視頻監(jiān)控管理平臺不但很好地解決了變電站五遙(遙視、遙信、遙調(diào)、遙控、遙測)需求，并以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、縣(市)、省電力總公司為單位實現(xiàn)系統(tǒng)三級聯(lián)網(wǎng);同時將前端變電站內(nèi)周界報警、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、綜自系統(tǒng)進行有效融合，做到多系統(tǒng)智能化管理與控制，實現(xiàn)變電站無人值守，為電力安全運營提供了有力幫助。

　　系統(tǒng)建設(shè)需求分析

　　目前變電站無人值守監(jiān)控系統(tǒng)以“五遙”需求為主，但對系統(tǒng)的數(shù)字化、集成化與智能化也提出了更高要求(圖1)。

圖1  變電站系統(tǒng)要求

　　系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

　　變電站無人值守監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)以前端變電站為個體，以縣、市為單位進行集中聯(lián)網(wǎng)，滿足省電力公司遠程的調(diào)用(圖2)。

圖2  變電站系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖

　　系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)建設(shè)

　　變電站無人值守綜合管理系統(tǒng)組成圖如圖3所示。

圖3  變電站無人值守綜合管理系統(tǒng)組成圖[nextpage]

　　1、變電站前端建設(shè)

　　· 視頻監(jiān)控系統(tǒng)(遙視)。隨著智能化電網(wǎng)的提出，變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)不再停留于早期的模擬視頻監(jiān)看，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的出現(xiàn)彌補了早期模擬系統(tǒng)圖像模糊，看不清的現(xiàn)像。

　　變電站根據(jù)項目投資及建設(shè)要求，采用NVR或是混合DVR方式進行前端圖像分散式存儲，利用電力專網(wǎng)有限帶寬進行高清圖像遠程監(jiān)看與錄像資料查找回放。

　　· 周界報警系統(tǒng)(遙信)變電站大多都建在人煙較為稀少的偏僻地區(qū)，為防止不法分子進入變電站進行偷竊及損壞等違法活動，保證變電站內(nèi)設(shè)備安全，系統(tǒng)在變電站圍墻周邊安裝電子圍欄或紅外對射探測器，采用紅外防水球型攝像機對變電站周界進行實時監(jiān)控;并配有射燈;當(dāng)有人試圖從大門或圍墻翻越進入時，電子圍欄或紅外對射探測器將按照預(yù)案實時向本地分控中心或遠程監(jiān)控中心發(fā)出報警信號;監(jiān)控中心收到信號后及時觸發(fā)前端球機按照預(yù)設(shè)軌跡自動巡航，同時打開報警現(xiàn)場燈光設(shè)備，即實現(xiàn)遠程燈光遙控;中心和分控客戶端軟件收到報警后自動彈出報警點的電子地圖或圖像，同時發(fā)出報警語音提示，實現(xiàn)系統(tǒng)“遙信”。

　　· 消防報警系統(tǒng)(遙信)。消防報警聯(lián)動系統(tǒng)也是本系統(tǒng)中安全防衛(wèi)的重要組成部分。因為大部分變電站都是在較為偏僻的地方，在無人值守的前提下，防火成了一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。電力主管部門大都在前端變電站要求安裝了消防報警主機，但這只是解決了前端本地報警的目的，而并未達到“遙信”要求。

　　通常在每個變電站都安裝一套消防報警管理主機，變電站內(nèi)的煙感設(shè)備信號線直接與消防報警主機相連接。而目前市場上的消防報警主機都帶有串口或RJ45通訊口，為了達到電力部門提出的遙信要求，開發(fā)了報警管理服務(wù)器軟件模塊，該模塊與前端的消防報警主機進行實時通訊，當(dāng)前端發(fā)生報警后，消防報警主機立即通過串口將報警信號上傳給中心報警管理服務(wù)器軟件模塊，軟件模塊再將信號傳輸至管理服務(wù)器模塊，最后由管理服務(wù)器模塊根據(jù)用戶權(quán)限將報警信號向各客戶端用戶進行分發(fā)。客戶端軟件收到下發(fā)信號后在本地彈出電子地圖，同時報警提示音發(fā)出。

　　· 環(huán)境檢測系統(tǒng)(遙測)。變電站環(huán)境檢測系統(tǒng)主要對各變電站內(nèi)設(shè)備工作環(huán)璋進行實時在線監(jiān)測，包括變電站內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速、水浸、SF6氣體泄漏。

　　系統(tǒng)根據(jù)不同檢測點需求進行溫度、濕度、風(fēng)速、水浸、SF6泄漏等不同傳感器安裝，采用專業(yè)模擬量采集器設(shè)備進行前端模擬量采集，并經(jīng)過模擬量采集器進行數(shù)字轉(zhuǎn)換后向中心平臺進行實時傳輸，當(dāng)前端環(huán)境參數(shù)超出臨界點時進行報警電子地圖及圖像彈出報警提示。

　　· 門禁控制系統(tǒng)。智能電網(wǎng)提出后，變電站的安全防范要求也有了進一步的提高，電變站大門引入了門禁控制系統(tǒng)，工作人員在進行變電站時必須通有有效身份認(rèn)證后方可進入。

　　而系統(tǒng)中心門禁服務(wù)器通過與前端門禁控制器進行通訊后，將前端門禁讀卡器采集過來的數(shù)據(jù)與門禁數(shù)據(jù)庫進行對比，對比通過后方能將門禁打開;中心視頻監(jiān)控平臺與中心門禁服務(wù)器進行底層數(shù)據(jù)對接，當(dāng)收到前方的刷卡信息后，中心視頻監(jiān)控軟件平臺便自動將變電站大門監(jiān)控圖像自動在應(yīng)用桌面彈出，對進入人員進行圖像認(rèn)證。同時可以做到遠程開鎖功能，以方便臨時應(yīng)急開門。

　　· 綜合自動化系統(tǒng)接入。目前的變電站采用的還是以“五遙”系統(tǒng)為主，正逐步走向與綜合自動化相結(jié)合的發(fā)展路線;綜合自動化系統(tǒng)是電力部門為監(jiān)測前端變電站內(nèi)設(shè)備運行狀況而開發(fā)的一套專業(yè)化系統(tǒng)，可對變電站內(nèi)變電設(shè)備運行參數(shù)進行實時采集與查看，未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心平臺需要實現(xiàn)與綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行共享，當(dāng)前端某個設(shè)備參數(shù)顯示異常時，中心視頻監(jiān)控管理平臺可以及時彈出警告提示，同時將報警點電子地圖及圖像彈出到桌面進行遠程定位與現(xiàn)場視頻查看，實現(xiàn)對前端變電站 “立體式”監(jiān)管。

　　2、市級平臺建設(shè)

　　市級監(jiān)控中心負(fù)責(zé)本轄區(qū)內(nèi)變電站遠程監(jiān)控與管理，為本級用戶進行訪問授權(quán)與認(rèn)證服務(wù)，并對本轄區(qū)內(nèi)報警信息進行接收與分發(fā)，同時采用電視墻方式進行前端圖像多路顯示。[nextpage]

　　市級監(jiān)控中心平臺構(gòu)建根據(jù)項目具體需求進行服務(wù)器搭建， 并根據(jù)場地大小進行電視墻建設(shè)，采用數(shù)字矩陣實現(xiàn)市級電視墻輸出顯示，通過數(shù)字矩陣鍵盤進行前端任意圖像調(diào)用與球機控制。其中市級平臺部署如下。

　　· 中心管理服務(wù)是整個系統(tǒng)的核心組件，提供統(tǒng)一的認(rèn)證、授權(quán)、管理服務(wù)。作為認(rèn)證模塊，支持AAA、PKI/PMI的集成;作為管理模塊，對系統(tǒng)內(nèi)的用戶、角色、權(quán)限、視頻監(jiān)控設(shè)備、報警設(shè)備、各種服務(wù)器進行集中配置管理;作為應(yīng)用模塊，提供各類安防監(jiān)控業(yè)務(wù)。并提供完善的日志管理和審計功能。同時，NTP全網(wǎng)校時功能能對監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)全部設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)校時，保持全部設(shè)備時間統(tǒng)一，可由操作員發(fā)起手動校時或中心服務(wù)器啟用定時自動校時功能。

　　· WEB應(yīng)用服務(wù)：基于J2EE體系和WebSERVICE標(biāo)準(zhǔn), 為系統(tǒng)管理、流媒體、報警轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲檢索等所有應(yīng)用服務(wù)器提供統(tǒng)一WEB訪問配置界面，為前端監(jiān)控設(shè)備提供統(tǒng)一遠程監(jiān)視查詢WEB訪問界面。

　　· 數(shù)據(jù)庫服務(wù) ：主要負(fù)責(zé)對實時數(shù)據(jù)的寫入和對歷史數(shù)據(jù)的存儲，提供系統(tǒng)數(shù)據(jù)的查詢、修改和刪除服務(wù)。同時，承擔(dān)數(shù)據(jù)庫用戶的管理，數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)恢復(fù)，數(shù)據(jù)冗余處理等。

　　· 流媒體服務(wù)：支持視頻服務(wù)器、DVR、網(wǎng)絡(luò)攝像機、NVR等視頻采集設(shè)備實時視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)及分發(fā);支持存儲數(shù)據(jù)的回放點播(VOD);支持Qos管理，對帶寬進行合理使用;支持用戶和事件的優(yōu)先級管理;支持級聯(lián)和分布式部署;支持視頻流相關(guān)的統(tǒng)計信息。

　　· 報警管理服務(wù)：負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)內(nèi)各種報警事件及其聯(lián)動處理，并可對報警消息進行分發(fā)及上傳。支持的聯(lián)動方式有客戶端聯(lián)動(視頻圖像、聲光顯示、信息疊加)、云臺聯(lián)動、通道錄像、報警輸出聯(lián)動等方式。提供完善的報警日志管理，方便事后查詢檢索。

　　· 電子地圖管理：主要實現(xiàn)對非GIS系統(tǒng)的標(biāo)量地圖和矢量地圖的管理，通過地圖界面來接收和定位報警、顯示報警監(jiān)控點，通過地圖界面來選擇監(jiān)控等功能。

　　· 電視墻管理服務(wù)：支持軟件解碼大屏輸出，解碼卡、解碼器、模擬/數(shù)字矩陣控制輸出，鍵盤、支持高清解碼輸出，支持文件回放上墻，支持報警聯(lián)動上墻。

　　· 網(wǎng)管服務(wù)器：網(wǎng)管服務(wù)器對系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)運行狀況，設(shè)備運行狀況、服務(wù)器運行狀況進行監(jiān)視和管理，并能以各種圖表的形式進行實時顯示。提供資源清單管理、遠程維護管理、性能管理、故障管理、日志管理。對各種維護數(shù)據(jù)可以進行查詢、統(tǒng)計，并生成相關(guān)報表。

　　· 平臺級聯(lián)服務(wù)器：通過級聯(lián)服務(wù)完成與省電力公司平臺之間或不同平臺間的級聯(lián)通信，信令轉(zhuǎn)發(fā)和分發(fā)。采用當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的多媒體會話協(xié)議SIP進行通信。

　　3、省級平臺建設(shè)

　　省級平臺實現(xiàn)對省級用戶的授權(quán)管理與認(rèn)證，并通過平臺接口實現(xiàn)與各市級平臺間級聯(lián)與對接，實現(xiàn)對全省各地市前端變電站視頻圖像與數(shù)據(jù)信息調(diào)用與接收。[nextpage]

　　4、系統(tǒng)整體架構(gòu)

　　變電站無人值守綜合管理系統(tǒng)整體架構(gòu)圖如圖4所示。

圖4  變電站系統(tǒng)整體架構(gòu)

　　5、智能識別的應(yīng)用

　　在變電站無人值守監(jiān)控系統(tǒng)中主要用到的是以下幾種智能識別技術(shù)：

　　· 入侵檢測：在攝像機監(jiān)視的視場范圍內(nèi)可最多同時設(shè)置多個警戒區(qū)。一旦有滿足預(yù)設(shè)條件的目標(biāo)進入警戒區(qū)域，系統(tǒng)便自動產(chǎn)生告警，并用鎖定框標(biāo)識出目標(biāo)在畫面中的具體位置，同時顯示出其運動軌跡，并在無窮程桌面彈出報警點的電子地圖及實進圖像進行報警提示。

　　· 絆線檢測：在攝像機監(jiān)視的視場范圍內(nèi)可同時設(shè)置多個警戒區(qū)域。每個警戒區(qū)域內(nèi)可任意設(shè)置1條警戒線并規(guī)定其禁止穿越方向。一旦有移動目標(biāo)按照禁止穿越方向穿越警戒線即產(chǎn)生告警，鎖定框標(biāo)識出目標(biāo)在畫面中的具體位置及其運動軌跡。如果移動目標(biāo)沒有按照設(shè)定方向穿越警戒線，不會產(chǎn)生任何告警。

　　以上兩種智能分析技術(shù)主要用的變電站周界防范報警系統(tǒng)中。

　　· 火焰檢測：在攝像機監(jiān)視的視場范圍內(nèi)，可以任意設(shè)置警戒區(qū)域，當(dāng)有火焰出現(xiàn)并達到預(yù)設(shè)告警觸發(fā)門限時，產(chǎn)生告警，并用告警框標(biāo)識出火焰區(qū)域。完全基于圖像分析檢測火焰，作用距離遠(從數(shù)米到數(shù)公里)、檢測結(jié)果不受環(huán)境溫度影響，適用于室外大空間區(qū)域的煙火檢測，或各種不適合通過溫度或紅外傳感器方式工作火災(zāi)早期信號檢測。

　　· 煙霧檢測：在攝像機監(jiān)視的視場范圍內(nèi)，可以任意設(shè)置警戒區(qū)域，當(dāng)有煙霧出現(xiàn)并且濃度、大小超過門限時觸發(fā)告警，并用告警框標(biāo)識出煙霧區(qū)域。完全基于圖像分析檢測煙霧，作用距離遠(從數(shù)米到數(shù)公里)，適合傳感器無法工作的野外空間下的煙霧檢測，作為火災(zāi)的早期信號。

　　以上兩種智能分析技術(shù)主要用在變電站消防報警系統(tǒng)當(dāng)中。

　　系統(tǒng)建設(shè)難點

　　電力行業(yè)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用較早的行業(yè)之一，由于各地區(qū)經(jīng)濟條件及信息化水平發(fā)展不一，前期所建設(shè)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)所選用的設(shè)備類型、廠家、型號均不統(tǒng)一，造成了在進行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)時各設(shè)備及系統(tǒng)間因為通訊協(xié)議不一致而不能進行順利對接，這也是目前電力變電站無人值守聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的最大難點之一。

　　變電站無人值守監(jiān)控管理平臺基于標(biāo)準(zhǔn)化onvif通訊協(xié)議，將不同廠家設(shè)備進行統(tǒng)一編碼后，實現(xiàn)不同廠家設(shè)備在同一系統(tǒng)中的接入，解決電力部門所困擾已久的統(tǒng)一平臺問題。