在管道沿線(xiàn)站場(chǎng)、閥室得到廣泛應(yīng)用,但由于通信帶寬限制,視頻清晰度往往不夠,很多重要信息難以被捕捉到。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種適于油氣管道沿線(xiàn)手動(dòng)閥室安裝的集高清視頻監(jiān)控、周界安防、光纖通信、太陽(yáng)能供電為一體的具有遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高清監(jiān)視巡視、結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小、低功耗、通信速率高、建設(shè)周期短、維護(hù)便利、適應(yīng)野外環(huán)境的長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)。本發(fā)明是基于光纖寬帶通信技術(shù)的安防系統(tǒng),集高清視頻監(jiān)控、周界安防、通信傳輸和供電于一體。如圖1所示,它由安防監(jiān)控單元、電源單元、通信單元組成。所述安防監(jiān)控單元包括高清視頻監(jiān)控探頭、太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器、安防監(jiān)控模塊;所述電源單元包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池和電源控制模塊;所述通信單元包括通信模塊。高清視頻監(jiān)控探頭的數(shù)據(jù)輸出接口與安防監(jiān)控模塊連接;太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與安防監(jiān)控模塊進(jìn)行通信;安防監(jiān)控模塊與通信模塊通過(guò)以太網(wǎng)接口連接;通信模塊通過(guò)自身單模光纖通信接口與通信光纖連接,將報(bào)警信息傳到監(jiān)控中心;電源控制模塊與太陽(yáng)能電池板和蓄電池相連,并對(duì)其他兩個(gè)單元進(jìn)行供電。
本發(fā)明的具體構(gòu)成如圖2所示,固定在圓柱體支架2上的一對(duì)太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器I安裝在手動(dòng)閥室圍墻3上,通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式與安防監(jiān)控模塊連系,安防監(jiān)控模塊與通信模塊連接。紅外對(duì)射傳感器I對(duì)閥室周界進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦感知有入侵行為,會(huì)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式將入侵信息發(fā)送給安防監(jiān)控模塊;安防監(jiān)控模塊會(huì)根據(jù)入侵信息驅(qū)動(dòng)視頻監(jiān)控探頭,使監(jiān)控探頭迅速對(duì)入侵區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)控;在正常情況下,監(jiān)控探頭會(huì)根據(jù)設(shè)定的軌跡巡視整個(gè)閥室或定點(diǎn)監(jiān)視閥室重點(diǎn)區(qū)域,并將所拍攝的高清視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給安防監(jiān)控模塊,安防監(jiān)控模塊再將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給通信模塊。系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)原理如圖3所示,1#RTU閥室、2#RTU和安防系統(tǒng)所在的3#手動(dòng)閥室各有光纖與B站連接;安防監(jiān)控中心由雙絞線(xiàn)與B站連接,也可通過(guò)光纖與3#手動(dòng)閥室實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接;3#手動(dòng)閥室也可通過(guò)光纖與A站、1#RTU閥室建立通信鏈路。通信模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界的通信功能,它具有全雙工和半雙工的以太網(wǎng)接口和單模光纖接口,可通過(guò)以太網(wǎng)接口接收安防監(jiān)控模塊發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù),并通過(guò)光纖接口將數(shù)據(jù)上傳至安防監(jiān)控中心;也可接收來(lái)自監(jiān)控中心的控制信息并轉(zhuǎn)發(fā)給安防監(jiān)控模塊;光纖通信帶寬速率高,能支持傳輸實(shí)時(shí)高清視頻數(shù)據(jù)。電源單元的構(gòu)成如圖1所示,太陽(yáng)能電池板和蓄電池的輸出接電源控制模塊,電源控制模塊的輸出分別接安防監(jiān)控模塊和通信模塊;電源控制模塊中有太陽(yáng)能電池板和蓄電池切換控制和蓄電池低壓保護(hù)以及溫度補(bǔ)償裝置。當(dāng)日照充足時(shí),電源控制模塊可選擇由太陽(yáng)能電池板為系統(tǒng)負(fù)載供電、為蓄電池充電,在夜晚或陰雨天,也可選擇由蓄電池向系統(tǒng)負(fù)載放電;當(dāng)蓄電池放電至限定的最低電壓(該值電壓可設(shè)置)時(shí),電源控制模塊可自動(dòng)切斷主要負(fù)載電源,以保護(hù)蓄電池,當(dāng)系統(tǒng)電壓恢復(fù)后,電源控制模塊根據(jù)電壓自動(dòng)連接負(fù)載供電;蓄電池箱內(nèi)設(shè)有與電源控制模塊相連的溫度傳感器,電源控制模塊可根據(jù)蓄電池溫度對(duì)蓄電池的浮充電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本油氣管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝圖如圖4所示。它包括太陽(yáng)能電池板4、電池板固定支架5、安防監(jiān)控設(shè)備箱6、空心支撐柱7、出線(xiàn)孔8、走線(xiàn)管道9、防水蓄電池槽
10、蓄電池保溫箱11、光纖過(guò)孔11和高清視頻監(jiān)控探頭13。通信光纜通過(guò)光纖過(guò)孔12進(jìn)入到防水蓄電池槽10 ;蓄電池保溫箱11起到保持蓄電池正常工作溫度的作用;蓄電池保溫箱(11)置于防水蓄電池槽(10)中;走線(xiàn)管道9及空心支撐柱7使從防水蓄電池槽10引入的所需線(xiàn)纜通過(guò)出線(xiàn)孔8后接入到安防監(jiān)控設(shè)備箱6,起到減緩線(xiàn)纜老化速度的作用;安防監(jiān)控設(shè)備箱6起到對(duì)安防控制設(shè)備的保水、防盜作用;太陽(yáng)能電池板(4)安裝在電池板固定支架(5)上;電池板固定支架5對(duì)太陽(yáng)能電池板4起支撐作用;太陽(yáng)能電池板4安裝位置朝向正南,保證最大太陽(yáng)光強(qiáng)度照射;高清視頻監(jiān)控探頭13安裝在空心支撐柱的頂端,實(shí)現(xiàn)對(duì)手動(dòng)閥室的全方位監(jiān)控功能。本發(fā)明所提出的油氣管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高清監(jiān)視巡視、結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小,低功耗、通信速率高、建設(shè)周期短、維護(hù)便利、適應(yīng)野外環(huán)境等特點(diǎn),是一種符合油氣管道閥室無(wú)人值守發(fā)展方向的安防系統(tǒng)。隨著國(guó)內(nèi)外通信、供電系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域產(chǎn)品在小型化、模塊化、集成化趨勢(shì)的發(fā)展,相關(guān)成熟產(chǎn)品的應(yīng)用案例也在不斷增多,目前已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)條件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
I)采用高清視頻監(jiān)控探頭,可拍攝高清視頻畫(huà)面,更能及早發(fā)現(xiàn)手動(dòng)閥室出現(xiàn)的微小狀況;2)本發(fā)明利用與油氣管道同溝敷設(shè)的高通信速率光纜和監(jiān)控中心進(jìn)行通信,可傳輸實(shí)時(shí)高清視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及周界安防報(bào)警數(shù)據(jù),節(jié)省通信建設(shè)成本;3)高清視頻監(jiān)控探頭及四組太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器均有獨(dú)立IP地址,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)控探頭的重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域或巡視軌跡,可分別布防或撤防四組紅外對(duì)射傳感器的監(jiān)控區(qū)域;4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,完全可以在手動(dòng)閥室進(jìn)行安裝,并且安裝、維護(hù)便利;5)本發(fā)明采用低功耗嵌入式架構(gòu),終端各模塊均為低功耗工業(yè)級(jí)模塊,系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng),能適應(yīng)最苛刻的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求;6)本發(fā)明僅需要太陽(yáng)能電池供電,蓄電池作為備用電源,即使遇到雨、雪等惡劣氣候仍能正常工作。同時(shí)電源控制模塊具有蓄電池保護(hù)功能,可以延長(zhǎng)電源使用壽命。
圖1長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室 安防系統(tǒng)原理2長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器工作原理3長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)光纖以太網(wǎng)接入原理4長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)安裝圖其中1-太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器2-圓柱體支架3-手動(dòng)閥室圍墻4-太陽(yáng)能電池板5-電池板固定支架6-安防監(jiān)控設(shè)備箱7-空心支撐柱8-出線(xiàn)孔9-走線(xiàn)管道10-防水蓄電池槽11-蓄電池保溫箱12-光纖過(guò)孔13-高清視頻監(jiān)控探頭
具體實(shí)施例方式實(shí)施例.本例是一現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),它主要由三部分組成:安防監(jiān)控單元(太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器、高清視頻監(jiān)控探頭、安防監(jiān)控模塊),電源單元(太陽(yáng)能電池板、蓄電池、電源控制模塊),通信單元(通信模塊)。監(jiān)控探頭的數(shù)字信號(hào)輸出接口接入到安防監(jiān)控模塊的模擬信號(hào)輸入接口,監(jiān)控探頭的電源線(xiàn)接到電源控制模塊;四對(duì)太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器分別安裝在手動(dòng)閥室的圍墻上,其報(bào)警信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式發(fā)送給安防監(jiān)控模塊;安防監(jiān)控模塊的數(shù)字信號(hào)輸出接口與通信模塊連接;通信模塊的光纖通信接口與通信光纜引出的專(zhuān)用光纖相熔接,將報(bào)警信息發(fā)送給監(jiān)控中心的安防監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行處理;太陽(yáng)能電池板和蓄電池與電源控制模塊連接,電源控制模塊通過(guò)電源線(xiàn)與監(jiān)控探頭、安防監(jiān)控模塊和通信模塊相連。本實(shí)施例的設(shè)計(jì)安裝圖如圖4所示。通信光纜通過(guò)光纖過(guò)孔12進(jìn)入到防水蓄電池槽10,然后與接地線(xiàn)、蓄電池電纜及蓄電池箱11溫度傳感器信號(hào)線(xiàn)捆綁在一起進(jìn)入走線(xiàn)管道9,穿過(guò)空心支撐柱7,最后通過(guò)出線(xiàn)孔8后接入到安防監(jiān)控設(shè)備箱6 ;由固定支架零件5支撐的太陽(yáng)能電池板4通過(guò)電源線(xiàn)直接接入到安防監(jiān)控設(shè)備箱6 ;高清視頻監(jiān)控探頭13的電源線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)直接接入安防監(jiān)控設(shè)備箱6。本實(shí)施例已經(jīng)穩(wěn)定工作了 I年時(shí)間,以下功能經(jīng)測(cè)試正常:1、安防監(jiān)控功能對(duì)手動(dòng)閥室重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控,防范非法分子翻越圍墻入侵到閥室內(nèi)部。2、遠(yuǎn)程設(shè)置功能可以任意撤防或布防四組太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器,可根據(jù)需要任意調(diào)整高清視頻監(jiān)控探頭的監(jiān)控區(qū)域和巡視軌跡。3、免維護(hù)功能安防監(jiān)控系統(tǒng)始終工作正常。4、電源供電功能無(wú)論天氣好壞,全天候確保系統(tǒng)供電需要。5、通信功能實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控終端與監(jiān)控中心主機(jī)的數(shù)據(jù)通信正常。經(jīng)過(guò)I年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),油氣管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)使用效果良好,此方案是一種技術(shù)先進(jìn)、適用于無(wú)人值守手動(dòng)閥室的安防監(jiān)控的經(jīng)濟(jì)可靠方案。
權(quán)利要求
1.一種長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng),其特征在于它是基于光纖寬帶通信技術(shù)的安防系統(tǒng),集高清視頻監(jiān)控、周界安防、通信傳輸和供電于一體;它由安防監(jiān)控單元、電源單元、通信單元組成;所述安防監(jiān)控單元包括高清視頻監(jiān)控探頭、太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器、安防監(jiān)控模塊;所述電源單元包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池和電源控制模塊;所述通信單元包括通信模塊;高清視頻監(jiān)控探頭的數(shù)據(jù)輸出接口與安防監(jiān)控模塊連接;太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與安防監(jiān)控模塊進(jìn)行通信;安防監(jiān)控模塊與通信模塊通過(guò)以太網(wǎng)接口連接;通信模塊通過(guò)自身單模光纖通信接口與通信光纖連接,將報(bào)警信息傳到監(jiān)控中心;電源控制模塊與太陽(yáng)能電池板和蓄電池相連,并對(duì)其他兩個(gè)單元進(jìn)行供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng),其特征在于其具體構(gòu)成是固定在圓柱體支架⑵上的一對(duì)太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器⑴安裝在手動(dòng)閥室圍墻⑶上,通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式與安防監(jiān)控模塊連系,安防監(jiān)控模塊與通信模塊連接; 紅外對(duì)射傳感器(I)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式將入侵信息發(fā)送給安防監(jiān)控模塊,安防監(jiān)控模塊根據(jù)入侵信息驅(qū)動(dòng)視頻監(jiān)控探頭;監(jiān)控探頭根據(jù)設(shè)定的軌跡巡視整個(gè)閥室或定點(diǎn)監(jiān)視閥室重點(diǎn)區(qū)域,并將所拍攝的高清視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給安防監(jiān)控模塊,安防監(jiān)控模塊再將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給通信模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng),其特征在于系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)原理是:1#RTU閥室、2#RTU和安防系統(tǒng)所在的3#手動(dòng)閥室各有光纖與B站連接;安防監(jiān)控中心由雙絞線(xiàn)與B站連接,或通過(guò)光纖與3#手動(dòng)閥室實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接;3#手動(dòng)閥室或通過(guò)光纖與A站、1#RTU閥室建立通信鏈路;蓄電池箱內(nèi)設(shè)有與電源控制模塊相連的溫度傳感器,電源控制模塊根據(jù)蓄電池溫度對(duì)蓄電池的浮充電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償; 通信模塊具有全雙工和半雙工的以太網(wǎng)接口和單模光纖接口,通過(guò)以太網(wǎng)接口接收安防監(jiān)控模塊發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù),并通過(guò)光纖接口將數(shù)據(jù)上傳至安防監(jiān)控中心;或接收來(lái)自監(jiān)控中心的控制信息并轉(zhuǎn)發(fā)給安防監(jiān)控模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng),其特征在于所述電源單元的構(gòu)成是:太陽(yáng)能電池板和蓄電池的輸出接電源控制模塊,電源控制模塊的輸出分別接安防監(jiān)控模塊和通信模塊;電源控制模塊中有太陽(yáng)能電池板和蓄電池切換控制和蓄電池低壓保護(hù)以及溫度補(bǔ)償裝置; 當(dāng)日照充足時(shí),電源控制模塊可選擇由太陽(yáng)能電池板為系統(tǒng)負(fù)載供電、為蓄電池充電,在夜晚或陰雨天,也可選擇由蓄電池向系統(tǒng)負(fù)載放電;當(dāng)蓄電池放電至限定的可設(shè)置的最低電壓時(shí),電源控制模塊可自動(dòng)切斷主要負(fù)載電源,當(dāng)系統(tǒng)電壓恢復(fù)后,電源控制模塊根據(jù)電壓自動(dòng)連接負(fù)載供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng),其特征在于安防系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)是它包括太陽(yáng)能電池板(4)、電池板固定支架(5)、安防監(jiān)控設(shè)備柜(6)、空心支撐柱(7)、出線(xiàn)孔(8)、走線(xiàn)管道(9)、防水蓄電池槽(10)、蓄電池保溫箱(11)、光纖過(guò)孔(12)和高清視頻監(jiān)控探頭(13);通信光纜通過(guò)光纖過(guò)孔(12)進(jìn)入到防水蓄電池槽(10);蓄電池保溫箱(11)置于防水蓄電池槽(10)中;走線(xiàn)管道(9)及空心支撐柱(7)使從防水蓄電池槽(10)引入的所需線(xiàn)纜通過(guò)出線(xiàn)孔⑶后接入到安防監(jiān)控設(shè)備箱(6);太陽(yáng)能電池板(4)安裝在電池板固定支架(5)上;太陽(yáng)能電池板(4)安裝位置朝向正南;高清視頻監(jiān)控探頭(13)安裝在空心支撐柱(7)的頂端。
全文摘要
本發(fā)明是一種長(zhǎng)輸管道手動(dòng)閥室安防系統(tǒng)。它由安防監(jiān)控單元、電源單元、通信單元組成;所述安防監(jiān)控單元包括高清視頻監(jiān)控探頭、太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器、安防監(jiān)控模塊;所述電源單元包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池和電源控制模塊;所述通信單元包括通信模塊;高清視頻監(jiān)控探頭的數(shù)據(jù)輸出接口與安防監(jiān)控模塊連接;太陽(yáng)能紅外對(duì)射傳感器通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式與安防監(jiān)控模塊進(jìn)行通信;安防監(jiān)控模塊與通信模塊通過(guò)以太網(wǎng)接口連接;通信模塊通過(guò)自身單模光纖通信接口與通信光纖連接;電源控制模塊與太陽(yáng)能電池板和蓄電池相連,并對(duì)其他兩個(gè)單元進(jìn)行供電。它具有遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高清監(jiān)視巡視、結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小、低功耗、通信速率高、建設(shè)周期短、維護(hù)便利、適應(yīng)野外環(huán)境。
文檔編號(hào)H04N7/18GK103186971SQ201110455459
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者吳瓊, 邱紅輝, 周琰, 譚東杰, 孫異, 韓寶東, 劉成成, 王海明, 劉國(guó)豪 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司