電力變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組成及方案設(shè)計(jì)

1、需求分析

電力系統(tǒng)是國(guó)家建設(shè)、人民生活的生命線(xiàn)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈所在，電力設(shè)備的大量增加，對(duì)動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境提出了更高的要求。電力系統(tǒng)內(nèi)各種生產(chǎn)設(shè)備類(lèi)型復(fù)雜，數(shù)目巨大，地域分布廣，人工維護(hù)困難，發(fā)展無(wú)人值守或少人值守的變電站系統(tǒng)是發(fā)展之必然。

隨著監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字視頻信息的交換已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用。變電站系統(tǒng)的四遙功能（遙控、遙信、遙測(cè)、遙感）已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足無(wú)人值守的要求，增加遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)才能夠真正實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人值守變電站的現(xiàn)代化的科學(xué)管理和維護(hù)。

變電站的各種操作要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，但是各種操作也比較繁瑣，因此必須要有相應(yīng)的保證措施，一般都采用系統(tǒng)的“五防”閉鎖結(jié)合操作人員使用“五防”鑰匙的方法來(lái)達(dá)到這一目的。在視頻監(jiān)視技術(shù)出現(xiàn)后，可以利用遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視功能，由調(diào)度中心的值班人員對(duì)遠(yuǎn)方變電站操作人員進(jìn)行操作指導(dǎo)，如果發(fā)現(xiàn)不正確的操作，可以通過(guò)電話(huà)、手機(jī)及時(shí)提醒操作人員，從而確保操作的萬(wàn)無(wú)一失。另外，也可以發(fā)現(xiàn)一些在施工現(xiàn)場(chǎng)不容易觀(guān)察的遺留工作物品，這時(shí)可以利用高空攝像機(jī)來(lái)發(fā)現(xiàn)這些遺留物品，從而消除安全隱患。

2、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)采用目前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化采集與存儲(chǔ)，分前端設(shè)備、監(jiān)控平臺(tái)、監(jiān)控客戶(hù)端、網(wǎng)絡(luò)傳輸、監(jiān)控中心等部分組成。

系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖：

2.1 前端設(shè)備

安裝位置：

◆監(jiān)視變電站內(nèi)各類(lèi)設(shè)備（如：主控室控制屏顯示、儀表讀數(shù)、開(kāi)關(guān)室設(shè)備、主變壓器和各主變風(fēng)扇運(yùn)行、電容器室等）運(yùn)行情況；

◆監(jiān)視變電站大門(mén)口和主要通道；

◆接收周界和室內(nèi)紅外報(bào)警信號(hào)；

◆監(jiān)測(cè)變壓器油位和火災(zāi)報(bào)警；

◆接收供電系統(tǒng)斷電報(bào)警。

2.2 監(jiān)控平臺(tái)

中心系統(tǒng)

中心服務(wù)系統(tǒng)包括中心服務(wù)器、媒體服務(wù)器，整個(gè)中心服務(wù)系統(tǒng)是通過(guò)管理平臺(tái)軟件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和可視化查詢(xún)、管理的。

該監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為可擴(kuò)容級(jí)大規(guī)模平臺(tái)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)容量為2000路在線(xiàn)視頻采集點(diǎn)，適合在地級(jí)區(qū)域電信運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建綜合遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控或行業(yè)用戶(hù)建立專(zhuān)用的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)采用一級(jí)監(jiān)控中心架構(gòu)，所有的認(rèn)證與管理均通過(guò)該中心服務(wù)系統(tǒng)控制。

2.3 監(jiān)控客戶(hù)端

主要包括PC播放客戶(hù)端軟件和手機(jī)視頻播放客戶(hù)端。

1）播放客戶(hù)端是將播放軟件安裝在網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，通過(guò)該軟件負(fù)責(zé)將前端設(shè)備采集到的視頻流、音頻流、報(bào)警信息通過(guò)媒體服務(wù)器提交給監(jiān)控用戶(hù)，并根據(jù)監(jiān)控用戶(hù)要求操縱前端轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，如云臺(tái)、鏡頭等。

客戶(hù)端界面如下圖：

全屏顯示效果如下（顯示可選單屏、四屏、八屏、九屏、十三屏、十六屏、二十五屏）：

2）手機(jī)視頻播放客戶(hù)端安裝在智能手機(jī)上。用戶(hù)通過(guò)WAP上網(wǎng)，運(yùn)行該視頻播放客戶(hù)端，可觀(guān)看到實(shí)時(shí)圖像。系統(tǒng)要求：

◆操作系統(tǒng)：

Windows Mobile PocketPC 2003、Windows Mobile PocketPC 5.0、Windows CE或更高；

◆硬件：

FLASH：64M或更高

RAM：64M或更高

CPU：200MH或更高

◆目前支持手機(jī)播放的機(jī)型：iphone、多普達(dá)S1、830、860；三星i9系列、i718+等。

2.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸

根據(jù)變電站監(jiān)控點(diǎn)數(shù)需求，網(wǎng)絡(luò)傳輸如下：

·對(duì)于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域，變電站內(nèi)部有交換機(jī)或ADSL網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，可直接采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

·對(duì)于沒(méi)有有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的變電站來(lái)說(shuō)，內(nèi)部沒(méi)有有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，所以采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，即通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)（WCDMA/EVDO/TD_SCDMA）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和特點(diǎn)

整個(gè)系統(tǒng)采用目前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，所有數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化采集與存儲(chǔ)。

3.1 先進(jìn)性

·實(shí)現(xiàn)了真正的三網(wǎng)（視頻、音頻、數(shù)據(jù)）合一，解決了網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)問(wèn)題。

·跨區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能，圖像監(jiān)控已經(jīng)沒(méi)有距離限制，通過(guò)手機(jī)隨時(shí)隨地進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，觀(guān)看實(shí)時(shí)圖像，而且圖像清晰，穩(wěn)定可靠。

·圖像的存儲(chǔ)、檢索安全、方便，可異地存儲(chǔ)，多機(jī)備份存儲(chǔ)以及快速非線(xiàn)性查找等。

·視頻信號(hào)圖像采用H.264壓縮算法，傳輸圖像穩(wěn)定，壓縮比高，占用系統(tǒng)資源少（在相同的重建圖像質(zhì)量下，H.264能夠比H.263節(jié)約50%左右的碼率，比目前根據(jù)MPEG4實(shí)現(xiàn)的視頻格式在性能方面提高33%左右）。

·采用流媒體技術(shù)，解決了多用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)同一監(jiān)控點(diǎn)出現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)堵塞問(wèn)題，可遠(yuǎn)程檢索、回放、下載歷史錄像文件。

·無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器集成功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其特有的可靠連接技術(shù)，克服了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬窄、信道不穩(wěn)定等不足，保證了視頻圖像清晰流暢的傳輸。

3.2 可靠性

此系統(tǒng)的主要設(shè)備KE系列網(wǎng)絡(luò)視頻轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，高速、穩(wěn)定、可靠工業(yè)級(jí)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)惡劣條件模擬測(cè)試。

3.3 安全性

系統(tǒng)設(shè)置了不同等級(jí)的操作者權(quán)限，僅有最高級(jí)權(quán)限的用戶(hù)才可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置或更改，沒(méi)有權(quán)限的用戶(hù)是接收不到圖像的。圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)通過(guò)加密處理，必須采用專(zhuān)用的軟件才能播放。

3.4 實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，這是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)最重要的功能，監(jiān)控沒(méi)有距離的限制，只要能夠網(wǎng)絡(luò)連接，就可以進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，設(shè)置傳統(tǒng)模擬監(jiān)控所無(wú)法比擬的。監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻平臺(tái)交換數(shù)據(jù)，系統(tǒng)客戶(hù)端只要安裝相關(guān)軟件后，管理人員利用網(wǎng)絡(luò)通信及授權(quán)密碼就可以在監(jiān)控中心、辦公室以及遠(yuǎn)程異地等場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像的觀(guān)察。

3.5 實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程語(yǔ)音對(duì)講

前端設(shè)備可外接拾音器和廣播音響，除可以觀(guān)看圖像，還可以同步監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)同步聲音，必要時(shí)，可進(jìn)行雙向語(yǔ)音對(duì)講。

3.6 用戶(hù)分級(jí)管理

系統(tǒng)有完善的權(quán)限管理功能，用戶(hù)登錄時(shí)，根據(jù)用戶(hù)名和密碼實(shí)行分級(jí)管理，區(qū)分授權(quán)權(quán)限，對(duì)于不同的帳號(hào)可以訪(fǎng)問(wèn)指定的圖像。做到權(quán)責(zé)分明。

3.7 使用及維護(hù)性

系統(tǒng)的安裝極其簡(jiǎn)單，軟件系統(tǒng)的安裝及使用也非常易懂。在維護(hù)性方面，系統(tǒng)的接線(xiàn)十分簡(jiǎn)潔，而主要設(shè)備的可靠性很高，維護(hù)性能好，而且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)。

責(zé)任編輯：gt