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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/27 18:32:57
变电站远程视频监控系统陈振中1，吕汉2（１．哈尔滨泛微电子工程有限公司哈尔滨150001；
２．黑龙江省科学院自动化所哈尔滨150090）摘要：本文介绍了变电站远程视频监控系统的组成，并对其关键技术进行了探讨。
关键词：变电站；视频监控1引言
随着变电站自动化技术的日益发展，特别是无人值班变电站运行模式的推广，需要在传统变电站自动化系统实现“四遥”功能的基础上，为变电站配置一套完整的视频监控系统，实现“第五遥”功能——“遥视”。
视频监控系统使相关人员及时了解变电站现场的情况，为控制中心操作人员提供变电站现场图象，并对关键部位进行报警检查。
目前电力系统中应用的传统图象监控系统有工业电视系统和计算机管理的图象监控系统。工业电视系统是将安装在厂站现场的摄象机通过视频电缆将视频信号经视频切换器传送到监视器。由于视频电缆会使模拟视频信号产生损耗，传送图象局限在500m范围内，只能用于本地监视。计算机管理的图象监控系统是将摄象机采集的模拟视频信号，经计算机视频采集卡数字化再压缩编码，而后远传或本地监视。采集点增多时，计算机工作量巨大，形成信息传输瓶颈，图象失真，系统不稳定。
变电站自动化的Internet网络技术应用导致了变电站运行维护模式的变革，变电站自动化采用Web服务器接入Internet，值班人员可在任何地方通过网络浏览器从Internet获取该Web服务器发布的系统实时信息，实现远程实时控制和维护。
变电站远程视频监控系统的关键设备是将模拟视频信号转换成数字信号，能够在网络上传输的设备——网络视频服务器。它采用一体化设计，在视频采集、压缩、编解码和传送处理等方面，无须PC机系统，内置WEB服务器功能，利用浏览器或监控软件，可实现对影像的监视、存储、检索和回放等功能，实现对联接在网络视频服务器上的云台的各种控制，实时获取联接在网络视频服务器上的各种报警装置(如：烟感、门禁、温度传感器等)的报警信息。与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。
通过该服务器提供的业界广泛应用的以太网接口、电信接口，可实现局域网、广域网甚至因特网的联接，使用户不仅在本地，而且能跨地域实现对摄像区域进行监控和管理，能够广泛地应用于各种行业的视频监控和可视化管理系统。
2网络视频服务器性能特点
(1)分布式架构
分布式处理架构的设计思想，符合多媒体计算机通信技术发展方向，很大程度上消除了工控机模式下的，集中式处理的限制，扩大了视频监控系统的容量。能够便捷的满足从简单到复杂的监控需求，模块化组建小型、中型以至大型监控系统，也方便扩容。
(2)高可靠性
由于分布式架构的优点，系统的视频采集、编解码与集中管理分开，视频编解码、处理和发送部分，采用比较稳定的嵌入式操作系统。中央管理软件系统，采用目前较通用的图形界面功能好、开发环境充分的Windows操作系统，降低了故障带来的全局破坏性，增强了可靠性。
(3)100M网络接口
采用100M网络接口，对于2路视频和4路视频，都等提供足够的出口，保证视频传输带宽。
(4)真正的实时视频资源
多路视频输入保证每路视频资源每秒25帧的实时传送。
(5)足够的报警前录像时间
提供2～3分钟报警前自动录像，方便报警前的可疑情况查询。
(6)硬件看门狗
网络视频服务器遇到意外死机情况，可自动重新启动机器，继续工作。
(7)数据和告警监控功能
3变电站视频监控系统方案
3．1组网
(1)用户需求分析
①一个监控中心，十个远程监控站点(变电站)；
②每个远程监控站点中有几个或十几个监视点；
③监控设备能够将模拟信号转换为数字信号，以TCP／IP协议在局域网上传输；
④整个监控系统采用二级管理方式，即监控中心和远程监控点；
⑤监控中心能对选择的远程监控点进行实时视频显示、不间断的数字视频存储，用户能够根据时间对存储的历史图像数据进行检索和回放；
⑥现场门禁、消防、空调等智能设备的监控。
(2)系统组网
本系统根据变电站监控特点，分为两级监控体系：监控站点和监控中心。
(3)监控系统组成
①网络视频服务器
②中央监控机及监控软件
③摄像机
④云台及解码器(可选)
⑤报警装置(可选)
监控点由高清晰度摄像机、云台(可选)、云台解码器(可选)、报警装置(可选)和网络视频服务器组成，每个网络视频服务器可外接四个摄像机，视频信号经过数字压缩后通过网络接口传送到监控中心；网络视频服务器还可接收报警信号，并将信息以数字方式传送到监控中心。
监控中心是由高性能的工控机和中央监控软件组成，能够实现多路视频的选择、切换，多路视频的实时显示，云台控制，报警显示，报警联动和多路视频实时存储、回放等功能。
由于每个变电站的出口为2M口，对每一路视频的占用带宽，进行动态管理，监控中心全局浏览时，降低每路的帧率，适应每个站总的2M出口；专注于某站的某路视频时，自动调节为全实时25帧／秒，从而有效利用2M的出口资源。
本系统主要设备是网络视频服务器及中央监控软件。摄象机、计算机等设备可以根据需要选择合适的产品。
3．2系统功能
(1)多路监控
监控中心可以任意选择全局监控区域内的监控点同时进行实时监控，每个监控单元可以循环显示(循环时间可设置)。
主管领导有权监控全网内的所有站点的视频场景。
(2)视频录像
采用硬盘实时记录多路监控信号，免除用普通录像带录制带来的一些不便。视频信号以M-JPEG格式压缩，数据量大为减少，可以长时间存储。硬盘存满前有相应操作提示。
监控中心的用户可以通过总控软件，对全局的场景进行视频录像设置。
(3)视频检索与回放
可以根据用户的查询请求(如某路某时)查询录制在硬盘上的数据，并显示回放，供事后调查取证使用。回放时可以进行快进、快倒、慢进、慢倒、单帧步进等控制，图像可整图放大、局部放大。还可根据需要对录制的数据进行锁定(防止误删除)、删除、复制等操作，对图像可以进行编辑、打印等操作。
视频检索与回放，监控中心可以对若干重要场景，进行预先设置。
(4)报警接入与报警联动
通过网络视频服务器，用户能够接入多种报警信号，包括烟感、红外探测和其他各种报警，并且能够外接多路继电器输出。
当监视区域有异常变化时(异常条件由用户根据不同情况设置)，如有人闯入，则在中央监控主机上会及时以声像报警，并可控制外接警报器报警，控制现场设备提出警告，还可触发录像，将监控现场此后的情景记录在案。可通过调制解调器自动拨叫用户设定的多个电话号码(如值班室)，向对方以语音报警，语音内容可以录制、编辑。
监控中心可以分别通过中央监控软件，对指定位置的场景，进行报警设置。
(5)云台及镜头控制
一般情况下，摄像机采用定焦距、定方向的固定方式，在光照度变化大的场所应选用自动光圈镜头并配备防护罩，大范围监控区域宜选用带有转动云台和变焦镜头的摄像机。
监控中心通过监控软件，能够控制远端摄像机镜头和云台的转动，支持Panasonic、Philips等多种云台解码协议。
对于异常报警，网络视频服务器能够控制相对应的云台，调整与云台联接的摄像机的角度，监控到出现异常的关键点。
(6)多级用户密码管理
实行用户分级别管理，不同级别用户有不同的操作权限，提高系统安全性。可在系统安装时设定，也可在系统运行后任何时间改变设置。
(7)切断报警功能
网络视频服务器定期巡视一次与之联结的摄像机和各种报警设备等，发现线路被切断，向监控中心发出报警，直到管理员做出处理。同时在日志上做出记录。
(8)其他数据接入功能
网络视频服务器具备多种数据接口，RS232，485等，预留做后续功能扩展和设备接入之用，用户可以将指纹机、打卡机和门禁等数据接入。
(9)日志管理功能
对于管理员登录、报警、录像等工作，监控系统都随时做日志记录管理，以备查询，日志记录具备打印功能。
(10)系统对外开放接口
系统采取开放的系统架构，除了作为监控系统可独立工作外，还能够与大型管理系统相融合，平滑嵌入管理系统平台中，成为监控子系统，符合目前管理系统整合的趋势。
4结语
目前全国电力通信网已基本形成以数字微波、光纤干线为主网架，电力线载波并存的混合型网。电力通信已不仅仅为电力调度、自动化、防汛指挥服务，同时还为生产管理、办公自动化提供有力支持，尤其为一些新技术的采用提供了保障。
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