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.林口林區電業局
1．前 言
數字視頻、音頻以其直觀性、易存儲、易檢索和便于共享，成為網絡視頻監控系統的重要組成部分，得到了企業的廣泛應用。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）等相關部門通過現有的電力通信網對所屬變電站實現遠程實時圖像監控、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，并可逐步實現電網的可視化監控和調度，使電網調控運行更為安全、可靠。在電力系統，這種監控系統也被稱為“遙視系統”。系統實現了無人值守視頻監控領域的全數字化、網絡化和集成化, 系統通過攝像機采集現場圖像，經編碼器和視頻服務器后，視頻信號直接變換成數字信號進入網絡系統，各監控點的實時圖像經光纖或其它網絡系統傳輸到控制中心、分中心，在控制中心只需要利用計算機鍵盤和鼠標的簡單操作，就能實現對現場設備的實時監視與控制，并且能很好的與系統中其它應用接口與兼容。
2．系統要求
a實現對變電站區域內場景情況的遠程監視、監聽及喊話；
b 監視變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的外觀運行狀態；
c 監視變電站內CT、PT、電纜接頭和絕緣子等高壓設備的外觀狀態；
d 監視變電站內隔離開關和接地刀閘的分合狀態；
e 監視變電站內其他充油設備、易燃設備的外觀狀態；
f 監視變電站內主要室內環境（主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等）的情況；
g 實現變電站站內關鍵部位防火、防盜自動監視，可進行周邊報警聯動。
h視頻控制服務器將視頻信號進行數字化壓縮后通過以太網轉換器轉換到監控中心, 每個站點可同時上傳4路圖像。
I要求系統穩定性、可靠性、系統先進性、使系統兼容性、升級、擴展更容易化。
j可擴容性；可根據需要方便地進行網絡逐級匯接，增減各類站級前端設備等。
3、系統組成及各部分配置要求
3. 1 電力變電站遠程圖像監控系統的組成
數字監控系統主要由三部分組成：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，監視變電站內主要室內環境（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，從視頻編碼器到監控中心的信號傳輸利用現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：
視頻監控工作站 1臺
21"彩色純平顯示器 2臺
以太網交換機 2臺
3.2監控攝像機及配件
3.2.1應用于變電站監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，用于監測變電站設備和環境的異動情況。
3.2.3其它設備
變電站監控前端可根據系統需要，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 遠程監控中心
遠程監控中心的概念包括主控中心（調度中心）和區域監控（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，其硬件系統主要由系統服務器、值班員工作站、網絡接口設備、存儲打印設備等組成。
4．系統總體功能、性能指標和特點
4．1 系統總體功能
由于在電力變電站遠程圖像監控系統中，前端的視音頻信號通過視頻服務器編碼壓縮成IP數據包，會同前端數據信號經網絡接口進入IP網絡，因此，包括監控中心的系統服務器、值班員工作站、變電站本地工作站，網絡上的任一臺計算機終端，通過權限控制的方式可以實現對前端變電站的無級監控。
4．1．1 實時圖像監視
在設定的間隔時間內對系統內的所有監控點進行圖像巡檢，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
本地變電站和監控中心值班員工作站之間，不同的監控終端用戶之間，可以實現基于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控終端，通過網絡視頻集中監控系統管理軟件或標準IE瀏覽器，可控制變電站的云臺、鏡頭等監控設備，布防/撤防設置，變電站現場照明等設備控制；也可以按照事先軟件設置的聯動策略，對變電站報警觸發執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利用磁盤空間。系統錄像功能包括實時錄像、定時錄像、運動檢測預觸發錄像及報警預觸發錄像。
4．1．5 報警功能
電力變電站遠程圖像監控系統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到達監控中心。報警事件發生后，監控終端將發出聲光提示并 顯示報警位置和類型。監控中心將人工或按預定程序發出控制指令，聯動相應報警目標的圖像監視，指定相應攝像機進行錄像，啟動現場照明、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、網絡故障、設備故障等原因，導致視頻信號中斷丟失，或系統服務器的錄像存儲空間超過預定值，系統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。發生多點報警時，按報警級別高低優先和時間優先的原則顯示存貯。
4．1．6 系統管理功能
電力變電站遠程圖像監控系統的系統管理功能包括歷史圖像管理、安全管理。
歷史圖像管理
監控中心值班員工作站、電力MIS網上的任意授權終端用戶均可通過訪問系統服務器，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
系統提供了多種安全措施保證系統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據，防止原始錄像資料被人為篡改；
防死機看門狗（WATCHDOG）功能，當網絡視頻服務器設備出現異常死機時，看門狗功能可以自動重新引導設備恢復正常工作，保障設備的持續正常運行。
備份功能，當系統發出磁盤容量空間報警，或者用戶有重要的監控錄像需要備份時，可以使用系統的備份功能，將所需的監控錄像資料轉儲至其他指定的存貯介質。系統支持如可擦寫光驅、外接磁盤陣列等可以熱插拔的存貯設備，用戶無需中斷系統的工作就可以完成備份操作。
參考文獻
（1）《工業電視系統工程設計規范》
（2）《100BASE-TX快速以太網接口標準》
收稿日期：2008年8月2日
