基于網(wǎng)絡(luò)的變電站遙視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于網(wǎng)絡(luò)的變電站遙視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著自動(dòng)站技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人站運(yùn)營(yíng)模式已成為趨勢(shì)。目前,許多變電站實(shí)現(xiàn)了“四遙”功能,即遙控、遙信、遙測(cè)及遙調(diào)。目前,遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,是對(duì)“四遙”的進(jìn)一步補(bǔ)充與完善,被稱為第五遙的遙視。視頻監(jiān)控系統(tǒng)使相關(guān)人員及時(shí)了解變電站現(xiàn)場(chǎng)的情況,為控制中心操作人員提供變電站現(xiàn)場(chǎng)圖象,并對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行報(bào)警檢查。1作者總結(jié)了遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，可以分為車站端、通信層、主站端及網(wǎng)絡(luò)層1.1臺(tái)臺(tái)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)和錄像視頻切換主要由數(shù)字圖像編碼器、視頻切換控制器、云臺(tái)鏡頭控制器、燈光控制器、攝像機(jī)及各種報(bào)警探測(cè)器等設(shè)備組成。其中圖像編碼器是廠站端設(shè)備的核心,負(fù)責(zé)圖像采集、壓縮編碼和通信。視頻切換控制器的主要功能是報(bào)警接收、視頻切換。云臺(tái)鏡頭控制器的主要功能是控制攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)及鏡頭的變焦和聚焦。燈光控制器的主要功能是控制照明燈光,從而保證光線不足時(shí)或晚間也能獲得清晰的圖像。1.2采用光纖的e1通道上傳圖像通信層由光纖、微波、電話網(wǎng)、DDN、ISDN、通信衛(wèi)星、無(wú)線擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)器等組成。不同通道所傳送的圖像質(zhì)量會(huì)有很大的差別,目前都架設(shè)了光纖網(wǎng)絡(luò),可采用光纖的E1通道傳送圖像,能夠獲得較理想效果,同時(shí)可利用光纖的環(huán)網(wǎng)為圖像傳送提供冗余通道,能夠獲得更為理想的效果。如采用光纖以太網(wǎng)通道,有利于提高信道的利用率和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。1.3圖像監(jiān)控服務(wù)器主站端是由圖像監(jiān)控服務(wù)器、監(jiān)視器、監(jiān)控軟件等組成。其主要作用是將通信線路采集的數(shù)字圖像信號(hào)通過(guò)圖像監(jiān)控服務(wù)器采用>?=02=協(xié)議和組播技術(shù)將其轉(zhuǎn)發(fā)到局網(wǎng)域的<23系統(tǒng)。1.4實(shí)時(shí)監(jiān)視功能網(wǎng)絡(luò)層主要由局域網(wǎng)%<23系統(tǒng)或互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)終端用戶構(gòu)成。其主要作用是將網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控服務(wù)器上的遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)圖像信號(hào)和報(bào)警信號(hào)在局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上傳輸,以供各級(jí)網(wǎng)絡(luò)用戶分享信息,實(shí)時(shí)監(jiān)視變電所運(yùn)行狀態(tài)。變電站遙視系統(tǒng)以變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關(guān)、主控室的電源盤及控制盤等為監(jiān)視對(duì)象,通過(guò)攝像機(jī)和感應(yīng)探頭等裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)視。既要保障變電站空間范圍內(nèi)的建筑和設(shè)備的安全,又要保障變電站設(shè)備的正常運(yùn)行,事故的報(bào)警和錄像、發(fā)生突發(fā)事件時(shí)與主站的聲像通信等。2為了提高能源效率，必須具備以下功能2.1監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成1)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)視:任意一個(gè)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)終端用戶經(jīng)授權(quán),都可監(jiān)視來(lái)自前端攝像機(jī)的圖像,不受距離限制。2)多點(diǎn)監(jiān)視一點(diǎn):多個(gè)監(jiān)控終端用戶可同時(shí)監(jiān)視同一廠站端。3)一點(diǎn)監(jiān)控多點(diǎn):一個(gè)監(jiān)控終端用戶可同時(shí)監(jiān)視多個(gè)廠站端,即在計(jì)算機(jī)屏幕上多畫面分割顯示,且每個(gè)畫面的圖像實(shí)時(shí)活動(dòng)。4)攝像機(jī)預(yù)置:可采用帶預(yù)置功能的云臺(tái)鏡頭一體化攝像機(jī),對(duì)每個(gè)要監(jiān)視的目標(biāo)可預(yù)先將其方位、聚焦、變焦等參數(shù)存入預(yù)置位,從而方便地監(jiān)視這些目標(biāo),也可用這些預(yù)置點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)掃描巡視。5)硬盤錄像:對(duì)于設(shè)置為報(bào)警服務(wù)器的監(jiān)控終端由報(bào)警信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)錄像。6)報(bào)警功能:安防報(bào)警:通過(guò)安裝各種安防報(bào)警裝置,如紅外報(bào)警,超聲、次聲報(bào)警器,微波、激光報(bào)警器,雙鑒探測(cè)器,電子圍欄,玻璃破碎探測(cè)器,振動(dòng)報(bào)警器,報(bào)警開關(guān)等,將報(bào)警信號(hào)直接輸入廠站端的圖像編碼器。消防報(bào)警:通過(guò)安裝各種消防報(bào)警裝置,如等離子、光電煙霧探測(cè)器,溫感報(bào)警器等,將報(bào)警將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)綇S站端主機(jī)。信號(hào)直接輸入廠站端的圖像編碼器。也可先接入專用消防主機(jī),消防主機(jī)再通過(guò)串行通信口將報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)綇S站端主機(jī)。視頻報(bào)警:包括視頻丟失報(bào)警和視頻運(yùn)行報(bào)警兩種。一旦攝像機(jī)損壞或被竊或斷線等,引起視頻信號(hào)丟失就會(huì)引起報(bào)警對(duì)于設(shè)定的視頻報(bào)警區(qū)域,一旦有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)入或圖像發(fā)生變化也會(huì)引起報(bào)警。7)攝像機(jī)采用具有很強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的白天黑夜型攝像機(jī)。8)多媒體監(jiān)控主機(jī)能對(duì)自己的工作狀態(tài)進(jìn)行定時(shí)檢測(cè),根據(jù)不同的工作狀態(tài)作出不同的響應(yīng),予以調(diào)整。當(dāng)視頻信號(hào)被中斷時(shí)發(fā)出斷線報(bào)警,當(dāng)作為視頻布防報(bào)警的攝像機(jī)被遮擋時(shí),會(huì)產(chǎn)生視頻報(bào)警保證系統(tǒng)的有效性。9)變電站內(nèi)所監(jiān)視的圖像、報(bào)警信息、報(bào)警信號(hào)通過(guò)光纖2M口傳送到監(jiān)控中心,其圖像質(zhì)量保證在25幀s以上。10)所選設(shè)備具有先進(jìn)的抗干擾措施,在變電站強(qiáng)磁場(chǎng)干擾下,能保證圖像清晰、穩(wěn)定,攝像機(jī)無(wú)磁化現(xiàn)象。11)變電站的監(jiān)視圖像采用H.261或H.263國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮技術(shù)傳輸活動(dòng)圖像,并考慮系統(tǒng)擴(kuò)容后與供電局MIS網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。2.2i期廠商設(shè)備110kV變電站的遙視系統(tǒng)安裝存在了以下幾個(gè)問(wèn)題。a.沒(méi)有考慮系統(tǒng)兼容及雙向語(yǔ)音,使得II期擴(kuò)建時(shí)必須使用I期廠商設(shè)備,容易造成商品壟斷和缺陷產(chǎn)品無(wú)法更換,且實(shí)現(xiàn)不了雙向語(yǔ)音;b.未預(yù)留與安防系統(tǒng)的通訊接口;c.夜間光線不足造成畫面模糊;d.外界入侵誤報(bào)警;e.室外機(jī)安裝在架構(gòu)上,走線不美觀,維護(hù)時(shí)需停電操作帶來(lái)很大不便;f.無(wú)子站的刻錄功能;g.無(wú)法與局域網(wǎng)MIS網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。2.3音頻壓縮系統(tǒng)sdcsa.考慮視頻系統(tǒng)的兼容性及語(yǔ)音雙向?qū)χv、監(jiān)聽功能,在招標(biāo)中規(guī)定了站端視頻服務(wù)器必須采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的H.264、MPEG4或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)AVS視頻編碼協(xié)議之一,以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的G.72x系列或Og2gVorbis系列音頻壓縮協(xié)議;b.系統(tǒng)采用與安防系統(tǒng)相同型號(hào)的服務(wù)器;c.增加了燈光照明及控制設(shè)備,可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定定時(shí),在有突發(fā)事件時(shí)可自動(dòng)打開(控制照明或攝象機(jī)社等照射到監(jiān)視目標(biāo))、延時(shí)關(guān)閉;d.使用電子地圖顯示設(shè)備分布,根據(jù)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程(當(dāng)?shù)?布防或撤防控制;e.室外立不低于3m桿體,桿內(nèi)走線,桿體可折疊,便于維護(hù);f.增加子站DVR(數(shù)字硬盤200GB)錄像備,可存儲(chǔ)1個(gè)月錄像文件,可隨時(shí)回放進(jìn)行查詢和下載;g.預(yù)留將來(lái)與局域網(wǎng)MIS系統(tǒng)的通訊接口。3開發(fā)和建設(shè)變偏變電所,穩(wěn)定性計(jì)算機(jī)設(shè)備的開發(fā)和建設(shè)變電所遙視系統(tǒng)解決了變電所現(xiàn)場(chǎng)的可視化和環(huán)境監(jiān)控問(wèn)題,是對(duì)?四遙?