筆者所在公司近幾年參與建設(shè)了全國(guó)各地多個(gè)電力視頻聯(lián)動(dòng)綜合管理系統(tǒng),積累了豐富的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),特別是在電力視頻聯(lián)動(dòng)綜合管理軟件開(kāi)發(fā)上,實(shí)現(xiàn)電話語(yǔ)音與視頻聯(lián)動(dòng)、人員巡檢與視頻聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)與視頻聯(lián)動(dòng)等應(yīng)用,獲得了電力工業(yè)部門領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可和好評(píng),本文將結(jié)合已建系統(tǒng)對(duì)電力視頻聯(lián)動(dòng)綜合管理系統(tǒng)軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)論述。
系統(tǒng)介紹
電力視頻聯(lián)動(dòng)綜合管理系統(tǒng)源于原有的電力視頻監(jiān)控,同時(shí)又在其基礎(chǔ)上增加了和電力局電話系統(tǒng),SCADA系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng),使巡檢中心、集控中心(集控站)等相關(guān)部門通過(guò)現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)將變電站和相關(guān)設(shè)施的實(shí)時(shí)視頻信息以及故障和意外情況傳輸?shù)秸{(diào)度和控制中心,中心工作人員可通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站設(shè)備的運(yùn)行情況,從而為電力安全生產(chǎn)提供第一手的現(xiàn)場(chǎng)情況,并進(jìn)一步提高現(xiàn)場(chǎng)處置能力,在此基礎(chǔ)上,可有效的聯(lián)動(dòng)語(yǔ)音電話和SCADA系統(tǒng),一旦有變電站或關(guān)鍵位置的電話,相關(guān)視頻立刻推送并呈現(xiàn)在工作人員電腦上。工作人員作出任何一個(gè)操作例如開(kāi)關(guān),啟動(dòng)某個(gè)設(shè)備等可立刻聯(lián)動(dòng)到該部位的攝像機(jī),從而實(shí)現(xiàn)真正的可視化管理。在原有電力視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步保障安全生產(chǎn)。
需求分析
通過(guò)近幾年對(duì)該系統(tǒng)的不斷實(shí)踐不中,電力用戶對(duì)于該系統(tǒng)的可以實(shí)現(xiàn)的功能有以下幾個(gè)方面。
電話語(yǔ)音與視頻聯(lián)動(dòng):當(dāng)指揮中心撥打事故現(xiàn)場(chǎng)電話或搶修人員手持通訊設(shè)備時(shí)(手機(jī)、對(duì)講機(jī))系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)事故搶修現(xiàn)場(chǎng)所有視頻;
人員巡檢與視頻聯(lián)動(dòng):當(dāng)巡檢人員執(zhí)行巡檢時(shí),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)巡檢人員開(kāi)據(jù)的巡檢單,視頻會(huì)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)到巡檢地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面。
應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)與視頻聯(lián)動(dòng):本系統(tǒng)可跟電力行業(yè)中原有的應(yīng)急指揮調(diào)度相集合,從而形成一套視頻應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng),指揮中心可監(jiān)控到多個(gè)人員應(yīng)急搶修現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫(huà)面。可根據(jù)應(yīng)急預(yù)案聯(lián)動(dòng)視頻。
SCADA 電力調(diào)度系統(tǒng)與視頻聯(lián)動(dòng):當(dāng)SCADA在操作現(xiàn)場(chǎng)中的某個(gè)電力設(shè)備時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的所有視頻;
適合電力行業(yè)應(yīng)用的監(jiān)控方式:系統(tǒng)可實(shí)時(shí)清晰監(jiān)視變電站內(nèi)主要室內(nèi)(主控室、高壓室、電纜層、電容器室、獨(dú)立通信室等)場(chǎng)景情況;同時(shí)可監(jiān)控變電站變壓器、斷路器、CT、PT、避雷器和瓷絕緣子等重要運(yùn)行設(shè)備的外觀狀態(tài);
適合電力專網(wǎng)特點(diǎn):現(xiàn)有的變電站中,尚遺留大量的E1通訊網(wǎng)絡(luò),本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)按照該種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),同時(shí)按照電力局三級(jí)管理的模式優(yōu)化服務(wù)器部署;
多種報(bào)警信號(hào)的接入:系統(tǒng)可對(duì)紅外盜警、火警、小動(dòng)物進(jìn)入、門禁、周界等常見(jiàn)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行布撤防和聯(lián)動(dòng)響應(yīng),同時(shí)可獲取溫度、濕度等環(huán)境值并進(jìn)行聯(lián)動(dòng)報(bào)警,系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)消防系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和報(bào)警聯(lián)動(dòng);
視頻監(jiān)控與電網(wǎng)報(bào)警調(diào)度系統(tǒng)的整合:系統(tǒng)可結(jié)合通用電網(wǎng)報(bào)警調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取變電站的設(shè)備和系統(tǒng)報(bào)警信息,報(bào)警和視頻可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng);
設(shè)備控制:實(shí)現(xiàn)對(duì)門禁、空調(diào)、排風(fēng)扇等設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視和控制。
主站系統(tǒng)
主站系統(tǒng)分省級(jí)主站和地區(qū)級(jí)主站,各級(jí)主站的構(gòu)架、功能基本一致。
地區(qū)級(jí)主站可管理地區(qū)下屬變電站的所有設(shè)備,接收由所轄變電站上報(bào)的視頻、環(huán)境量、告警等信息,滿足地區(qū)級(jí)主站用戶視頻監(jiān)控和應(yīng)急指揮調(diào)度需求,同時(shí)也給省級(jí)主站提供相關(guān)的視頻、環(huán)境量、告警等信息。
省級(jí)主站可管理全省變電站的所有設(shè)備,接收由所轄地區(qū)級(jí)主站上報(bào)的視頻、環(huán)境量等信息,滿足省級(jí)主站用戶視頻監(jiān)控和應(yīng)急指揮調(diào)度需求。
傳輸網(wǎng)絡(luò)
變電站綜合視頻監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)承載于傳輸網(wǎng)絡(luò)電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng),用于站端與主站、主站之間的通信。
主站及電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶可以對(duì)站端系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急指揮調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)時(shí)了解前端變電站的運(yùn)行情況;站端系統(tǒng)的視音頻、報(bào)警信息可上傳至主站并進(jìn)入電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng),供主站及電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶查看調(diào)用。
站端系統(tǒng)
站端系統(tǒng)對(duì)站內(nèi)的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范、火災(zāi)報(bào)警、門禁、照明、給排水和空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了整合,主要負(fù)責(zé)對(duì)變電站視頻、環(huán)境量、開(kāi)關(guān)報(bào)警量等信息進(jìn)行采集、編碼、存儲(chǔ)及上傳,并根據(jù)制定的規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)化聯(lián)動(dòng)以輔助應(yīng)急指揮調(diào)度的業(yè)務(wù)需要。
功能設(shè)計(jì)
智能變電站綜合視頻監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)完成站端視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)、安全警衛(wèi)信息、人員出入信息、火災(zāi)報(bào)警信息的采集和監(jiān)控,并將以上信息上傳到監(jiān)控中心或調(diào)度中心,調(diào)度中心依據(jù)報(bào)警不同等級(jí)自動(dòng)彈出現(xiàn)場(chǎng)圖像信息、應(yīng)急預(yù)案、自動(dòng)通知相關(guān)責(zé)任人。
綜合視頻監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)細(xì)分成監(jiān)控調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、控制和遠(yuǎn)動(dòng)子系統(tǒng)、語(yǔ)音子系統(tǒng)、接入子系統(tǒng)。
監(jiān)控調(diào)度業(yè)務(wù)子系統(tǒng)
視頻信息及其他各種上報(bào)應(yīng)匯總到監(jiān)控中心,主要為電力系統(tǒng)應(yīng)急指揮調(diào)度服務(wù),實(shí)現(xiàn)了可視指揮調(diào)度、視頻監(jiān)控以及數(shù)據(jù)協(xié)同、無(wú)線集群、智能分析、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、信息集成等多種業(yè)務(wù)功能。各級(jí)指揮者在實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景的同時(shí),完成與相關(guān)部門和現(xiàn)場(chǎng)人員語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r(shí)交互,實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)信息共享和聯(lián)動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)和流程處理及預(yù)案管理結(jié)合。
本子系統(tǒng)的應(yīng)急指揮調(diào)度業(yè)務(wù)流程采用報(bào)警驅(qū)動(dòng)的事件收集,事件分析,事件處理,事件記錄。
各子系統(tǒng)報(bào)警信息分成多種等級(jí),每種報(bào)警對(duì)應(yīng)有應(yīng)急預(yù)案處理流程,系統(tǒng)不斷完善應(yīng)急預(yù)案庫(kù);
在出現(xiàn)報(bào)警和異常的時(shí)刻,攝像機(jī),環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器等前端感知設(shè)備均會(huì)在第一時(shí)間聯(lián)動(dòng)到異常點(diǎn);
工作人員可啟動(dòng)多種手段例如視頻分析,遠(yuǎn)程控制等及時(shí)獲取到異常點(diǎn)的多種不同信息,并經(jīng)人工或者通過(guò)專家系統(tǒng)作出分析和判斷;
系統(tǒng)將自動(dòng)彈出事故責(zé)任人(巡檢人員、維修人員、值班人員),并在系統(tǒng)界面上直接點(diǎn)擊按鍵實(shí)現(xiàn)電話、短信通知,并進(jìn)行應(yīng)急資源調(diào)度,指揮事故責(zé)任人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理;
該處理過(guò)程在系統(tǒng)中將全程記錄并形成事件庫(kù),供上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)調(diào)看,也為類似事件提供參考;
在系統(tǒng)中給出事件的指導(dǎo)性流程,使應(yīng)用規(guī)范性,標(biāo)準(zhǔn)化 ,在必要時(shí)刻可啟動(dòng)緊急預(yù)案,使系統(tǒng)發(fā)揮最大的效力;
在報(bào)警時(shí)刻,可以自動(dòng)聯(lián)動(dòng)到相關(guān)的視頻點(diǎn)和電話,可直接通過(guò)軟件進(jìn)行溝通;
系統(tǒng)可以模擬應(yīng)急事件發(fā)生,進(jìn)行應(yīng)急演練和反事故演習(xí)。[nextpage]
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)中采用智能視頻分析技術(shù),從而完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特定監(jiān)視對(duì)象的狀態(tài)分析,并可以把分析的結(jié)果(標(biāo)準(zhǔn)信息、圖片或視頻圖像)上送到統(tǒng)一信息平臺(tái);通過(guò)劃定警戒區(qū)域,配合安防裝置,完成對(duì)各種非法入侵和越界行為的警戒和告警。主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、圖像儲(chǔ)存回放、視頻分析與互動(dòng)。
控制和遠(yuǎn)動(dòng)子系統(tǒng)
通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)可以對(duì)各子系統(tǒng)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。各輔助子系統(tǒng)之間可實(shí)現(xiàn)用戶自定義的設(shè)備聯(lián)動(dòng),包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備門禁、環(huán)境監(jiān)測(cè)、報(bào)警等上報(bào),如自動(dòng)啟動(dòng)/關(guān)閉空調(diào)、自動(dòng)啟動(dòng)/關(guān)閉風(fēng)機(jī)。
對(duì)智能變電站環(huán)境和設(shè)備進(jìn)行防盜、防火、防人為事故的監(jiān)視;
操作人員可通過(guò)站端/調(diào)度端視頻主站對(duì)智能變電站的設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視,可對(duì)智能變電站攝像機(jī)進(jìn)行控制(左右、上下、遠(yuǎn)景/近景、近焦/遠(yuǎn)焦),對(duì)于帶預(yù)置點(diǎn)云臺(tái),操作人員可以直接進(jìn)行云臺(tái)的預(yù)置和操作;
可完整的遠(yuǎn)程控制前端設(shè)備:如現(xiàn)場(chǎng)云臺(tái)、電動(dòng)變焦鏡頭、防護(hù)罩雨刷、空調(diào)、排風(fēng)扇、抽水泵、照明設(shè)備等各種受控設(shè)備;
對(duì)操作人員能設(shè)置權(quán)限管理;
可進(jìn)行當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程布防/撤防,也可以事先確定布防/撤防策略,由平臺(tái)按照制定的策略自動(dòng)進(jìn)行布防/撤防;也可以通過(guò)電子地圖進(jìn)行布防或者撤防;
具有操作聯(lián)動(dòng)功能,當(dāng)運(yùn)行人員對(duì)某一設(shè)備進(jìn)行操作時(shí),攝像機(jī)應(yīng)自動(dòng)調(diào)整到該設(shè)備處,并啟動(dòng)錄像裝置錄像;其他相應(yīng)的數(shù)據(jù)(如溫度、濕度等)能在監(jiān)控畫(huà)面上顯示。
報(bào)警子系統(tǒng)
本系統(tǒng)建設(shè)時(shí)采用報(bào)警驅(qū)動(dòng)模式,系統(tǒng)應(yīng)對(duì)報(bào)警信號(hào)做出最高優(yōu)先級(jí)的響應(yīng),并通過(guò)報(bào)警推送相應(yīng)的視頻和各類站端信息。
接入子系統(tǒng)
本次建設(shè)重點(diǎn)為各種信息化子系統(tǒng)上報(bào)信息的融合,聯(lián)動(dòng)和接入,所建系統(tǒng)具備足夠的擴(kuò)展性,未來(lái)新增的信息化系統(tǒng),可通過(guò)融合或接入等方式接入。
對(duì)門禁開(kāi)關(guān)等狀態(tài)量進(jìn)行獲取,實(shí)時(shí)上報(bào)告警;
環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入,主要的溫濕度、滴漏水等環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行獲取;
電子圍欄系統(tǒng)接入,對(duì)入入侵和異常狀況進(jìn)行獲取。
語(yǔ)音子系統(tǒng)
語(yǔ)音子系統(tǒng)主要包括三部分:視頻監(jiān)控系統(tǒng)配套的語(yǔ)音子系統(tǒng)、應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)中的電話調(diào)度子系統(tǒng)、無(wú)線集群對(duì)講子系統(tǒng)。它們通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。
遠(yuǎn)程監(jiān)控中心與站端攝像機(jī)旁邊固定安裝的語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音對(duì)講功能、廣播功能、高音喊話功能;
實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心值班人員與巡檢人員、維修人員、值班人員雙向語(yǔ)音通信,也可以預(yù)編輯好群組,進(jìn)行群組呼叫;
每個(gè)變電站部署有無(wú)線電臺(tái),通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)接入系統(tǒng),巡檢人員在變電站周邊,可通過(guò)無(wú)線對(duì)講機(jī)與監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對(duì)講。
項(xiàng)目平臺(tái)特色
高度系統(tǒng)集成改變了各子系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的局面,滿足了電力系統(tǒng)用戶“減員增效”的需求。該技術(shù)不單是對(duì)各獨(dú)立系統(tǒng)功能的簡(jiǎn)單疊加,而是對(duì)各功能進(jìn)行了整合優(yōu)化,并進(jìn)行了智能關(guān)聯(lián)。用戶可以根據(jù)需要對(duì)各功能進(jìn)行關(guān)聯(lián),滿足規(guī)則后可以觸發(fā)相應(yīng)功能。
在實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)時(shí),筆者所在公司充分考慮到現(xiàn)有電力局普遍已經(jīng)建設(shè)了電力視頻監(jiān)控系統(tǒng),完全脫離該系統(tǒng)而重建浪費(fèi)原有的投資,且不利于全面的推廣,因此系統(tǒng)平臺(tái)前端設(shè)備無(wú)需采用特殊設(shè)備,一般情況下可利用現(xiàn)有的電力監(jiān)控,只需要升級(jí)軟件平臺(tái)即可完成整個(gè)系統(tǒng)的升級(jí),方便,節(jié)約。
軟件系統(tǒng)架構(gòu)
軟件系統(tǒng)主要由管理服務(wù)器軟件,客戶端軟件以及流媒體服務(wù)器軟件組成,支持C/S軟件系統(tǒng)主要架構(gòu)。
整個(gè)系統(tǒng)包括服務(wù)器和客戶端程序。服務(wù)器包括管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、接入服務(wù)器、智能分析服務(wù)器和指揮調(diào)度主機(jī)等組成。當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后,服務(wù)器將自動(dòng)運(yùn)行,無(wú)需用戶進(jìn)行干涉。
管理服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心,包括了一個(gè)配套的管理程序,以提供用戶進(jìn)行設(shè)備配置和管理的操作界面。
流媒體服務(wù)器是綜合監(jiān)控系統(tǒng)省級(jí)或地區(qū)級(jí)主站的媒體處理單元,實(shí)現(xiàn)客戶端對(duì)音視頻的請(qǐng)求、接受、分發(fā),流媒體服務(wù)器僅接受本域管理服務(wù)器的管轄,在管理服務(wù)器的控制下為用戶或其他域提供服務(wù)。
存儲(chǔ)服務(wù)器管理整個(gè)系統(tǒng)的(視頻數(shù)據(jù)、設(shè)備連接)資源。實(shí)時(shí)獲取外部DVR設(shè)備的信息,并按計(jì)劃執(zhí)行錄像任務(wù),同時(shí)還支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢,實(shí)現(xiàn)錄像回放。
接入服務(wù)器主要用于設(shè)備與平臺(tái)之間的互聯(lián)互通,它將本設(shè)備需要向其他平臺(tái)傳輸?shù)男帕?、音視頻流轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,發(fā)往其他平臺(tái)的通信服務(wù)器,同時(shí)將收到的采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的信令、音視頻流轉(zhuǎn)換成本平臺(tái)所能解析的協(xié)議語(yǔ)言,送往其他服務(wù)器進(jìn)行分析操作。
智能分析服務(wù)器對(duì)視頻圖像界面劃分報(bào)警區(qū)域,當(dāng)有人闖入?yún)^(qū)域內(nèi)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),智能分析服務(wù)器還可對(duì)視頻圖像進(jìn)行對(duì)比分析,當(dāng)識(shí)別到異常時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)進(jìn)行與其他設(shè)備聯(lián)動(dòng)。
指揮調(diào)度主機(jī)提供視頻指揮調(diào)度和反事故演習(xí)業(yè)務(wù)的硬件支持。其輔助設(shè)備還包括調(diào)度臺(tái)、調(diào)度終端、短信貓、錄音服務(wù)器等組成,支持分布式部署。該平臺(tái)主要設(shè)備部署都是基于電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng),可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活部署。
系統(tǒng)主要客戶端
遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控:實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控;語(yǔ)音對(duì)講;報(bào)警信息提示;預(yù)置點(diǎn)設(shè)置及燈光云臺(tái)控制;和SCADA系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。
反事故演習(xí):有新的預(yù)案或者調(diào)度策略來(lái)時(shí)視頻畫(huà)面的及時(shí)切換及相關(guān)信息的反饋;對(duì)視頻預(yù)案或者調(diào)度策略中的視頻進(jìn)行云臺(tái)燈光控制;對(duì)預(yù)案或調(diào)度策略進(jìn)行管理和視頻聯(lián)動(dòng)設(shè)置。
應(yīng)急指揮調(diào)度:視頻聯(lián)動(dòng)預(yù)案和調(diào)度策略聯(lián)動(dòng)視頻;視頻、燈光的控制及預(yù)置點(diǎn)設(shè)置;協(xié)助調(diào)度人員遠(yuǎn)程指揮調(diào)度。
事故障礙輔助分析:報(bào)警事件的查詢,可以對(duì)報(bào)警電站、報(bào)警名稱、時(shí)間、報(bào)警類型查看;報(bào)警錄像的查詢,可對(duì)報(bào)警時(shí)的錄像記錄進(jìn)行查看。
結(jié)語(yǔ)
隨著無(wú)人值守變電站管理模式的推廣以及變電站巡檢制度的建立,電力視頻聯(lián)動(dòng)綜合管理系統(tǒng)已成為電力行業(yè)的必備系統(tǒng),被確定為電力部門五遙系統(tǒng)中的遙視系統(tǒng)。該系統(tǒng)可提高變電站運(yùn)行和維護(hù)的安全性和可靠性,并可逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度,使電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行更為安全、可靠,減少人力物力的投入支出。