如今變電站一般都已經(jīng)具備變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，也就是常說的“三遙”系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上增加的變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為變電站遙視系統(tǒng)，它將變電站的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由變電站前端的設(shè)備、視頻服務(wù)器采集編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收編碼后的視頻數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控、存儲(chǔ)、管理。變電站遙視系統(tǒng)的實(shí)施為實(shí)現(xiàn)變電站的無人值守，以及推動(dòng)電力網(wǎng)的管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障。

　　需求分析

　　變電站遙視系統(tǒng)的功能，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　·通過圖像監(jiān)控、安防系統(tǒng)，保護(hù)無人值守變電站設(shè)施和設(shè)備的安全;

　　·通過圖像監(jiān)控結(jié)合遠(yuǎn)程和本地人員操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，避免工作的誤操作;

　　·通過圖像監(jiān)控、燈光聯(lián)動(dòng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)作用;

　　·與電力行業(yè)相關(guān)系統(tǒng)，如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力GIS系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的融合與互動(dòng)，更好地保證電力系統(tǒng)生產(chǎn)和運(yùn)行的穩(wěn)定可靠。

　　無人值守變電站的主要監(jiān)控對(duì)象包括：

　　·變電站(所)內(nèi)場(chǎng)區(qū)環(huán)境;

　　·主變壓器外觀及中性接地刀;

　　·對(duì)變電站(所)的戶外斷路器、隔離開關(guān)以及接地刀閘等地合分狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控;

　　·對(duì)變電站(所)內(nèi)的各主要設(shè)備間進(jìn)行監(jiān)視(包括大門、控制室、繼保室、通訊室、高壓室等)。

　　系統(tǒng)組成

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控是通過把攝像頭攝取的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，再通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)都可以成為監(jiān)控終端，從而使得監(jiān)控不受地域環(huán)境的限制。本系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可通過鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，真正做到了多網(wǎng)并一網(wǎng)。另外，信號(hào)傳輸采用了標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使遠(yuǎn)程監(jiān)控變成了可能。下文簡(jiǎn)單介紹整個(gè)系統(tǒng)的組成。

　　前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)變電站具體情況安裝相應(yīng)數(shù)量的攝像機(jī)，以及相應(yīng)的報(bào)警器(比如紅外報(bào)警器、煙霧報(bào)警器等)，把攝像機(jī)視頻線纜、控制線纜等都連接到網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的不同，每個(gè)視頻服務(wù)器可以連接1-16 個(gè)攝像機(jī)。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器有網(wǎng)絡(luò)接口，可以直接連接到交換機(jī)上，把圖像及相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)上。假如變電站有相關(guān)溫濕度、電壓電流等部分模擬量需要監(jiān)控，可以配置IP數(shù)據(jù)模塊(內(nèi)置RJ45網(wǎng)絡(luò)口，直接連接網(wǎng)絡(luò))和相應(yīng)的溫濕度傳感器和電量傳感器，可以把相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。 [nextpage]

　　而供電局調(diào)度監(jiān)控中心可配置一臺(tái)中心監(jiān)控服務(wù)器，安裝相關(guān)的變電站遙視系統(tǒng)中心服務(wù)器管理軟件，負(fù)責(zé)管理前端所有攝像機(jī)和視頻服務(wù)器，同時(shí)管理后端所有上網(wǎng)監(jiān)控用戶。不僅如此，系統(tǒng)還可以通過網(wǎng)絡(luò)方式，取得變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如電力設(shè)備的運(yùn)行情況和報(bào)警數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)，如對(duì)報(bào)警的設(shè)備、刀閘進(jìn)行數(shù)字錄像，觸發(fā)報(bào)警信號(hào)等，以便變電站值班員及時(shí)處理故障，或者把錄像作為事后故障原因的分析和查找。

　　監(jiān)控客戶端指的是領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)值班人員只需要用IE瀏覽器訪問中心監(jiān)控服務(wù)器，獲得授權(quán)后即可監(jiān)控前端攝像機(jī)以及獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。我們還可以在調(diào)度中心配置電視墻服務(wù)器，根據(jù)視頻輸出路數(shù)不同配置不同數(shù)量的電視墻解碼卡，直接解碼輸出模擬視頻信號(hào)，送到電視墻顯示出來，可以通過電視墻軟件任意進(jìn)行圖像的切換顯示。

　　系統(tǒng)的組成可以分為變電站監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度監(jiān)控中心三個(gè)主要部分，下面分別加以介紹。

　　變電站監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)

　　變電站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備主要由視頻服務(wù)器、攝像機(jī)(防護(hù)罩、攝像機(jī)、鏡頭、支架)、報(bào)警器、2M網(wǎng)橋、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)據(jù)模塊、穩(wěn)壓電源(可選)等主要設(shè)備組成。主要完成圖像的采集、編碼和傳輸、攝像機(jī)的控制和報(bào)警數(shù)據(jù)的輸入/輸出工作。

　　另外，在變電站室外場(chǎng)區(qū)根據(jù)具體情況安裝一個(gè)到數(shù)個(gè)室外可控球型攝像機(jī)(可控?cái)z像機(jī)需要配置相應(yīng)的云臺(tái)鏡頭解碼器)，一般安裝在房屋的高處或電線桿的適當(dāng)?shù)胤?。室外球型攝像機(jī)必須保護(hù)性好，可有效地防雨除霜，可帶加熱器和風(fēng)扇并自動(dòng)加熱、自動(dòng)排風(fēng)，云臺(tái)可以上下左右地轉(zhuǎn)動(dòng)，并且鏡頭可以拉遠(yuǎn)、拉近，使之能大范圍地監(jiān)控場(chǎng)區(qū)，包括監(jiān)控主變壓器、大門等地。

　　主控室可以采用帶變焦的室內(nèi)可控?cái)z像機(jī)，它既可以大范圍地掃描主控室的情況，而且還可以對(duì)主控室的儀表盤等進(jìn)行特寫，使得工作人員較清楚地看到儀表盤上的讀數(shù)。

　　而高壓室等其它設(shè)備間也可以安裝相應(yīng)個(gè)數(shù)的固定攝像機(jī)，對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行觀察。在重點(diǎn)部位還可以安裝相應(yīng)的報(bào)警器，包括在設(shè)備間室內(nèi)安裝煙霧探測(cè)器、溫濕度傳感器，在設(shè)備間或主控室門口和窗邊安裝紅外雙鑒探測(cè)器、門磁開關(guān)等。

　　考慮到防盜的需要，我們也可以在變電站四周考慮配置相應(yīng)的紅外對(duì)射探測(cè)器，一旦有人翻越圍墻，阻斷紅外線傳輸，報(bào)警器就報(bào)警;同時(shí)視頻服務(wù)器可以自動(dòng)錄像，假如聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)，可以自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)報(bào)警處。

　　另外，考慮到設(shè)備供電的安全性，我們建議給監(jiān)控設(shè)備配置穩(wěn)壓電源或UPS不間斷電源，考慮配置相應(yīng)的視頻線控制線防雷器。如此一來，前端攝像機(jī)的視頻信號(hào)通過嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器壓縮成數(shù)字信號(hào)，結(jié)合其它數(shù)據(jù)信號(hào)統(tǒng)一打成IP數(shù)據(jù)包，通過視頻服務(wù)器的RJ-45以太網(wǎng)口直接送到變電站的交換機(jī)上，交換機(jī)再連接2M以太網(wǎng)橋轉(zhuǎn)換成2M專線信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心去。 [nextpage]

　　通訊網(wǎng)絡(luò)

　　目前，變電站視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控調(diào)度中心主要有以下兩種傳輸方式。

　　第一種是以太網(wǎng)傳輸方式。各變電站到監(jiān)控中心的信道直接為以太網(wǎng)接口，光纖或微波傳輸設(shè)備直接提供以太網(wǎng)接口，各變電站的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過各級(jí)交換機(jī)、路由器上傳至監(jiān)控中心。第二種是2M以太網(wǎng)傳輸方式。各變電站到監(jiān)控中心的信道為2M專線，通訊設(shè)備僅提供2M接口，變電站的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)需要通過2M以太網(wǎng)橋轉(zhuǎn)化為2M接口，上傳到監(jiān)控中心相應(yīng)的2M以太網(wǎng)橋轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，進(jìn)入監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)，這實(shí)際上相當(dāng)于用2M以太網(wǎng)橋通過2M專線組網(wǎng)。

　　調(diào)度監(jiān)控中心

　　在供電局調(diào)度監(jiān)控中心，主要由中心監(jiān)控管理服務(wù)器、電視墻服務(wù)器、監(jiān)控客戶終端等組成。調(diào)度中心主要完成現(xiàn)場(chǎng)圖像接收，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分配，控制信號(hào)的協(xié)調(diào)，圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控，錄像的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)、電視墻的顯示切換等。同時(shí)，如需與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)做相關(guān)聯(lián)動(dòng)，需要加載相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議模塊。

　　我們可以在供電局中心機(jī)房放置一臺(tái)高性能的服務(wù)器，安裝一套遙視系統(tǒng)中心服務(wù)器管理軟件，中心服務(wù)器管理前端所有的攝像機(jī)、視頻服務(wù)器、報(bào)警器等，以及管理后端所有的監(jiān)控客戶機(jī)。

　　另外，在值班室安裝一到數(shù)臺(tái)監(jiān)控客戶機(jī)，IE用瀏覽器即可監(jiān)控觀看，同時(shí)可以安裝配置多畫面顯示的電視墻，配合電視墻服務(wù)器，可以把前端攝像機(jī)的信號(hào)解碼出來，送到電視墻上顯示，利用電視墻軟件的強(qiáng)大功能可以任意切換顯示前端攝像機(jī)圖像。系統(tǒng)不但能夠在值班室觀看，而且授權(quán)用戶可以非常方便地在自己的辦公微機(jī)上使用IE瀏覽器觀看;領(lǐng)導(dǎo)在辦公室可以非常方便地觀看，無需復(fù)雜的軟硬件安裝。

　　在此，變電站遙視系統(tǒng)軟件非常關(guān)鍵，它必須具備同時(shí)管理數(shù)百個(gè)攝像機(jī)，以及大量在線用戶的能力。基于WEB服務(wù)器/瀏覽器方式的遙視系統(tǒng)軟件更符合目前操作者的使用習(xí)慣，系統(tǒng)開放，易于與網(wǎng)絡(luò)上其它應(yīng)用融合，具備增值應(yīng)用的價(jià)值。

　　系統(tǒng)特色功能

　　本系統(tǒng)針對(duì)變電站視頻監(jiān)控的實(shí)際需求而開發(fā)，它能夠很好地滿足對(duì)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)程集中式的安防監(jiān)控與可視化管理。其特色功能上主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

　　集中式遠(yuǎn)程監(jiān)控

　　在變電站端的設(shè)備采用了高穩(wěn)定性、高可靠性的嵌入式視頻服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可以做到設(shè)備的遠(yuǎn)程設(shè)置和管理，免除了現(xiàn)場(chǎng)人員的操作，所有設(shè)備均在監(jiān)控中心由系統(tǒng)管理員統(tǒng)一設(shè)置和管理。系統(tǒng)還提供了設(shè)備在線監(jiān)測(cè)模塊，能隨時(shí)監(jiān)控前端設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

　　同時(shí)，中心監(jiān)控服務(wù)器能夠同時(shí)集中式管理數(shù)十個(gè)變電站的數(shù)百臺(tái)視頻服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，能夠做到集中報(bào)警系統(tǒng)管理與查詢，集中錄像與查詢等。錄像服務(wù)器還可以采用分布式部署。這樣一來，一個(gè)供電公司只需建設(shè)一個(gè)集中式的監(jiān)控中心，即可7x24小時(shí)地對(duì)所轄全部變電站實(shí)施嚴(yán)密的安防與設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，大大提高了工作效率，降低了人員配置。 [nextpage]

　　中心服務(wù)器軟件采用了一系列有效手段保證服務(wù)器穩(wěn)定運(yùn)行。首先，管理軟件采用Windows service方式后臺(tái)運(yùn)行，極大地提高了服務(wù)器軟件的工作穩(wěn)定性。其次，各功能采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊相對(duì)獨(dú)立，因此一個(gè)模塊出現(xiàn)異常不會(huì)影響到其它模塊的正常運(yùn)行。各模塊由service管理，能夠設(shè)定手動(dòng)啟動(dòng)或開機(jī)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。

　　此外，系統(tǒng)采用嚴(yán)格的操作密碼保護(hù)機(jī)制，提供了強(qiáng)大的用戶權(quán)限管理功能，其中包括用戶默認(rèn)權(quán)限和用戶特定權(quán)限。

　　保障安防和設(shè)備正常運(yùn)行

　　變電站視頻監(jiān)控主要從兩個(gè)方面提供對(duì)變電站的保護(hù)：一是從防盜安防角度，系統(tǒng)提供了視頻監(jiān)控、周界安防、門禁與報(bào)警系統(tǒng)的接口，可以組成一套功能全面的視頻防盜安防系統(tǒng)。二是從設(shè)備安全運(yùn)行角度，比如各操作間、設(shè)備間的溫度、濕度監(jiān)測(cè);電池性能的監(jiān)控。同時(shí)，對(duì)場(chǎng)地、設(shè)備間的主要設(shè)備與刀閘進(jìn)行視頻監(jiān)控，調(diào)度員可以在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程遙控?cái)z像機(jī)的云臺(tái)與焦距，達(dá)到遠(yuǎn)程巡視的效果。

　　系統(tǒng)的報(bào)警可以來自視頻服務(wù)器的視頻丟失、移動(dòng)偵測(cè)或者報(bào)警輸入，也可以來自其它數(shù)據(jù)采集設(shè)備。用戶可根據(jù)報(bào)警的工作屬性任意設(shè)定報(bào)警啟動(dòng)和關(guān)閉的時(shí)間。

　　與電力GIS或電子地圖相結(jié)合

　　系統(tǒng)提供帶監(jiān)控地圖和數(shù)據(jù)地圖編輯功能的地圖引擎。用戶可將各監(jiān)控點(diǎn)的鏡頭分布情況繪制成監(jiān)控地圖，點(diǎn)擊相應(yīng)鏡頭圖標(biāo)自動(dòng)切換到當(dāng)前攝像機(jī)位置，便于用戶方便、直觀地了解攝像機(jī)的分布情況;也可以通過與電力GIS系統(tǒng)的接口相互調(diào)用數(shù)據(jù)。

　　與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

　　目前，大多數(shù)變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)只可以完成常規(guī)的視頻監(jiān)控作業(yè)。本系統(tǒng)不僅可以承擔(dān)安防監(jiān)控與設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控的任務(wù)，還可以與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)作業(yè)。在監(jiān)控中心，可以通過網(wǎng)絡(luò)方式，取得變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，如電力設(shè)備的運(yùn)行情況和報(bào)警數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)，如對(duì)報(bào)警的設(shè)備、刀閘進(jìn)行數(shù)字錄像，觸發(fā)報(bào)警信號(hào)等，以便變電站值班員及時(shí)處理故障，或者把錄像作為事后故障原因的分析和查找。