（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 ，河南 鄭州 450000）

變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)

周建超 梁 京 何金朋

（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 ，河南 鄭州 450000）

視頻監(jiān)控是對(duì)重要項(xiàng)目的實(shí)施監(jiān)控，通過應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，減少人員投入，保障設(shè)備安全。在變電站中，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，突破地域限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。本文對(duì)變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

變電站監(jiān)控；遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控；視頻監(jiān)控；遠(yuǎn)程監(jiān)控

一、概述

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及配套設(shè)備逐漸成熟，在變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控中發(fā)揮重要作用。視頻監(jiān)控中心、被控站及傳輸網(wǎng)絡(luò)組成變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，了解及解決突發(fā)故障。

二、變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理及功能

變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將變電站內(nèi)各監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬镜囊曨l主機(jī)。視頻主機(jī)對(duì)各收集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)秸{(diào)度中心和集控站視頻監(jiān)控中心，運(yùn)行人員通過監(jiān)控中心視頻監(jiān)控工作站對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成：監(jiān)控中心、通信通道和數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是采用攝像頭和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)和視頻圖片數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮，其環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、風(fēng)力和煙霧等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的設(shè)備將放置在各個(gè)需要監(jiān)控的變電站內(nèi)。

通信通道是采用光纖或者互聯(lián)網(wǎng)等把壓縮數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通信通道的帶寬將會(huì)影響監(jiān)控中心的視頻效果，如果帶寬不能滿足視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，視頻播放將會(huì)延時(shí)，達(dá)不到實(shí)時(shí)。監(jiān)控中心將接受到的信息進(jìn)行處理，探測(cè)出變電站的各種變化，給出報(bào)警信號(hào)，并能自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)保護(hù)設(shè)備。當(dāng)環(huán)境和安防監(jiān)控發(fā)生報(bào)警時(shí)，使工作人員能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，采取處理措施。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)監(jiān)控中心對(duì)各遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視和控制。系統(tǒng)由監(jiān)控中心、傳輸網(wǎng)絡(luò)、被控站組成。監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)的視頻信號(hào)經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)通過光纖冗余環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在監(jiān)控中心光端機(jī)上接收數(shù)字復(fù)用信號(hào)，接入到視頻切換矩陣。并在監(jiān)控中心把視頻信號(hào)送至監(jiān)控中心局域網(wǎng)上。視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用安裝在前端的攝像機(jī)等設(shè)備將被監(jiān)控目標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，同時(shí)通過監(jiān)控中心控制前端設(shè)備的操作。變電站運(yùn)行人員通過安裝在監(jiān)控中心的視頻系統(tǒng)可以操作目標(biāo)區(qū)域的設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)視。具體來說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能具有以下幾方面：

（1）視頻監(jiān)控主機(jī)可對(duì)所有的接入信號(hào)進(jìn)行全天24小時(shí)的監(jiān)控，并把采集的視頻數(shù)據(jù)保存到監(jiān)控中心的主機(jī)中，其視頻數(shù)據(jù)保存時(shí)間為30天。在視頻顯示窗口中將顯示站名、地點(diǎn)命名、時(shí)間和日期等信息。

（2）系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉膱D像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及對(duì)監(jiān)控區(qū)域的物體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行偵測(cè)。如果采集的圖像數(shù)據(jù)在變化或者物體在運(yùn)動(dòng)，將分析圖像中物體的變化程度，如果超出限定值將觸發(fā)警報(bào)。

（3）根據(jù)變電站設(shè)備的特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)中可以制定相應(yīng)的巡檢表。監(jiān)控人員可以按照操作要求進(jìn)行巡檢監(jiān)控，并且一臺(tái)設(shè)備可以監(jiān)視多個(gè)目標(biāo)區(qū)域。檢測(cè)多個(gè)區(qū)域時(shí)設(shè)備能預(yù)置多個(gè)監(jiān)控位置的云臺(tái)和鏡頭參數(shù)，能方便快速地轉(zhuǎn)到相應(yīng)預(yù)置點(diǎn)，并自動(dòng)調(diào)整好鏡頭的變焦和圖像清晰度。

（4）系統(tǒng)配置有溫度探測(cè)傳感器、濕度探測(cè)傳感器和煙霧探測(cè)傳感器等設(shè)備。這些裝置能自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度和煙霧，如果檢測(cè)值超出范圍，立即發(fā)出報(bào)警。

三、變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1 系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠得到實(shí)現(xiàn)和正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)就是由支撐系統(tǒng)，中心的控制系統(tǒng)會(huì)以及相應(yīng)的前端設(shè)備，最后是客戶端一起構(gòu)成的綜合性系統(tǒng)。在系統(tǒng)里邊，中心管理平臺(tái)發(fā)揮的最重要的功能就是能夠?qū)崿F(xiàn)信息和命令的下達(dá)，還能夠?qū)崿F(xiàn)不同的信息中心的信息的傳遞和互換；先關(guān)的事物的管理控制；有關(guān)用戶的設(shè)置，系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的管理控制，以及整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的控制等，還能夠?qū)﹁b權(quán)進(jìn)行相應(yīng)的認(rèn)證工作，對(duì)用戶應(yīng)該收取的費(fèi)用的計(jì)算，甚至牽扯到營(yíng)業(yè)，相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析等等多方面的功能的實(shí)現(xiàn)。而系統(tǒng)的控制中心主要是由以下幾個(gè)方面構(gòu)成的：系統(tǒng)管理部分；發(fā)放媒體的部分；儲(chǔ)存媒體的部分以及最后對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行相應(yīng)的管理的部分。系統(tǒng)指定的部分共同合作完成好媒體的信息命令的下達(dá)和系統(tǒng)運(yùn)行的管理，媒體有關(guān)信息的調(diào)用，儲(chǔ)存，發(fā)送信息等多方面的功能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的某些部分還能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的管理、設(shè)施及互聯(lián)網(wǎng)的管理等多種方面的功能的實(shí)現(xiàn)。還能夠在相關(guān)的連接地方實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的信息的交換功能。

2 實(shí)現(xiàn)視頻的多點(diǎn)傳輸

通過組播去減小網(wǎng)絡(luò)的傳輸壓力。組播技術(shù)可以將每一個(gè)編碼作為組播源，可以對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行遏制粘貼和轉(zhuǎn)發(fā)IP放棄圖像。這樣一來整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可以不計(jì)規(guī)模大小和用戶數(shù)的多少，都可預(yù)算出數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于網(wǎng)絡(luò)寬帶的要求，并根據(jù)此要求來對(duì)對(duì)點(diǎn)傳輸采取進(jìn)一步的管理和控制。

3 多級(jí)多域管理

用戶對(duì)于變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的需求都是比較復(fù)雜和多變的，因此，為了滿足客戶的這些需求，就要實(shí)現(xiàn)將整個(gè)系統(tǒng)劃分成數(shù)個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，在利用這些子系統(tǒng)來獨(dú)立進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)域的監(jiān)控任務(wù)，同時(shí)也可以利用域間接口來實(shí)現(xiàn)對(duì)其他區(qū)域的業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控。為了可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)多域管理，我們可以通過配置域間路由來實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，每一個(gè)區(qū)域都必須要獨(dú)立、統(tǒng)一配置對(duì)應(yīng)區(qū)域的ID，而且還要配置一條可以從上級(jí)區(qū)域通達(dá)下級(jí)區(qū)域的路由，而對(duì)于是否可以通達(dá)下級(jí)區(qū)域，還需要過向上級(jí)區(qū)域注冊(cè)才可以判斷，而上下級(jí)之間的信息交換也可以由路由來實(shí)現(xiàn)。

4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

攝像機(jī)的安裝要美觀、牢固、照攝范圍合理。支架和固定面的自攻釘要擰緊，支架和攝像機(jī)的連接處螺母要擰死。攝像機(jī)的位置，有它的照攝范圍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境結(jié)合鏡頭的調(diào)整，把攝像機(jī)調(diào)整出最佳的角度和范圍。變電站監(jiān)控根據(jù)網(wǎng)點(diǎn)所配備的硬盤錄像機(jī)數(shù)目和硬盤，要合理的給每臺(tái)硬盤錄像機(jī)配備相應(yīng)的硬盤，達(dá)到錄像資料保存時(shí)間的要求。工程施工負(fù)責(zé)人要合理計(jì)算硬盤容量和存儲(chǔ)時(shí)間，確保遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控資料長(zhǎng)期保存。

5 圖像顯示處理功能

以地理圖方式顯示整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)位置、分布、設(shè)備配置情況和運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，在畫面上顯示報(bào)警信息；系統(tǒng)可將時(shí)間、日期、攝像機(jī)編號(hào)、報(bào)警狀態(tài)疊加到每一路視頻輸出上，并可控制它在監(jiān)視器上的位置和大?。?能夠監(jiān)視變電站所設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)視；視頻監(jiān)控與機(jī)電集控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)機(jī)電設(shè)備集控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到異常情況時(shí)，調(diào)動(dòng)攝像機(jī)到預(yù)定位置，進(jìn)行攝像，并對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄像，以備查證；變電站的攝像機(jī)畫面可設(shè)防，在探測(cè)范圍內(nèi)出現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)硬盤錄像。硬盤錄像機(jī)對(duì)已保存的圖像可進(jìn)行逐幀回放、凍結(jié)和圖像增強(qiáng)；硬盤錄像所生成的文件，可拷貝到其他存儲(chǔ)設(shè)備保存。

6 視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)

視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性先進(jìn)性也關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和體現(xiàn)了系統(tǒng)的先進(jìn)性。通過4芯光纖將整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M成雙纖自愈環(huán)網(wǎng)，具備環(huán)網(wǎng)自愈保護(hù)功能，極大的提高了系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)某一點(diǎn)光纖故障或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)由雙環(huán)構(gòu)成，一個(gè)為工作環(huán)，一個(gè)為備份環(huán)。每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)都連接在兩個(gè)環(huán)上。在正常狀態(tài)下，信號(hào)在工作環(huán)上傳輸。當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)的光纖或設(shè)備損壞時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)倒換到備份環(huán)上傳輸信號(hào)。從而形成雙環(huán)自愈，保證系統(tǒng)正常傳輸信號(hào)。

結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，極大的提高了設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控水平，減少管理費(fèi)用。目前，限于網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸效率，在未來還有較大提升空間。隨著網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提高，變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將越來越完善，并將發(fā)揮重要功用。

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[3]黃燕新．變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J]．華北電力技術(shù),2000,（7）:31-32,50．

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