牛建偉1 張愛軍2 吳若玲1 吳穎欣1 1.齊齊哈爾電力設計院 2.林口林區(qū)電業(yè)局
1．前 言
數(shù)字視頻、音頻以其直觀性、易存儲、易檢索和便于共享，成為網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，得到了企業(yè)的廣泛應用。隨著無人值守變電站管理模式的推廣，變電站巡檢制度的建立，在巡檢中心、集控中心（集控站）等相關部門通過現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)對所屬變電站實現(xiàn)遠程實時圖像監(jiān)控、遠程故障和意外情況告警接收處理，可提高變電站運行和維護的安全性和可靠性，并可逐步實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調度，使電網(wǎng)調控運行更為安全、可靠。在電力系統(tǒng)，這種監(jiān)控系統(tǒng)也被稱為“遙視系統(tǒng)”。系統(tǒng)實現(xiàn)了無人值守視頻監(jiān)控領域的全數(shù)字化、網(wǎng)絡化和集成化, 系統(tǒng)通過攝像機采集現(xiàn)場圖像，經編碼器和視頻服務器后，視頻信號直接變換成數(shù)字信號進入網(wǎng)絡系統(tǒng)，各監(jiān)控點的實時圖像經光纖或其它網(wǎng)絡系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行摹⒎种行模诳刂浦行闹恍枰糜嬎銠C鍵盤和鼠標的簡單操作，就能實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的實時監(jiān)視與控制，并且能很好的與系統(tǒng)中其它應用接口與兼容。
2．系統(tǒng)要求
a實現(xiàn)對變電站區(qū)域內場景情況的遠程監(jiān)視、監(jiān)聽及喊話；
b 監(jiān)視變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的外觀運行狀態(tài)；
c 監(jiān)視變電站內CT、PT、電纜接頭和絕緣子等高壓設備的外觀狀態(tài)；
d 監(jiān)視變電站內隔離開關和接地刀閘的分合狀態(tài)；
e 監(jiān)視變電站內其他充油設備、易燃設備的外觀狀態(tài)；
f 監(jiān)視變電站內主要室內環(huán)境（主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等）的情況；
g 實現(xiàn)變電站站內關鍵部位防火、防盜自動監(jiān)視，可進行周邊報警聯(lián)動。
h視頻控制服務器將視頻信號進行數(shù)字化壓縮后通過以太網(wǎng)轉換器轉換到監(jiān)控中心, 每個站點可同時上傳4路圖像。
I要求系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、系統(tǒng)先進性、使系統(tǒng)兼容性、升級、擴展更容易化。
j可擴容性；可根據(jù)需要方便地進行網(wǎng)絡逐級匯接，增減各類站級前端設備等。
3、系統(tǒng)組成及各部分配置要求
3. 1 電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的組成
數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成：前端設備、傳輸設備、中心控制室設備。
前端設備配置
室外全方位球型攝像機設置在變電站室外房頂，觀察進出大門的車輛和人員、開關站、主變等情況。全方位球型攝像機包含高清晰彩色攝像機、22倍或更高的光學變焦鏡頭、全方位變速云臺、解碼器、防護罩、支架等設備組成。
室內全方位攝像機設置在變電站室內，監(jiān)視變電站內主要室內環(huán)境（主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等）的情況,全方位攝像機包含高清晰彩色攝像機和變焦鏡頭、云臺、解碼器、防護罩、支架等設備組成。
每個站點設置1臺視頻控制服務器，站內的視頻、報警、音頻信號接至視頻控制服務器。
傳輸設備
攝像機到視頻編碼器的信號傳輸采用同軸電纜，從視頻編碼器到監(jiān)控中心的信號傳輸利用現(xiàn)有通訊設備傳輸通道或其它通信介質。
中心控制室設備配置如下：
視頻監(jiān)控工作站 1臺
21"彩色純平顯示器 2臺
以太網(wǎng)交換機 2臺
3.2監(jiān)控攝像機及配件
3.2.1應用于變電站監(jiān)控的攝像機類型有一體化球形攝像機、彩色攝像機、黑白攝像機等，加上配套的云臺、防護罩、支架和云鏡解碼器等。
3.2.2警探測器和告警處理單元
報警探測器包括煙感探頭、溫濕度感應探頭、微波雙鑒探頭、紅外線光束對射探頭等，用于監(jiān)測變電站設備和環(huán)境的異動情況。
3.2.3其它設備
變電站監(jiān)控前端可根據(jù)系統(tǒng)需要，配備變電站專用標準機柜放置站端設備，配備麥克風、喇叭等語音設備通過系統(tǒng)軟件實施廣播、對講等功能，配備防雷設施、直流供電電源、不間斷供電電源等等。
3．3 遠程監(jiān)控中心
遠程監(jiān)控中心的概念包括主控中心（調度中心）和區(qū)域監(jiān)控（巡檢）中心，完成所轄變電站圖像的實時顯示、控制、存儲、管理等功能，其硬件系統(tǒng)主要由系統(tǒng)服務器、值班員工作站、網(wǎng)絡接口設備、存儲打印設備等組成。
4．系統(tǒng)總體功能、性能指標和特點
4．1 系統(tǒng)總體功能
由于在電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，前端的視音頻信號通過視頻服務器編碼壓縮成IP數(shù)據(jù)包，會同前端數(shù)據(jù)信號經網(wǎng)絡接口進入IP網(wǎng)絡，因此，包括監(jiān)控中心的系統(tǒng)服務器、值班員工作站、變電站本地工作站，網(wǎng)絡上的任一臺計算機終端，通過權限控制的方式可以實現(xiàn)對前端變電站的無級監(jiān)控。
4．1．1 實時圖像監(jiān)視
在設定的間隔時間內對系統(tǒng)內的所有監(jiān)控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定，包括不同變電站的圖像、同一變電站的不同攝像機、同一攝像機的不同預置位等，輪巡間隔時間可設置。
4．1．2 語音功能
本地變電站和監(jiān)控中心值班員工作站之間，不同的監(jiān)控終端用戶之間，可以實現(xiàn)基于IP的語音功能，包括：實時的語音半雙工對講及語音廣播功能；變電站端場景錄音；與站內的維護操作人員對講機進行遠程對講。
4．1．3 本地及遠程控制
本地變電站或遠程的任意監(jiān)控終端，通過網(wǎng)絡視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件或標準IE瀏覽器，可控制變電站的云臺、鏡頭等監(jiān)控設備，布防/撤防設置，變電站現(xiàn)場照明等設備控制；也可以按照事先軟件設置的聯(lián)動策略，對變電站報警觸發(fā)執(zhí)行一系列的控制程序控制權等級可設定。
4．1．4 錄像功能
錄像的磁盤容量空間可設置，并具備自動覆蓋功能，即設定的磁盤容量空間被錄像資料用完后，新的錄像資料將逐漸覆蓋最舊的錄像資料以循環(huán)利用磁盤空間。系統(tǒng)錄像功能包括實時錄像、定時錄像、運動檢測預觸發(fā)錄像及報警預觸發(fā)錄像。
4．1．5 報警功能
電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的報警種類可分為外圍報警和內部報警兩類。
外圍報警包括變電站事故報警、電力設備狀態(tài)變化及故障報警、消防報警、防盜報警、防火報警、電力設備水浸報警、門禁報警、非法闖入及畫面異動報警等，主要通過告警處理單元或變電站綜合自動化系統(tǒng)到達監(jiān)控中心。報警事件發(fā)生后，監(jiān)控終端將發(fā)出聲光提示并 顯示報警位置和類型。監(jiān)控中心將人工或按預定程序發(fā)出控制指令，聯(lián)動相應報警目標的圖像監(jiān)視，指定相應攝像機進行錄像，啟動現(xiàn)場照明、警笛等。相關設備啟動后，應在設定的時間內自動關閉，且現(xiàn)場照明在白天（時間段可設）可不打開。
內部報警主要包括前端視頻信號中斷報警和系統(tǒng)服務器磁盤容量空間報警。一旦因攝像機與視頻服務器之間線路故障、網(wǎng)絡故障、設備故障等原因，導致視頻信號中斷丟失，或系統(tǒng)服務器的錄像存儲空間超過預定值，系統(tǒng)能夠立即檢測到并做出聲光報警提示和日志記錄等相應動作。
報警信號、報警內容可在任何畫面自動顯示。所有報警信息均自動保存，可由報警信息檢索回放相應的圖像錄像，有需要時可打印輸出。發(fā)生多點報警時，按報警級別高低優(yōu)先和時間優(yōu)先的原則顯示存貯。
4．1．6 系統(tǒng)管理功能
電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)管理功能包括歷史圖像管理、安全管理。
歷史圖像管理
監(jiān)控中心值班員工作站、電力MIS網(wǎng)上的任意授權終端用戶均可通過訪問系統(tǒng)服務器，遠程檢索回放站端的任一攝像頭的歷史圖像及報警錄像。系統(tǒng)提供了智能化快速檢索回放錄像資料的功能，可按時間、地點、攝像機、報警事件等要素進行檢索，大大降低了檢索時間和復雜程度，使用戶可以迅速地查找到需要的錄像資料。
4.2安全管理
系統(tǒng)提供了多種安全措施保證系統(tǒng)的正常運行及相關信息的保密性。
實行操作權限分級管理，按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級，系統(tǒng)登錄、操作均進行權限查驗；
使用圖像掩碼技術，在壓縮后的每幀圖像中加入了特定的文字或圖像數(shù)據(jù)，防止原始錄像資料被人為篡改；
防死機看門狗（WATCHDOG）功能，當網(wǎng)絡視頻服務器設備出現(xiàn)異常死機時，看門狗功能可以自動重新引導設備恢復正常工作，保障設備的持續(xù)正常運行。
備份功能，當系統(tǒng)發(fā)出磁盤容量空間報警，或者用戶有重要的監(jiān)控錄像需要備份時，可以使用系統(tǒng)的備份功能，將所需的監(jiān)控錄像資料轉儲至其他指定的存貯介質。系統(tǒng)支持如可擦寫光驅、外接磁盤陣列等可以熱插拔的存貯設備，用戶無需中斷系統(tǒng)的工作就可以完成備份操作。
參考文獻
（1）《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范》
（2）《100BASE-TX快速以太網(wǎng)接口標準》
收稿日期：2008年8月2日
