于建国、冷永强——智能化风电场安全防护监测管理系统研究

　　1.智能化安全防护系统的结构设计

　　综合性智能化安防监测管理系统，由系统应用软件和系统硬件设备构成。该系统的应用软件包括通信系统网络软件及新开发的安全防护平台软件系统。硬件设备包括安全防护控制系统设备、在调度中心增设的现场作业安全防护平台及在现场巡检增设的移动终端设备（手持）等。

　　1.1设计原则

　　安全防护系统的智能化建设是风力发电技术的重要组成。随着智能化电网的快速发展，计算机、信息、自动化技术的融入推进了安全防护的管理智能性。安全防护的智能化建设要突破传统的风电场人力监控管理的思路，利用先进的软硬件技术、最新的自动化技术、通信技术，结合现场安防设备应用的环境及风电场安全生产运行的经验，设计智能化安全防护管理系统。

　　系统的设计要遵循“先进适用、可靠稳定、合理扩展”的设计原则，综合运用软硬件技术，开发出适用性强，符合实际需要、软件部署方便，操作简单实用，监测报警实时性强的安防管理系统。统一场区安防及其他必要的安防管理信息平台，实现综合智能化安防监控信息的管理目标。

　　1.2智能化安防系统结构设计

　　采用模块化系统设计，结合风电场安防监测目标，整合塔筒门监控、塔筒内底仓视频监控、紧急救援、语音对讲，人员车辆巡检定位、场区安全防范、消防系统接口等子系统，形成综合性智能化安防监控管理信息系统。

　　图1：智能化安全防护系统架构

　　安全防护系统的设计突破了传统的发电厂生产运行管理的一贯思路，借鉴智能电网关于信息安全防护的优秀技术和理念，在系统的设计上采用先进的计算机语言、自动化技术及先进的通信技术，采用模块化设计将各防护子系统有机结合，真正达到人防、物防、技防，实现综合性智能化风电场安全防护监测管理信息系统。

　　2.智能化安全防护系统的原理及实现

　　综合性智能化安防监测管理系统，是基于网络服务(WEB)技术作为开发平台进行开发，结合风力发电场区风机塔筒区域分布广的特点，利用北斗卫星定位技术、北斗卫星短信服务技术、地理信息技术、网络通讯技术，无线通讯技术（非接触式射频卡技术）、以电子地图展示方式，对风场场区、风机塔筒、风场人员车辆等进行全面安防管理的综合性、模块化的智能监控平台。

　　图2：智能化安全防护系统原理

　　2.2安全防护平台软件

　　图3:智能化安全防护系统服务架构

　　系统采用Microsoft Visual Studio ．NET技术，C#开发。前台运行环境采用IE8及以上浏览器，’展示采用SilverLight技术。SilverLight是一个跨浏览器、跨客户平台的技术，能够设计、开发户发布有多媒体体验与富交互（RIA, Rich Interface Application）的网络交互程序。前台监控系统是以电子地图为主页，电子地图开发基于Google Map,针对指定风场地区进行地图切片，离线保存厂供内网使用，利用Google Map Ajax API进行电子地图应用性开发。

　　系统后台服务器运行环境采用Microsoft Windows Server2008 R2，Web服务器采用IIS6，数据库采用Microsoft SQLServer2008o后台职责包括系统数据库在内的基础数据服务，Web网络数据服务、监控通讯数据收发服务、视频语音数据流服务、北斗短信收发处理服务。

　　2.3安全防护平台硬件

　　安全防护控制系统设备主要接收风机门监控、风机塔筒内外视频语音及人员车辆巡检定位信息，并将信息通过设备传送至防护平台。硬件设备主要包括以下四个模块：

　　风机门禁设备采用非接触式射频卡技术，利用风场与风机塔筒的网络资源，采用TCP/IP通讯协议进行安防数据主动上报和数据交换。

　　视频语音模块通讯采用TCP/IP网络传输，视频压缩H264，视频帧可调，应用层采用RTSP协议，考虑到所占带宽，对图象的大小做限制，352*288的大小。

　　人员车辆定位采用北斗卫星定位移动终端（平板），收到定位数据后，按指定时间间隔以短信方式及时通过卫星将人员车辆巡检路线数据上报到中心，中心服务系统与北斗短信接收机通讯，接受短信报文，并将定位信息展示到电子地图中。

　　在特种安防控制器设计中预留消防探测器信号接口及联动接口，为消防系统接入预留扩展性接口，将火灾信号实时送到安全防护管理系统。

　　2.4安全防护终端

　　防水车载移动终端是人员车辆巡检定位与中心信息交互的通信接口。巡检车载设备将巡检车辆的位置及巡检信息通过通信系统网络实时传送到安全防护中心并转发给现场作业的安全防护系统控制接收设备，以电子地图的形式进行行动轨迹标注。

　　防水手持移动终端是工作人员与安全防护管理系统的通信接口。利用手持报警器的红外检测功能可以对风机机舱内、机舱外等安全防护区域进行安全预警。通过无线网络（wifi )或蓝牙将人员的位置信息、巡检信息送到安全防护管理平台，并接受安全防护管理平台送来的信息，实现巡检系统与生产管理系统的联动。根据巡检人员的位置信息，安全防护前台能够自动跟踪，门禁系统联

动开放或关闭的各种高级应用。

　　依据目前风电场的管理机制，生产管理系统负责生成工作票，有工作票责任人发放专用工作卡，利用该卡激活手持移动终端，可以打开某些门禁，工作票施工结束后，在生产管理系统电子签名以结束工作票。由生产管理系统将工作票操作信息接入安全防护管理系统，通过智能平台报告这些信息。