专利名称：一种核电站多画面监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核电领域，更具体地说，涉及一种核电站多画面监控系统。
背景技术：
DCS模拟机是实现电站操纵人员培训、取照考试、应急演习及技术支持和规程验证 的重要系统设备，而DCS模拟机多画面监控系统则是不可缺少的重要教学工具。而岭澳二 期DCS模拟机建造团队在完成DCS模拟机建造的过程中，遇到了一个数字化核电站模拟机 教学的重要课题，如何将主控系统的操作站终端显示器的显示画面传送到教控系统，以便 开展模拟机教学工作，也就是说模拟机教员看不到主控系统操纵员操作终端就无法开展教 学活动，导致了核电站模拟机教学与考试监控的盲区。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法将主控系统的画面 传到教控系统，无法开展教学工作的缺陷，提供一种核电站多画面监控系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种核电站多画面监控系 统，包括DCS模拟机主控系统和教控系统；所述主控系统包括多个操作站，每一操作站包括多个操作终端以及接收对应操作 终端输出的VGA信号的显示器，每个操作终端及其对应的显示器之间设有将操作终端输出 的每路VGA信号分为两路输出的VGA信号分配器，其一路传送至对应的显示器进行显示，另 一路传送至所述教控系统；所述教控系统包括用于接收用户的切换指令并传送至中央控制器的命令输入装置；用于接收并解析来自命令输入装置的切换指令，并将解析结果传送至VGA矩阵切换器的中央控制器；用于接收来自所述主控系统中VGA信号分配器输出的多路VGA信号，并依据中央 控制器的解析结果对所接收的多路VGA信号进行控制和切换，输出切换后的VGA信号并送 入显示器组进行显示的VGA矩阵切换器；显示器组；用于实时采集所述VGA矩阵切换器输出的多路VGA信号并进行同步录制和/或网 络直播的VGA录制服务器。所述VGA录制服务器包括用于将同步录制的VGA信号流文件进行归类和存储的录 制文件存储装置。在本实用新型所述的多画面监控系统中，所述VGA录制服务器包括用于检索和调 用存储的VGA信号流文件，实现对模拟机教学的分析和评判的录制文件管理检索和调用装置。在本实用新型所述的多画面监控系统中，命令输入装置包括多台计算机、与所述多台计算机通信连接的用于接收用户通过多台计算机输入的切换指令并将其传送至中央 控制器的KVM共享切换器。在本实用新型所述的多画面监控系统中，命令输入装置包括无线触控客户端。本实用新型的有益效果是，教控系统内的多画面监视器可对主控系统的多个操作 站终端的显示器全程跟踪实时同步显示，良好的还原了主控系统显示终端的显示画面，克 服了无法将主控系统的画面传送到教控系统，开展教学工作的缺陷。应用计算机软硬件控 制及矩阵切换技术进行多路VGA显示信号控制，实现多画面任意组合、调用和切换的功能。 模拟机教员通过对多画面监控，可以任意调用及切换多个画面，监视和记录模拟机学员在 操作站终端上的操作，从而对操纵员的操作过程和操作行为进行评判，提供了 DCS模拟机 教学评价和参考依据，实现了模拟机初训、复训及考核的各项培训任务。是实现电站操纵人 员培训、取照考试、应急演习及技术支持和规程验证的重要系统，该实用新型操作简便、实 用性强且成本低，有效解决了 DCS模拟机教学的实际问题。进一步地，采用有线和无线网络技术，实现多画面监控系统调用、操作、远程监控 等功能。进一步地，对监控多画面进行多屏幕同步录制，且录制过程中也可切换所需监控 画面。进一步地，能够保存所有录制的VGA显示画面，并可进行网络点播和直播调用。进一 步地，存储的VGA多画面与教学监控画面组合，进行DCS模拟机教学监控场景与操作站VGA 画面组合调用、实现了视音频同步点播、检索播放，方便了 DCS模拟机教学分析使用。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是依据本实用新型一实施例的多画面监控系统结构示意图；图2是图1所示的多画面监控系统的各个组成部分连接示意图。
具体实施方式
本实用新型针对DCS模拟机的教学要求，提出了一种核电站多画面监控系统，攻 克了阻碍DCS模拟机教学的技术难题，为我国数字化核电站的模拟机教学方式开辟了先 河。本实用新型的DCS模拟机多画面监控系统在数字化核电站主控系统控制系统的基础上 增加了用于DCS模拟机教学的监控系统。该系统能够将主控系统的操作站终端显示器画面 实时传送至多画面监控系统的教控系统中。模拟机教员通过对多画面监控，可以任意调用 及切换多个画面，监视和记录模拟机学员在操作站终端上的操作，从而对操纵员的操作过 程和操作行为进行评判，提供了 DCS模拟机教学评价和参考依据，实现了模拟机初训、复训 及考核的各项培训任务。DCS模拟机是实现电站操纵人员培训、取照考试、应急演习及技术 支持和规程验证的重要系统设备，而DCS模拟机多画面监控系统则是不可缺少的重要教学 工具，该系统解决了新建数字化核电站模拟机教学与考试监控盲区这一世界性难题。图1是依据本实用新型一实施例的多画面监控系统100结构示意图，核电站DCS 模拟机多画面监控系统100包括DCS模拟机主控系统101和教控系统102 ；主控系统101包括多个操作站，每一操作站包括多个操作终端、接收对应操作终 端输出的VGA信号的多个显示器(未示出)、操作终端通信连接的VGA(显示绘图阵列，Video Graphic Array)信号分配器、每个操作终端及其对应的显示器之间设有将操作终端 输出的每路VGA信号分为两路输出的VGA(显示绘图阵列，Video Graphic Array)信号分 配器，一路传送至对应的多个显示器进行显示，另一路传送至所述教控系统。教控系统102包括VGA矩阵切换器1021、中央控制器1022、命令输入装置1023、显 示器组10M。VGA矩阵切换器1021与中央控制器1022和显示器组IOM连接，中央控制器 1022与命令输入装置1023连接，VGA录制服务器1025与VGA矩阵切换器1021连接。命令输入装置1023用于接收用户的切换指令并传送至中央控制器；中央控制器 1022用于接收并解析来自命令输入装置1023的切换指令，并将解析结果传送至VGA矩阵切 换器1021 ；VGA矩阵切换器1021用于接收来自主控系统101中VGA信号分配器输出的多路 VGA信号，并依据中央控制器1022的解析结果对所接收的多路VGA信号进行控制和切换，输 出切换后的VGA信号并送入显示器组IOM进行显示。VGA录制服务器1025用于实时采集 所述VGA矩阵切换器1021输出的多路VGA信号并进行同步录制和/或网络直播。VGA录制 服务器1025包括用于将同步录制的VGA信号流文件进行归类和存储的录制文件存储装置 (未示出)。在本实用新型另一实施例中，命令输入装置1023包括KVM共享切换器、与KVM共 享切换器通信连接的多台计算机，KVM共享切换器接收用户通过多台计算机输入的切换指 令并将其传送至中央控制器。命令输入装置也可以是无线触控客户端，根据实际需求来选 用其中之一或二者均包括。所谓KVM，就是Keyboard、Video、Mouse的缩写，也称为多计算 机切换器。简单的说，就是一组键盘、显示器和鼠标，控制2台、4台、8台、16台甚至到4096 台以上的计算机主机。图2是图1所示的多画面监控系统的各个组成部分连接示意图。图2中，主控系 统101包括4个操作站，分别为(1)核岛、常规岛操纵站，(2)安工操作站，(3)值长操作站， (4)机组长操作站。每个操作站通过系统主机配有两个操作终端，每台操作终端分别连接3 台终端显示器，每个操作站有6台终端显示器，DCS模拟机主控系统共配有M台终端显示 器设备，主控系统操作人员通过对M台终端设备进行系统运行操作。主控系统操作终端的输出前端配置VGA信号分配器，将每路VGA信号通过VGA信 号分配器分为两路输出，一路接入多画面监控系统的教控系统，另一路接入操作站终端显 示器。即M路VGA信号源分别通过一分二 VGA信号分配器后输出48路VGA信号，其中M 路接入多画面监控系统的教控系统，另M路接入操作站终端显示器，主控系统的终端显示 器与多画面监控系统的教控系统同时取得操作站OT终端的实时信号。VGA分配器例如为带长线驱动功能的VGA信号分配器，可以有效避免在长距离传 输中产生的信号损失。测试证明主控系统与教控系统之间配置VGA电缆有线距离40米，在 使用高性能的VGA信号分配放大器后，对主控系统操作终端的显示设备没有任何影响，教 控系统的多画面液晶显示器也没有字符和显示画面的重影和拖尾现象，有效的还原了主控 系统终端显示器的实际效果。在图2中，在本实用新型一实施例中，中央控制器由一台高性能的控制终端计算 机组成，用于接收计算机或触摸屏传送的指令，通过终端计算机接口对VGA矩阵切换器进 行远程控制和切换。VGA矩阵切换器1021用于切换计算机显示信号的矩阵切换器，矩阵切换模式MX 16，矩阵采用模块化设计、前插板式结构，可将RGBHV各分量信号独立传输，视频带宽 400MHz (_3dB)，可以满足主控系统终端显示器的显示带宽要求，VGA矩阵切换器的RS-232 控制端口接入中央控制器。命令输入装置1023包括KVM共享切换器、与KVM共享切换器通信连接的多台计算 机，命令输入装置也可以是无线触控客户端。教控系统102中的VGA矩阵切换器1021用于 接收来自主控系统101输出的M路VGA信号，并依据中央控制器1022的解析结果对所接 收的多路VGA信号进行控制和切换，输出12路VGA信号并送入包括12个显示器的显示器 组IOM进行显示。VGA矩阵切换器1021还用于6屏幕分组切换和/或单屏幕选择切换。KVM共享切换器从一组控制端(计算机显示器、键盘、鼠标)可直接控制多台电脑 主机，提供了计算机系统最具效率的解决方案。通过控制端口串接方式统一控制DCS模拟 机教控系统的多路计算机系统，例如控制DCS模拟机多画面监控系统、DCS模拟机教学监控 系统、网络视频直播系统，以满足计算机管理的需求。教学监控系统中包含了多种摄像工 具，如摄像机和照相机等等，通过监控服务器对各种摄像工具进行控制。网络视频直播系统 市视频录制服务器的一部分。教控系统的12台显示器按顺序排列安装放置在教控系统中。接入教控系统多画 面监控系统的M路VGA信号通过VGA矩阵切换器输出12路VGA信号，VGA矩阵切换器具 有M路VGA输入信号源，12路VGA输出信号源，由中央控制器对VGA矩阵进行控制，通过 KVM共享器的键盘操作或无线网络触摸屏操作，可在教控系统内对主控系统的M个终端显 示器进行12屏选屏监控操作，并具有6屏幕分组切换和单屏幕任意选择切换的功能。模拟机教员可以根据教学需求通过选屏操作教控系统内的12个显示器实现对主 控系统的M个终端显示屏的监控，DCS多画面监控系统全程实时跟踪主控系统操作站，由 此实现DCS模拟机教员对学员教学的监控功能。DCS模拟机多画面监控系统操作控制分为两种方式，为了便于模拟机教学，既能使 用有线网络计算机控制也能使用无线网络触摸屏幕控制，采用无线网络触摸屏控制方式更 加灵活和方便。两种控制方式均通过中央控制器对VGA矩阵进行切换控制。无线触控客户端通过无线网络传送切换指令，由中央控制器接收无线触控客户端 指令，解析后发送指令到矩阵切换器，中央控制器再将矩阵切换器的切换状态信息发送到 无线触控客户端。无线触摸屏可采用例如7英寸长宽比16 9分辨率800X480真彩液晶 屏作为显示设备。采用WINCE5. 0操作系统，精简、稳定、可手写输入操作，电源管理确保稳 定、持久工作，同时支持外部电源供电。通过Microsoft ActiveSync与PC机同步，传递文 件、应用程序，支持SDIO(wifi无线网卡)，可灵活方便的操作多画面监控系统。液晶显示器采用EIZO FlexScan S2100专业22寸液晶显示屏，具有锐利的文字和 图像显示以及快速的反应时间。该液晶显示器自然分辨率1600 X 1200，设置显示分辨率为 1280X10M，液晶屏显示比列为4 3，满足了主控系统操作站终端与该显示器1比1的显 示方式要求。图2中，教控系统102还包括VGA录制服务器，用于将VGA矩阵切换器输出的3路 VGA信号进行实时采集并进行在线直播，并保证三路视频信号同步、压缩、录制、直播功能。 VGA录制服务器包括录制文件存储装置，用于直播完成后还可将同步录制的文件存储位置 及文件批注信息保存，添加数据库内容，并对VGA录制服务器的文件存储和归类，提供分析室教学时调用。VGA录制服务器还可包括录制文件管理检索和调用装置，用于检索和调用存 储的VGA信号流文件(也即视频文件)，用户显示界面、登录管理、课程点播管理、课程直播 管理，实现对模拟机教学的分析和评判。教控系统VGA矩阵的前3路VGA信号通过VGA采集卡接入VGA录制服务器，采集卡 环出的前3路VGA信号直接输出给监控系统上排液晶显示器前三路，后3路VGA信号及其 它6路VGA信号直接输出给上排后三路和下排6台液晶显示器。录制服务器接入3路VGA 信号源并同步录制及网络直播，以实现VGA信号的录制及播放功能。VGA录制服务器配置 了 3块VGA采集卡，实现对接入的3路VGA信号进行录制保存并同步进行网络直播。由此 实现教员通过网络远程实时在线查看3路VGA的显示画面，并可在后期教学中随时调用录 制保存下来的课件，以便于分析室教学。对于VGA视频采集时所使用的编码格式及编码码率、VGA录制时的编码方式、VGA 录制分辨率和录制的文件存储路径、VGA录制文件的视频码率可预先定义，也可在采集和录 制过程中进行调整。本实用新型的多画面监控系统具有以下几个特点1、实时显示教控室内的多画面监视器可对主控室的M台操作站终端显示器全 程跟踪实时同步显示。2、清晰度教控室多画面监控显示器与操作站终端显示器显示屏幕比例、分辨率 设置一致，良好的还原了现场主控室显示终端的实际效果。3、控制功能应用计算机软硬件控制及矩阵切换技术进行多路VGA显示信号控 制，实现多画面任意组合、调用和切换的功能。4、网络功能采用有线和无线网络技术，实现多画面监控系统调用、操作、远程监 控等功能。5、录制对监控多画面进行多屏幕同步录制(每组3路)，且录制过程中也可切换 所需监控画面。6、存储保存所有录制的VGA显示画面，并可进行网络点播和直播调用。7、教学管理存储的VGA多画面与教学监控画面组合，进行DCS模拟机教学监控场 景与操作站VGA画面组合调用、实现了视音频同步点播、检索播放，方便了 DCS模拟机教学 分析使用。8、实用性该系统技术合理、操作简便，实用性强，有效解决了 DCS模拟机教学的 实际问题。DCS模拟机多画面监控系统可开展一系列电站操纵员培训工作，能够完成操纵员 取照考试等项工作任务，为岭澳二期核电站3号、4号机组即将投入正式运行奠定了基础。 DCS模拟机多画面监控系统开发和应用技术在我国新建核电站项目的模拟机教学领域中， 将具有广泛的推广应用价值。而且节约了成本，解决了国外公司需要投入几十万欧元未能 解决的问题。
权利要求1.一种核电站多画面监控系统，其特征在于，包括主控系统和教控系统；所述主控系统包括多个操作站，每一操作站包括多个操作终端以及接收对应操作终端 输出的VGA信号的显示器，每个操作终端及其对应的显示器之间设有将操作终端输出的每 路VGA信号分为两路输出的VGA信号分配器，其一路传送至对应的显示器进行显示，另一路 传送至所述教控系统；所述教控系统包括用于接收用户的切换指令并传送至中央控制器的命令输入装置；用于接收并解析来自命令输入装置的切换指令，并将解析结果传送至VGA矩阵切换器 的中央控制器；用于接收来自所述主控系统中VGA信号分配器输出的多路VGA信号，并依据中央控制 器的解析结果对所接收的多路VGA信号进行控制和切换，输出切换后的VGA信号并送入显 示器组进行显示的VGA矩阵切换器；显示器组；用于实时采集所述VGA矩阵切换器输出的多路VGA信号并进行同步录制和/或网络直 播的VGA录制服务器；所述VGA录制服务器包括用于将同步录制的VGA信号流文件进行归类和存储的录制文 件存储装置。
2.根据权利要求1所述的多画面监控系统，其特征在于，所述VGA录制服务器包括用于 检索和调用存储的VGA信号流文件，实现对模拟机教学的分析和评判的录制文件管理检索 和调用装置。
3.根据权利要求1 2任一项所述的多画面监控系统，其特征在于，命令输入装置包括 多台计算机、与所述多台计算机通信连接的用于接收用户通过多台计算机输入的切换指令 并将其传送至中央控制器的KVM共享切换器。
4.根据权利要求1 2任一项所述的多画面监控系统，其特征在于，命令输入装置包括 无线触控客户端。
专利摘要本实用新型涉及一种核电站多画面监控系统，包括主控系统和教控系统；主控系统包括多个操作站，每一操作站包括多个操作终端、接收对应操作终端输出的VGA信号的显示器，每个操作终端及对应的显示器之间设有将操作终端输出的每路VGA信号分为两路输出的VGA信号分配器；教控系统包括接收用户的切换指令并传送至中央控制器的命令输入装置；用于解析切换指令并传送解析结果至VGA矩阵切换器的中央控制器；用于依据解析结果对多路VGA信号进行控制和切换并送入显示器组显示的VGA矩阵切换器；VGA录制服务器；录制文件存储装置。本实用新型将主控系统的画面传送到教控系统，操作简便、实用性强且成本低，方便了教学工作的开展。
文档编号H04N5/268GK201839387SQ20102056915
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者崔建春, 李劲光, 芦嘉宁, 马德有, 黄远征 申请人:中国广东核电集团有限公司, 大亚湾核电运营管理有限责任公司