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[摘要]本文系统阐述了大窑湾危险货物专用场站工程信息系统的组成和设计，结合集装箱场站和危险货物存储的特点，从火灾报警、监控、安防、集装箱智能系统、网络构成、控制系统等方面提供了相应的设计方案及解决方法。
[关键词]集装箱；危险货物；信息系统；多样
1 工程概况
危险货物场站工程位于大连大窑湾三期码头后方，占地约为17.4万多平米。场站分为站内作业区和站外辅助区。作业区以堆放各类集装箱为主，辅助区为办公楼及水电等配套建筑。
2 信息系统组成
根据海关171号文件及相关标准规范要求，以期能够建设成为现代标准的场站工程。该场站内信息系统较之普通场站工程信息系统组成更为复杂多样。其组成主要由火灾报警系统、监控系统、安防系统、集装箱智能管理系统、建筑物网络及综合布线系统、控制管理系统等方面。
3 系统设计
3.1 火灾报警系统
系统原理及构成：火灾报警系统由前端探测装置及后端连锁控制构成。系统内探测装置均为带地址型，当探测装置检测到火焰、温度、烟雾等状态，传感器会传输带地址信号火灾报警控制器。由控制器通信接口传输报警信号至消防控制盘及通风控制器，由消防控制盘启动相应位置消防联动措施，由通风控制器启动通风装置。
本工程中，总消防控制器及联动控制器均设置在综合楼一层消防控制室，二层通信机房的火灾控制器也接入总控，总控可设为手动、自动、强切等形式。消控室为24小时有人值守，消防系统自成体系与日常业务控制系统分离。为了加强管理，控制器传输一路显示信号至三层日常业务调度室，可在调度室中同时监控火灾报警系统。
火灾自动报警及联动系统图
仓库内为爆炸危险环境2区，设备选型：防爆结构：隔爆型d，温度分组：T6，安全间隙分级IIC。
系统按两路总线环路设计，任何一点断线不应影响系统报警及控制。在仓库内设置本安型红外光束感烟探测器、本安型感温探测器、隔爆型手动报警按钮、隔爆型火灾声光报警器。
3.2 监控系统
场区内设置工业电视监控系统一套。中控室设置在综合楼四层，设UPS提供不间断电源供给。室内铺设防静电地板。设监控控制操作台一座，4屏幕拼装电视墙一座，设DVR数字硬盘录像机、矩阵、画面分割器、控制键盘等数字监控控制设备。并可通过局域网分权限控制或者接收视频信号。
在场区内6个高杆灯25米上人平台上各架设个一体化摄像机组。每一卡口各设置1台一体化摄像机组。海关查验场地内设置1台海关专业摄像机组，该监控信号通过网络直接传输至海关等相关部门。在货棚内及仓库隔间内各设置1台防爆型三可变摄像机组。综合楼内大厅、电梯内、楼梯口等区域设置球形定点定焦彩色摄像机。
该系统具有监视功能、PTZ控制功能、系统支持键盘操作和计算机界面操作、虚拟矩阵、视频存储功能、录像播放器、配置管理、日志信息查询等多种功能。同时可通过客户端软件进行电视墙的视频切换及拼接模式控制。
3.3 安防系统
为防范闲杂人员出入同时防范非法人员翻越围墙，场站建立周界防越安防报警系统。
因为该场站防爆分区的划分为：危险品集装箱场区实体围墙内，高度13.3米以内区域为爆炸危险环境2区。考虑到目前较先进的脉冲电子围栏周界报警系统所安设的裸线不能满足场站防爆要求，所以在本次设计中采用红外对射安防系统。
沿场区周界实体围墙上方设置周界防范系统，当发生非法翻越时，探测器将警情传送至控制器，并发出报警提示，显示翻越区域。报警控制器安设在综合楼消防控制室内，需24小时有人职守。
3.4 集装箱智能管理系统
1．智能大门
集装箱场站的智能大门控制系统，是对进出场站大门卡口的货物、运输车辆进行自动识别和实时监控的软硬件一体化产品。实现远程操作、进出卡口通道内无人值守、减少人工干预、提高数据采集的可靠性和准确性，并加快集装箱及散货车辆通过大门的速度，彻底改变因人工作业引起的效率低、易发生箱货丢失和走私等现象，为实现整个运输过程的全程监控提供完整、实时、准确的信息。
场站智能大门系统由以下多个系统共同组成，来实现以上所述功能和业务：
电子车牌自动识别系统；集装箱箱号、箱型自动识别系统；通道监控系统；交通控制(电子挡杆)系统；电子地磅称重系统；
本工程设置智能大门通道5条，其中地磅通道2条。
2. 无线系统
场站的无线传输将采用全2.4G的无线传输方案。场地内无线设备包括主要由车载无线终端组成，车载无线终端主要安装于场地内作业的正面吊、堆高机及叉车上。
无线覆盖范围主要为除货棚及仓库的所有箱区。覆盖方式主要为地面覆盖，整套无线系统中使用的无线终端为无线车载终端。系统最终将实现场地内作业机械设备利用无线终端通过2.4G无线平台迅速稳定的将前方数据传入后台数据库。
场站内采用2.4G无线工业级AP对整个作业区域做全方位2.4G冗余无线覆盖。在无线覆盖区域内，任何一台AP出现故障，都不会造成现场无线作业长时间中断。无线AP主要安装于场地5根高杆灯25米上人平台处。安装在高杆灯上的无线AP主要负责覆盖其前后左右的堆场区域，为在此区域工作的无线终端提供无缝隙的无线覆盖。并且保证周边其他码头、场站的无线信号不会对场地无线覆盖产生干扰。
3．集装箱操作系统
系统主要通过堆场管理、拆装箱，班列管理、仓库管理、验修箱管理等功能，全面实现各类集装箱场站的各项业务操作，保证业务的平稳运行，加强管理水平，提高作业效率。其主要功能包括：堆场管理、装箱管理、拆箱管理、进出场预约管理、班列管理、大门管理、仓库管理、调度管理、无线终端管理、修箱管理、验箱管理、车队运输管理、外部接口、统计分析。
3.5 网络及综合布线
1.综合布线设计
本工程综合楼内全部采用六类无屏蔽双绞线布设。楼内水平布线通过电缆桥架及钢管，竖直通过弱电竖向桥架入通信机房，上六类线配线架。全部暗敷。
通信机房及监控机房位于办公楼中部，设300mm架空防静电地板。设UPS提供不间断电源供给。各弱电设备及防静电地板均需妥善接地。
进户光纤选用单模16芯光缆，入光纤配线架入机房，提供数据通信服务。
办公区域每10平方米布设3个数据信息点，宿舍、会议室等人员滞留区域每20 m2布设1个数据信息点。
2.网络系统设计方案
计算机系统分为服务器、网络基础设施和安全基础设施。服务器、网络基础设施包括所有的有线网络、无线网络、服务器、交换机、存储设备、路由器、微机等硬件设备及操作系统、数据库管理系统、网络管理系统和邮件系统等必要的系统软件，为应用系统提供一个高速、可靠、方便的运行平台。安全基础设施包括防火墙、入侵检测、安全扫描、防病毒和身份认证系统等保障网络和信息安全的设备和软件，为网络、应用和信息提供统一的网络隔离、访问控制、病毒防护和认证服务。
3.服务器、网络系统总体结构
网络系统由码头局域网和广域网构成。
场站局域网包括有线网络与无线网络。有线网络包括网络交换设备、服务器设备、数据存储设备、微机和打印机以及网络安全等设备。
无线网络包括无线数据接入点、无线网络控制器、车载数据终端。
广域网提供与大连市EDI中心、Internet网络以及相关单位的链接。
3.6 控制管理系统
本工程的控制系统设计内容包括给排水系统、消防控制系统、消防喷洒系统、安全防盗报警系统、仓库通风系统等设备的自动控制及状态监控。
3.6.1 控制系统
本系统的总控制装置设在综合楼的控制室内，包括一套可编程序控制器（PLC）,UPS电源、控制台、监控计算机等，实现对整个库区进行集中监控和管理，同时设置预留网络通讯接口，以实现今后功能的扩展和向其它系统进行监控数据的传输。
3.6.2 硬件系统构成
自控系统PLC是由PLC主机（各分系统和控制室设置独立主机）、I／O接口和PLC网络总线组成。采用国际标准的主流技术，同时要充分考虑到为实现控制所必须满足的实时性要求、建成后改扩建的扩充性，方便备品、备件，设备的日后维修及与目前已建控制系统的兼容性。
1．PLC主机
各PLC主机具有与上级系统的通信联网接口，包括现场总线接口、以太网接口， 能满足系统I／O接口点数、网络总线单元占有数的要求，并留有20%余量。PLC主机应分别具有与个人计算机和手持式编程器通信接口，能够同时采用个人计算机和手持式编程器进行在线／离线编程、监控。
2．I／O接口
PLC及总线系统I／O接口是指PLC的数字量输入单元、数字量输出单元、模／数转换单元。 PLC及总线系统数字量输出单元均采用继电器输出方式，PLC输出驱动外部中间继电器，进而驱动接触器、阀门等负载。可燃气体变送器压变、温变等信号均以4-20mA模拟量形式进入PLC及总线系统模拟量输入单元。
3.6.3 软件系统
PLC编程开发软：编程开发软件符合IEC1131-3国际标准，编程语言具有梯形图、顺序功能流程图和指令表。
PLC系统程序软件：PLC系统程序软件是用编程开发软件开发的PLC程序。根据工艺及相关专业的软件功能需求书（含I/O表），进行编制和调试，直到通过功能考核。
3.6.4 控制功能
1．低压监控
供电系统的低压器件均由PLC监控。各种水泵、风机等设备电机设电流传感器，模拟量电流信号由PLC监测、由监控计算机监控。
2．设备监控管理
（1）集中手动
在屏幕点击打开和关闭单个工艺电动阀、启动或停止水泵、风机等设备。
（2）流程控制
选择并启、停各相关消防流程，显示流程状态。
（3）状态显示
动态显示各电动阀门的全开、全关状态；
连续显示现场可燃气体浓度，超限报警状态等信息；
连续显示管线压力、温度的检测值；
显示各设备选择/控制开关状态；
显示整个工艺、消防系统低压供电断路器、接触器、低压保护状态；
连续显示工艺、消防的流程状态。
（4）设备和流程故障报警
出现故障或报警时，屏幕弹出报警框，相关现场声音报警，计算机存储故障记录供查询，并实时打印。
3.6.5 现场设备检测及控制
1．有害气体泄漏浓度探测
在库区相关位置设置气体浓度探测器以探测气体泄漏情况，信号输入到PLC内，当气体泄漏浓度达到限度时发出声光报警。
2．压力、温度检测
在各主要管线阀门附近设置压力变送器和温度传感器，对检测管道的压力和温度进行监控，压力及温度超限时报警。
3．紧急关阀按钮
在各阀组附近设置紧急关阀按钮，按下紧急关阀按钮，关闭相应阀组。
4 结语
大窑湾南岸危险货物场站工程信息系统组成多样，系统复杂。为确保场站的安全运作和高效的管理，信息系统设计结合了普通集装箱场站及危险货物存储两方面内容和要求。本工程曾获得2011年度交通部水运工程优秀咨询三等奖。
[关键词]集装箱；危险货物；信息系统；多样
1 工程概况
危险货物场站工程位于大连大窑湾三期码头后方，占地约为17.4万多平米。场站分为站内作业区和站外辅助区。作业区以堆放各类集装箱为主，辅助区为办公楼及水电等配套建筑。
2 信息系统组成
根据海关171号文件及相关标准规范要求，以期能够建设成为现代标准的场站工程。该场站内信息系统较之普通场站工程信息系统组成更为复杂多样。其组成主要由火灾报警系统、监控系统、安防系统、集装箱智能管理系统、建筑物网络及综合布线系统、控制管理系统等方面。
3 系统设计
3.1 火灾报警系统
系统原理及构成：火灾报警系统由前端探测装置及后端连锁控制构成。系统内探测装置均为带地址型，当探测装置检测到火焰、温度、烟雾等状态，传感器会传输带地址信号火灾报警控制器。由控制器通信接口传输报警信号至消防控制盘及通风控制器，由消防控制盘启动相应位置消防联动措施，由通风控制器启动通风装置。
本工程中，总消防控制器及联动控制器均设置在综合楼一层消防控制室，二层通信机房的火灾控制器也接入总控，总控可设为手动、自动、强切等形式。消控室为24小时有人值守，消防系统自成体系与日常业务控制系统分离。为了加强管理，控制器传输一路显示信号至三层日常业务调度室，可在调度室中同时监控火灾报警系统。
火灾自动报警及联动系统图
仓库内为爆炸危险环境2区，设备选型：防爆结构：隔爆型d，温度分组：T6，安全间隙分级IIC。
系统按两路总线环路设计，任何一点断线不应影响系统报警及控制。在仓库内设置本安型红外光束感烟探测器、本安型感温探测器、隔爆型手动报警按钮、隔爆型火灾声光报警器。
3.2 监控系统
场区内设置工业电视监控系统一套。中控室设置在综合楼四层，设UPS提供不间断电源供给。室内铺设防静电地板。设监控控制操作台一座，4屏幕拼装电视墙一座，设DVR数字硬盘录像机、矩阵、画面分割器、控制键盘等数字监控控制设备。并可通过局域网分权限控制或者接收视频信号。
在场区内6个高杆灯25米上人平台上各架设个一体化摄像机组。每一卡口各设置1台一体化摄像机组。海关查验场地内设置1台海关专业摄像机组，该监控信号通过网络直接传输至海关等相关部门。在货棚内及仓库隔间内各设置1台防爆型三可变摄像机组。综合楼内大厅、电梯内、楼梯口等区域设置球形定点定焦彩色摄像机。
该系统具有监视功能、PTZ控制功能、系统支持键盘操作和计算机界面操作、虚拟矩阵、视频存储功能、录像播放器、配置管理、日志信息查询等多种功能。同时可通过客户端软件进行电视墙的视频切换及拼接模式控制。
3.3 安防系统
为防范闲杂人员出入同时防范非法人员翻越围墙，场站建立周界防越安防报警系统。
因为该场站防爆分区的划分为：危险品集装箱场区实体围墙内，高度13.3米以内区域为爆炸危险环境2区。考虑到目前较先进的脉冲电子围栏周界报警系统所安设的裸线不能满足场站防爆要求，所以在本次设计中采用红外对射安防系统。
沿场区周界实体围墙上方设置周界防范系统，当发生非法翻越时，探测器将警情传送至控制器，并发出报警提示，显示翻越区域。报警控制器安设在综合楼消防控制室内，需24小时有人职守。
3.4 集装箱智能管理系统
1．智能大门
集装箱场站的智能大门控制系统，是对进出场站大门卡口的货物、运输车辆进行自动识别和实时监控的软硬件一体化产品。实现远程操作、进出卡口通道内无人值守、减少人工干预、提高数据采集的可靠性和准确性，并加快集装箱及散货车辆通过大门的速度，彻底改变因人工作业引起的效率低、易发生箱货丢失和走私等现象，为实现整个运输过程的全程监控提供完整、实时、准确的信息。
场站智能大门系统由以下多个系统共同组成，来实现以上所述功能和业务：
电子车牌自动识别系统；集装箱箱号、箱型自动识别系统；通道监控系统；交通控制(电子挡杆)系统；电子地磅称重系统；
本工程设置智能大门通道5条，其中地磅通道2条。
2. 无线系统
场站的无线传输将采用全2.4G的无线传输方案。场地内无线设备包括主要由车载无线终端组成，车载无线终端主要安装于场地内作业的正面吊、堆高机及叉车上。
无线覆盖范围主要为除货棚及仓库的所有箱区。覆盖方式主要为地面覆盖，整套无线系统中使用的无线终端为无线车载终端。系统最终将实现场地内作业机械设备利用无线终端通过2.4G无线平台迅速稳定的将前方数据传入后台数据库。
场站内采用2.4G无线工业级AP对整个作业区域做全方位2.4G冗余无线覆盖。在无线覆盖区域内，任何一台AP出现故障，都不会造成现场无线作业长时间中断。无线AP主要安装于场地5根高杆灯25米上人平台处。安装在高杆灯上的无线AP主要负责覆盖其前后左右的堆场区域，为在此区域工作的无线终端提供无缝隙的无线覆盖。并且保证周边其他码头、场站的无线信号不会对场地无线覆盖产生干扰。
3．集装箱操作系统
系统主要通过堆场管理、拆装箱，班列管理、仓库管理、验修箱管理等功能，全面实现各类集装箱场站的各项业务操作，保证业务的平稳运行，加强管理水平，提高作业效率。其主要功能包括：堆场管理、装箱管理、拆箱管理、进出场预约管理、班列管理、大门管理、仓库管理、调度管理、无线终端管理、修箱管理、验箱管理、车队运输管理、外部接口、统计分析。
3.5 网络及综合布线
1.综合布线设计
本工程综合楼内全部采用六类无屏蔽双绞线布设。楼内水平布线通过电缆桥架及钢管，竖直通过弱电竖向桥架入通信机房，上六类线配线架。全部暗敷。
通信机房及监控机房位于办公楼中部，设300mm架空防静电地板。设UPS提供不间断电源供给。各弱电设备及防静电地板均需妥善接地。
进户光纤选用单模16芯光缆，入光纤配线架入机房，提供数据通信服务。
办公区域每10平方米布设3个数据信息点，宿舍、会议室等人员滞留区域每20 m2布设1个数据信息点。
2.网络系统设计方案
计算机系统分为服务器、网络基础设施和安全基础设施。服务器、网络基础设施包括所有的有线网络、无线网络、服务器、交换机、存储设备、路由器、微机等硬件设备及操作系统、数据库管理系统、网络管理系统和邮件系统等必要的系统软件，为应用系统提供一个高速、可靠、方便的运行平台。安全基础设施包括防火墙、入侵检测、安全扫描、防病毒和身份认证系统等保障网络和信息安全的设备和软件，为网络、应用和信息提供统一的网络隔离、访问控制、病毒防护和认证服务。
3.服务器、网络系统总体结构
网络系统由码头局域网和广域网构成。
场站局域网包括有线网络与无线网络。有线网络包括网络交换设备、服务器设备、数据存储设备、微机和打印机以及网络安全等设备。
无线网络包括无线数据接入点、无线网络控制器、车载数据终端。
广域网提供与大连市EDI中心、Internet网络以及相关单位的链接。
3.6 控制管理系统
本工程的控制系统设计内容包括给排水系统、消防控制系统、消防喷洒系统、安全防盗报警系统、仓库通风系统等设备的自动控制及状态监控。
3.6.1 控制系统
本系统的总控制装置设在综合楼的控制室内，包括一套可编程序控制器（PLC）,UPS电源、控制台、监控计算机等，实现对整个库区进行集中监控和管理，同时设置预留网络通讯接口，以实现今后功能的扩展和向其它系统进行监控数据的传输。
3.6.2 硬件系统构成
自控系统PLC是由PLC主机（各分系统和控制室设置独立主机）、I／O接口和PLC网络总线组成。采用国际标准的主流技术，同时要充分考虑到为实现控制所必须满足的实时性要求、建成后改扩建的扩充性，方便备品、备件，设备的日后维修及与目前已建控制系统的兼容性。
1．PLC主机
各PLC主机具有与上级系统的通信联网接口，包括现场总线接口、以太网接口， 能满足系统I／O接口点数、网络总线单元占有数的要求，并留有20%余量。PLC主机应分别具有与个人计算机和手持式编程器通信接口，能够同时采用个人计算机和手持式编程器进行在线／离线编程、监控。
2．I／O接口
PLC及总线系统I／O接口是指PLC的数字量输入单元、数字量输出单元、模／数转换单元。 PLC及总线系统数字量输出单元均采用继电器输出方式，PLC输出驱动外部中间继电器，进而驱动接触器、阀门等负载。可燃气体变送器压变、温变等信号均以4-20mA模拟量形式进入PLC及总线系统模拟量输入单元。
3.6.3 软件系统
PLC编程开发软：编程开发软件符合IEC1131-3国际标准，编程语言具有梯形图、顺序功能流程图和指令表。
PLC系统程序软件：PLC系统程序软件是用编程开发软件开发的PLC程序。根据工艺及相关专业的软件功能需求书（含I/O表），进行编制和调试，直到通过功能考核。
3.6.4 控制功能
1．低压监控
供电系统的低压器件均由PLC监控。各种水泵、风机等设备电机设电流传感器，模拟量电流信号由PLC监测、由监控计算机监控。
2．设备监控管理
（1）集中手动
在屏幕点击打开和关闭单个工艺电动阀、启动或停止水泵、风机等设备。
（2）流程控制
选择并启、停各相关消防流程，显示流程状态。
（3）状态显示
动态显示各电动阀门的全开、全关状态；
连续显示现场可燃气体浓度，超限报警状态等信息；
连续显示管线压力、温度的检测值；
显示各设备选择/控制开关状态；
显示整个工艺、消防系统低压供电断路器、接触器、低压保护状态；
连续显示工艺、消防的流程状态。
（4）设备和流程故障报警
出现故障或报警时，屏幕弹出报警框，相关现场声音报警，计算机存储故障记录供查询，并实时打印。
3.6.5 现场设备检测及控制
1．有害气体泄漏浓度探测
在库区相关位置设置气体浓度探测器以探测气体泄漏情况，信号输入到PLC内，当气体泄漏浓度达到限度时发出声光报警。
2．压力、温度检测
在各主要管线阀门附近设置压力变送器和温度传感器，对检测管道的压力和温度进行监控，压力及温度超限时报警。
3．紧急关阀按钮
在各阀组附近设置紧急关阀按钮，按下紧急关阀按钮，关闭相应阀组。
4 结语
大窑湾南岸危险货物场站工程信息系统组成多样，系统复杂。为确保场站的安全运作和高效的管理，信息系统设计结合了普通集装箱场站及危险货物存储两方面内容和要求。本工程曾获得2011年度交通部水运工程优秀咨询三等奖。