近年來，隨著電力組網(wǎng)規(guī)模的迅速擴大，變電站的數(shù)量越來越多，使各大電力集團公司對集中管理的要求越來越高。傳統(tǒng)的監(jiān)控防盜、安全管理需要電力公司支出龐大的人力、物力。不僅耗費了巨大的資源，而且無法作到中心管理，不能第一時間下達警訊，起不到事故防范的作用。

　　所以對電力系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、統(tǒng)一管理也就成了必行之勢。 網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展，使得網(wǎng)絡搭建愈顯方便，網(wǎng)絡使用成本也大大降低，一種新的技術——網(wǎng)絡視頻監(jiān)控也就孕育而生。它是一種對音視頻數(shù)據(jù)進行編碼處理并完成網(wǎng)絡傳輸?shù)母叨思夹g。不僅保持了傳統(tǒng)安防系統(tǒng)實時監(jiān)看的特點，而且其豐富的網(wǎng)絡功能使中心管理更加方便高效。

　　項目描述

　　 項目名稱： XX 省電力公司XX 供電公司 220KV 變電站遙視系統(tǒng)項目

　　項目條件要求：

　　(1)環(huán)境條件：

　?、侪h(huán)境溫度:最高溫度： 55℃;最低溫度： -25℃

　　②環(huán)境相對濕度： 5%～95%(年平均) (無冷凝)

　?、劭拐鹉芰Γ核郊铀俣龋?0.2 g;垂直加速度： 0.2 g

　　④海拔高度： 小于1000m

　　(2)工程條件：

　?、侔惭b地點

　　圖像監(jiān)控子站視頻管理服務器群、圖像監(jiān)控主站視頻管理服務器群等組屏布置在各集控站點主控室。網(wǎng)絡視頻服務器布置在各變電站主控室。各監(jiān)視點根據(jù)需要分別安置在室內或室外。

　　②系統(tǒng)接地

　　圖像監(jiān)控系統(tǒng)所有設備接地采用一點與變電站公用接地網(wǎng)連接。系統(tǒng)接地電阻應滿足小于等于 0.5Ω的要求。

　?、鄯览?、抗干擾

　　圖像監(jiān)控子/主站系統(tǒng)的設備應裝設防雷接地保護以防止過電壓導致裝置損壞。滿足變電站強電磁場干擾環(huán)境下使用的要求。

　　(3)總體技術要求：

　?、傧到y(tǒng)部件的選用充分體現(xiàn)先進性、實用性、智能性、兼容性、可擴展性等原則。

　?、谙到y(tǒng)具有開放性，硬件及軟件均應符合國際工業(yè)標準，具有標準的對內對外接口，實現(xiàn)與其它產品進行互換或互通。

　?、巯到y(tǒng)的硬件、軟件應能按規(guī)模大小靈活組合，并可分期實施。

　　④系統(tǒng)在硬件和軟件上均應滿足國家二次網(wǎng)絡安全防護相關要求。系統(tǒng)應建立有可靠的安全防護措施及網(wǎng)絡安全隔離措施并對實時控制功能與生產管理信息實現(xiàn)安全分區(qū)。與其它智能系統(tǒng)連接時應具有防火墻安全機制;與外部網(wǎng)

　　絡聯(lián)接時，具有物理隔離，能抵御病毒、黑客等來自外部網(wǎng)絡的攻擊。

　?、葸b視系統(tǒng)管理主機應具有友好的人機聯(lián)系界面，易于操作、管理、維護和升級擴充。[nextpage]

　　需求分析

　　變電站遙視系統(tǒng)所要承擔的任務主要有 2個方面：

　　第一是從安全防范的角度，保障變電站空間范圍內的建筑、設備的安全，防盜、防火，具體所要實現(xiàn)的功能有：

　　圍墻、大門等通過攝像機、防盜探測器，防止非法闖入;

　　在建筑物門窗安裝報警探測器，如門磁、紅外探測器、玻璃破碎探測器;

　　重點部位安裝的攝像機必須 24小時不間斷全天候錄像，有些部位可采用紅外攝像機，可報警聯(lián)動錄像;

　　聲光電告警設備的聯(lián)動;

　　消防設備的聯(lián)動

　　第二個主要功能是保障變電站設備的正常運行，事故的報警錄像，突發(fā)事件與主站的聲像通訊等，具體有以下內容：

　　通過攝像機、燈光聯(lián)動，監(jiān)視主變壓器等重要設備，監(jiān)視場地和高壓配電間設備的運行狀態(tài);

　　通過圖像監(jiān)控結合遠程和本地人員操作經(jīng)驗的優(yōu)勢，避免誤操作;

　　對主控室設備儀表盤進行監(jiān)視;

　　操作刀閘位置的視頻監(jiān)控;

　　配合其他系統(tǒng)(如變電站綜合自動化系統(tǒng)等)的工作;

　　突發(fā)事件應急處理的與主站的雙向音視頻交流;

　　總體方案設計

　　一、方案設計的特點

　　該變電站遙視系統(tǒng)無論在設計上、還是在結構上、或者是在應用上，均體現(xiàn)了現(xiàn)代網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的特點與特色，其具體內容如下：

　?、拧嵱眯詮?/p>

　　根據(jù)用戶需求，系統(tǒng)充分考慮了現(xiàn)場的實際應用情況，監(jiān)控前端均采用模擬攝像機+網(wǎng)絡視頻編碼器(采用H.264壓縮標準)，將數(shù)字化的視頻信號通過網(wǎng)絡傳輸?shù)胶蠖说谋O(jiān)控電腦，并采用專用的視頻監(jiān)控平臺與存儲方案，其不僅保證了視頻信號和控制信號的準確傳輸，更為重要的是在設計該系統(tǒng)時我們充分分析了用戶的需求，從實際出發(fā)，為用戶解決了眾多的實際問題。

　?、?、性價比高

　　根據(jù)用戶項目預算，在投資費用合理的情況下，采用了當今先進的技術，一方面使整個監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的性能，另一方面和教學錄播系統(tǒng)資源共享，從而也有效的避免了二次新系統(tǒng)構建所造成投資浪費。[nextpage]

　?、?、可靠性強

　　整個系統(tǒng)均采用了模塊化結構設計，嵌入式操作系統(tǒng)。所用硬件產品與設備均符合工業(yè)標準，具有較強的抗干擾能力。另外，系統(tǒng)在網(wǎng)絡布線上采用的是星形拓撲結構，可防止在某一采集端或通訊線路故障時影響整個系統(tǒng)的運行。同時，系統(tǒng)還具備自行診斷和自恢復功能，可靠性較高。

　　⑷、擴展性好

　　整個監(jiān)控管理系統(tǒng)基于開放式標準設計，方便系統(tǒng)功能的完善和擴展，系統(tǒng)容量不再依賴于傳輸及節(jié)點設備，而是可以任意擴容，隨時接入，提供了監(jiān)控點數(shù)無限升級的可能性。同時系統(tǒng)還預留有第三方系統(tǒng)接入端口，能夠與其他系統(tǒng)進行對接。

　　⑸、適應性強

　　整個網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)在設計時均考慮到了未來系統(tǒng)的發(fā)展需求與升級需求，其無論在網(wǎng)絡方面還是在兼容性方面均具有較強的適應能力。

　　⑹、安全性高

　　對于安全防范系統(tǒng)，其本身的安全性不可忽視，該視頻管理系統(tǒng)在物理環(huán)境、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、應用以及管理等方面提供了有效的安全機制。

　?、?、易于操作

　　設計人員在設計該監(jiān)控系統(tǒng)的操作界面與操作菜單時，充分采用了大家熟悉的Windows 界面風格，完全符合人們的使用習慣。

　　⑻、易于維護

　　整個系統(tǒng)采用了先進的集中式管理與分布式處理機制，完全改變了以前模擬系統(tǒng)分散管理的弊端，用戶通過任何一個操作終端就能夠遠程對系統(tǒng)進行維護與升級，使得系統(tǒng)維護變得及其簡單。

　　二、總體架構

　　(1)、系統(tǒng)架構

　　根據(jù)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成以，同時結合變電站綜合監(jiān)控應用的實際需求與特點，我們將整個變電站綜合監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)分為 4 個系統(tǒng)層次，既前端設備層、傳輸網(wǎng)絡層、系統(tǒng)控制層與系統(tǒng)應用層，同時層與層之間采用標準的TCP/IP協(xié)議進行通訊，不受網(wǎng)絡平臺的限制。其系統(tǒng)結構如下圖所示：

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　　(2)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

　　在每個前端變電站根據(jù)現(xiàn)場需要，在變電站室外和門口處安裝相應高速球型攝像機(保證報警時能夠快速響應進行聯(lián)動錄像)，實現(xiàn)對變電站區(qū)域內場景情況的遠程監(jiān)視、監(jiān)聽。 在變電站室內(主要是主變室、高壓室、地壓室等)，根據(jù)實際情況，其中可選定點彩色一體化攝像機用于對進出變電站人員進行監(jiān)視，可根據(jù)遠程管理人員的命令改變攝像機鏡頭的方位、角度、焦距等，用于對變電站內設備運行情況、現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)視。通過攝像機、拾音器采集來的音視頻模擬信號接入網(wǎng)絡視頻編碼器，網(wǎng)絡視頻編碼器將攝像機采集的視頻信號轉化成數(shù)字格式的壓縮碼流后，通過以太網(wǎng)口接入其專用的網(wǎng)絡進行傳輸。前端編碼采用目前主流編碼壓縮標準(H.264),選用2M碼率傳輸，以確保視頻圖像的清晰度。

　　(3)、安全防范子系統(tǒng)

　　由于大多數(shù)變電站都建在郊外或者比較偏僻的地方，變電站內的設備和線材都比較昂貴，所以有一些不法分子，在利益的驅使下，破壞變電站的設施，盜取相關器材變賣。同時，變電站也是高壓場區(qū)的所在，如果對相關區(qū)域未做嚴密防范，還會導致一些無知者誤入其中，發(fā)生一些人員傷亡的事故。

　　該安全防范子系統(tǒng)的各種探測器將與視頻監(jiān)控子系統(tǒng)中的視頻設備連接。

　　在發(fā)生觸發(fā)報警的情況下，直接和視頻設備聯(lián)動，將報警信息上傳至綜合監(jiān)控平臺，同時促發(fā)其他聲光報警設備。在前端的變電站發(fā)生消防和非法入侵時，會實時在電力局監(jiān)控中心服務器的電子地圖上顯示出來，并聯(lián)動燈光開啟，警號的提示、視頻錄像等功能。

　　(4)、綜合監(jiān)管平臺：

　　ImagineworldStation 管理軟件用于實現(xiàn)對前端編碼器的集中監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)轉發(fā)、錄像存儲、檢索回放等功能，支持編碼設備包括網(wǎng)絡視頻服務器、網(wǎng)絡攝像機、嵌入式硬盤錄像機等。該軟件可應用于針對百路左右前端網(wǎng)絡監(jiān)控設備的小型平臺，也可擴展為數(shù)百上千路的大型監(jiān)控平臺;可對任意前端設備進行設置和控制，支持多屏同時顯示，單屏可同時最多顯示 64 畫面;

　　支持雙向語音對講、電子地圖、日志記錄、報警控制、遠程檢索回放等功能;

　　界面友好、操作簡便，可方便應用于多種網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案。

　　典型功能：

　　根據(jù)上述用戶的實際需求與系統(tǒng)設計要求，該變電站遙視系統(tǒng)將具備以下十大功能模塊(每個功能模塊均含多項子功能)，如圖所示：

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　?、?、用戶管理功能說明：

　　具有多種用戶屬性設定功能;支持用戶組設置;支持用戶等級、用戶控制權限設定;支持用戶賬戶密碼保護、支持多用戶同時登錄。

　?、?、設備管理功能說明：

　　支持遠程控制與管理設備，支持遠程設置云臺預置位，支持軟件遠程升級與維護。支持故障預警。

　?、?、實時監(jiān)控功能說明：

　　具有實時圖像瀏覽(同時顯示時間)功能，可自定義窗口瀏覽布局;支持1路/4路/8路/9路/16 路/25路等多畫面同時顯示;支持鼠標拖拉顯示與更換圖像位置;支持圖像抓拍。

　　支持多屏顯示(電視墻)，多個屏幕之間可任意拖拽和設定顯示器布局。

　　支持屏幕鎖定與視頻輪循顯示，同時可自定義視頻輪循時間。

　　具有圖像效果增強功能，在惡劣天氣條件下(如雨、霧、沙塵或夜間等環(huán)境)，對應質量不佳的圖像可通過圖像效果增強進行效果處理，消除模糊，提升畫面清晰度，加強畫面質量。

　　支持多種云臺控制方式(PC鍵盤控制、PTZ控制等)。

　?、?、錄像存儲功能說明：

　　支持影音同步錄制存儲;支持本地存儲;支持遠程網(wǎng)絡錄像存儲;支持實時錄像/計劃錄像/移動偵測錄像/開關量報警錄像;支持錄像計劃拷貝。

　?、?、錄像回放功能說明：

　　支持多錄像文件異步回放(用戶可同時觀看多個錄像文件在不同時間斷的視頻回放)，同時也可逐幀回放(通過逐幀播放，可準備定位時間瞬間發(fā)生的影像)。

　　錄像回放支持前進、暫停、快進、快退以及基于時間進度的播放等。

　　支持錄像文件快照檢索，可自定義錄像文件的檢索條件與檢索范圍(如錄像時間)，從而有效的節(jié)省了錄像查詢的時間。

　　⑹、電子地圖功能說明：

　　具有多級電子地圖聯(lián)動功能，可準確定位每個鏡頭并查看其相關信息。

　　電子地圖可以與報警裝置或報警設備關聯(lián)，當發(fā)生警情時將給予報警提示，使得管理者能夠及時掌握報警現(xiàn)場的地理位置與情況。

　?、?、移動偵測功能說明：

　　具有多區(qū)域移動偵測功能，用戶可同時自行定義多個偵測區(qū)域，同時可對物體的運動方向與速度進行分析判斷，并觸發(fā)報警聯(lián)動。

　?、?、報警聯(lián)動功能說明：

　　支持報警設備輸入與輸出管理;可自定義報警聯(lián)動工作時間;同時支持電子地圖聯(lián)動報警和移動偵測報警，支持第三方系統(tǒng)接入報警(如公安報警系統(tǒng)、急救系統(tǒng)、火警系統(tǒng)等)。

　　支持多種報警聯(lián)動方式，如客戶端報警圖像彈出、客戶端報警信息提示、客戶端報警語音提示、電視墻報警圖像彈出、電視墻報警信息提示、觸發(fā)報警開關量輸出等。同時支持報警信息共享，可實現(xiàn)多個客戶端同時看到報警信息列表。

　?、汀⑷罩竟芾砉δ苷f明：

　　具有用戶登錄日志，設備狀態(tài)日志、報警信息日志、子服務器日志等功能，同時支持日志客戶端檢索與查看以及管理。[nextpage]

　?、?、其他擴展功能說明：

　　視頻轉發(fā)優(yōu)先級調度;錄像文件標識、格式轉換與刻錄;圖像打印;語音雙向對講;E-mail信息與手機短信報警聯(lián)動，等等。

　　總體架構如圖所示：

　　系統(tǒng)聯(lián)動：

　　220KV 變電站監(jiān)控系統(tǒng)使用電子圍欄實現(xiàn)防盜報警入侵監(jiān)測，將變電站的周界進行報警防范。紅外對射設備監(jiān)測變電站周邊情況，當出現(xiàn)緊急或報警情況時發(fā)生聲光報警，可以以電子地圖方式實時顯示并記錄周界報警位置，并聯(lián)動視頻信號調整到預先設置好的預制位并聯(lián)動錄像，同時還可聯(lián)動聲音以及設定好的解決方案(如：聯(lián)動事先設定好的報警器發(fā)出警號，夜間聯(lián)動燈光打開等);聯(lián)動監(jiān)控中心語音提示報警，聯(lián)動手機短信發(fā)送給就近值班人員和相關職能領導。

　　變電站的進出采用聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)，要想進出變電站，必須具有相應的身份權限，并且聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)可對出入信息進行統(tǒng)計和分析。若遇非法人員撬門或侵入，系統(tǒng)將啟動定點攝像機并記錄現(xiàn)場情況，同時啟動報警信號遠程傳輸，控制中心收到報警信號后即可第一時間查看現(xiàn)場狀況，做出相應警情判斷。

　　變電站內部安裝緊急按鈕和紅外探測器，如遇緊急事件的發(fā)生，可人工觸發(fā)報警通知監(jiān)控中心。

　　由于變電站設施都是用電設備，所以防火是必不可少的防范措施。通過連接煙霧探測器可對變電站內環(huán)境隨時監(jiān)控，當探測到有火警時，可通視頻了解具體火警情況并聯(lián)動電源控制開關，自動切斷重要設備的電源，同時向遠程控

　　制中心聯(lián)動報警，監(jiān)控中心可及時判斷報警信息的正確性，以便了解現(xiàn)場情況，并向有關部門求助。[nextpage]

　　方案總結：

　　本方案對此次建設的智能監(jiān)控系統(tǒng)進行了初步的技術分析和建議，闡述了我們對該系統(tǒng)的解決辦法。

　　首先，整個方案注重的是成本與性能的合理分配，注重提高監(jiān)控網(wǎng)絡和監(jiān)控中心的性能，從而使總體系統(tǒng)具有很高的性能價格比。系統(tǒng)的監(jiān)控模式是分布式的，各監(jiān)控主機具有獨立的監(jiān)控能力。當系統(tǒng)硬件或通信故障時，這種監(jiān)控模式對整個系統(tǒng)功能的影響最?。?/p>

　　硬件故障：只影響一個現(xiàn)場監(jiān)控點。

　　網(wǎng)絡故障或通信中斷：所有現(xiàn)場監(jiān)控點仍能正常工作，大部分例行控制功能由各監(jiān)控主機獨立完成。通信恢復保存數(shù)據(jù)自動上傳監(jiān)控中心。

　　另外，本方案整個系統(tǒng)每一個環(huán)節(jié)都十分重視系統(tǒng)的開放性。整個監(jiān)控系統(tǒng)，從監(jiān)控中心到各監(jiān)控點內部，其網(wǎng)絡協(xié)議都采用標準的 TCP/IP。我們可以提供標準的 Ethernet 接口。這樣監(jiān)控系統(tǒng)一旦建立，就等于擁有了一個將整個監(jiān)控系統(tǒng)納入其中的內部網(wǎng)絡，可以在它的基礎上開發(fā)各種其他業(yè)務。TCP/IP到各需監(jiān)控站點，還可以使監(jiān)控中心與需監(jiān)控站點的通信為并行通信而非輪詢通信，在各類站點大量增加的情況下，系統(tǒng)響應時間完全不受影響。

　　第三，減少維護工作量是整個監(jiān)控系統(tǒng)的最根本目的。而本方案中不僅僅提供了一整套減少被監(jiān)控設備和機房維護工作量的方法，而且也把盡可能地減少對監(jiān)控系統(tǒng)本身的維護工作量作為一個重要目標。

　　最后，方案的各個部分中都非常重視系統(tǒng)將來的擴容和升級。因為我們深知當前中國電力事業(yè)正在高速發(fā)展，保證充分的擴容余地和提供將來升級的可能是保證用戶投資有效的唯一方法。我們在設計時就充分考慮到可擴展能力的設備，這樣為將來擴容留下了充分的余地;在監(jiān)控網(wǎng)絡和監(jiān)控中心的配置中，我們也充分考慮到了這一點，并提出了比較超前的高性能設備配置方案和網(wǎng)絡方案，以保證系統(tǒng)持久的生命力。

　　220KV變電站遙視系統(tǒng)，像其他任何系統(tǒng)一樣對擴容升級能力的要求很高。

　　系統(tǒng)擴容升級能力的高低直接關系到這套系統(tǒng)的生命力，擴容能力好的監(jiān)控系統(tǒng)，就可以適應來自站點增加、動力設備數(shù)量及種類增多、監(jiān)控內容新增、監(jiān)控范圍擴大等方面對系統(tǒng)不斷增加的需求，在長時間內滿足客戶對系統(tǒng)的需要，通過增補監(jiān)控設備而不是更新監(jiān)控系統(tǒng)的方法做到始終能夠完全監(jiān)控要求監(jiān)控的動力設備及機房環(huán)境，從而最大程度的利用已經(jīng)建設的資源，節(jié)約客戶的投資。