一、 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電是國(guó)家能源的核心，而變電站是電力輸送控制的核心環(huán)節(jié)。變電站電壓等級(jí)越高，供電范圍越大，地位也越重要。變電站所發(fā)生的任何閃失，都會(huì)給整個(gè)電網(wǎng)帶來(lái)巨大的壓力。隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，變電站的安全防范已成為電力部門(mén)越來(lái)越重視和關(guān)心的問(wèn)題，如何在第一時(shí)間對(duì)可能或已經(jīng)發(fā)生的異?，F(xiàn)象做出及時(shí)處理并保存現(xiàn)場(chǎng)的圖像資料，為分析事故原因提供第一手的資料，是變電站對(duì)安防系統(tǒng)提出的新要求。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，變電站面積大，防范區(qū)域分布面廣，配套設(shè)施多樣，傳統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)整個(gè)變電站安防狀態(tài)的監(jiān)視、信息手段之一，需要做到和其他傳感器全天候24 x 7保護(hù)區(qū)域，降低安保人員使用監(jiān)控器監(jiān)控，提高報(bào)警準(zhǔn)確率，縮短從報(bào)警確認(rèn)到反應(yīng)所需要的時(shí)間。但是，對(duì)于關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全防范，傳統(tǒng)方法通常缺少真正的保護(hù)，經(jīng)常依賴與安保人員或者警衛(wèi)監(jiān)視多個(gè)攝像機(jī)或者其他傳感器。典型結(jié)果是造成安全環(huán)境完全依賴在人的注意力上。 隨著時(shí)間的過(guò)去，這個(gè)注意力嚴(yán)重下降，造成并沒(méi)有使用一個(gè)安全系統(tǒng)，或者這個(gè)安全系統(tǒng)被忽略了，因此這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施變成高度脆弱，不安全。

而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)圖像分析及報(bào)警管理軟件，采集并分析各區(qū)域的前端控制器上傳來(lái)的報(bào)警及圖像視頻信號(hào)，由應(yīng)急指揮中心的系統(tǒng)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)周界系統(tǒng)進(jìn)行管理，邊界設(shè)置、防護(hù)等級(jí)劃分，監(jiān)視所有的周界攝像機(jī)，配置顯示設(shè)備和其他輔助設(shè)備，同時(shí)具備檢測(cè)終端設(shè)備故障的功能。通過(guò)此管理平臺(tái)，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí)，在電子地圖上顯示報(bào)警的位置，顯示破壞者的數(shù)量，行進(jìn)軌跡等。當(dāng)發(fā)生有人試圖翻越進(jìn)入或可疑車輛靠近時(shí)，探測(cè)器能和視頻圖像分析系統(tǒng)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，相應(yīng)的攝像機(jī)圖像傳輸?shù)綀D形監(jiān)控工作站上進(jìn)行監(jiān)視、處理，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示值班人員進(jìn)行接、出警，有效的避免了傳統(tǒng)方法過(guò)度依賴人力的弊端，真正達(dá)到“技防”的效果。

二、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(guò)圖像監(jiān)控、安防系統(tǒng)，保護(hù)無(wú)人值守變電站設(shè)備的安全。

通過(guò)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)，避免誤操作。

通過(guò)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。

配合其他系統(tǒng)（如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等）的工作。

主要監(jiān)控對(duì)象：

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(kāi)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(mén)、控制室、繼保室、通訊室、高壓室等）。

三、系統(tǒng)組成

前端由攝像機(jī)，智能開(kāi)關(guān)量，模擬量等系統(tǒng)接入嵌入式視頻編碼器，經(jīng)過(guò)視頻服務(wù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，變電站一般能提供一個(gè)E1鏈路。

變電站遙視系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可通過(guò)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。

下面介紹整個(gè)系統(tǒng)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。

在電業(yè)局調(diào)度監(jiān)控中心配置一臺(tái)中心監(jiān)控服務(wù)器，安裝變電站遙視系統(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)，所有視頻服務(wù)器，同時(shí)管理后端所有上網(wǎng)監(jiān)控用戶。領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)值班人員只需要用IE瀏覽器訪問(wèn)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)。

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(lái)，可以通過(guò)電視墻軟件任意進(jìn)行圖像的切換顯示。

根據(jù)組網(wǎng)方式分為變電站監(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、攝象機(jī)（防護(hù)罩、攝象機(jī)、鏡頭、支架）、報(bào)警器、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、攝象機(jī)的控制和報(bào)警數(shù)據(jù)的輸入/輸出工作。

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），室外球型攝像機(jī)保護(hù)性好，可以有效的防雨除霜，而且可以可帶加熱器和風(fēng)扇，自動(dòng)加熱、自動(dòng)排風(fēng)，云臺(tái)可以上下左右的轉(zhuǎn)動(dòng)，并且鏡頭可以拉遠(yuǎn)、拉近，可以大范圍地監(jiān)控場(chǎng)區(qū)，并且可以監(jiān)控主變壓器、大門(mén)等地。一般安裝在房屋的高處或電線桿的適當(dāng)?shù)胤健?/p>

在主控室可以采用帶變焦的室內(nèi)可控?cái)z像機(jī)，可以大范圍的掃描主控室的情況，而且可以對(duì)主控室的儀表盤(pán)等進(jìn)行特寫(xiě)，可以比較清楚地看到儀表盤(pán)上的讀數(shù)。

在高壓室等其他設(shè)備間，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。

對(duì)重點(diǎn)部位可以安裝相應(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(mén)口和窗邊安裝紅外雙鑒探測(cè)器、門(mén)磁開(kāi)關(guān)等。

在變電站四周考慮防盜的需要，可以考慮配置相應(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。

考慮到設(shè)備供電的安全性，可以給監(jiān)控設(shè)備配置穩(wěn)壓電源或UPS不間斷電源，可以考慮配置相應(yīng)的視頻線控制線防雷器。

前端攝像機(jī)的視頻信號(hào)通過(guò)嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器壓縮成數(shù)字信號(hào)，結(jié)合其他數(shù)據(jù)信號(hào)統(tǒng)一打成IP數(shù)據(jù)包，通過(guò)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 E1專線信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心去。

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：

1、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(guò)各級(jí)交換機(jī)、路由器上傳至監(jiān)控中心。

2、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(guò)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)。實(shí)際上相當(dāng)于用2M以太網(wǎng)橋通過(guò)2M專線組網(wǎng)。

調(diào)度監(jiān)控中心

在電業(yè)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。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，錄象的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)、電視墻的顯示切換等。

在電業(yè)局中心機(jī)房放置一臺(tái)高性能的服務(wù)器，安裝變電站遙視系統(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，管理后端所有的監(jiān)控客戶機(jī)。

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(huà)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(lái)，送到電視墻上顯示，利用“守望者”電視墻軟件的強(qiáng)大功能，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)上用IE瀏覽器即可觀看。領(lǐng)導(dǎo)在自己辦公室可以非常方便地觀看，無(wú)需復(fù)雜的軟硬件安裝。

四、系統(tǒng)功能

服務(wù)器模塊管理

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)影響到其他模塊的正常運(yùn)行。各模塊由service管理，能夠設(shè)定手動(dòng)啟動(dòng)或開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。

用戶身份認(rèn)證功能

系統(tǒng)采用嚴(yán)格的操作密碼保護(hù)機(jī)制。

用戶權(quán)限管理

系統(tǒng)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。

視頻設(shè)備管理

系統(tǒng)提供視頻服務(wù)器IP地址設(shè)置、端口號(hào)、鏡頭命名、云鏡控制協(xié)議和RS-485設(shè)備地址設(shè)置等功能。

鏡頭分組

綜合智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的分組功能，支持在服務(wù)器上將攝像機(jī)根據(jù)監(jiān)控編成不同的預(yù)定義工作組。

報(bào)警和聯(lián)動(dòng)功能

系統(tǒng)的報(bào)警可以來(lái)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(lái)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。

中心錄像功能

系統(tǒng)支持中心分布式錄像功能，可以設(shè)定錄像服務(wù)器IP地址、磁盤(pán)報(bào)警和循環(huán)覆寫(xiě)的磁盤(pán)余量、報(bào)警錄像保存時(shí)間等。

電子地圖功能

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、直觀的了解攝像機(jī)的分布情況。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢

管理員用戶可以按照時(shí)間段查詢報(bào)警情況，并提供打印功能。

五、變電站智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來(lái)的效果

系統(tǒng)實(shí)施后可智能的通過(guò)對(duì)目標(biāo)物的高度、寬度、速度以及其他特征的分析來(lái)區(qū)分目標(biāo)物。可以精準(zhǔn)的識(shí)別并追蹤目標(biāo)物，為保安人員提供目標(biāo)物的具體位置、坐標(biāo)和行進(jìn)方向。可以區(qū)分人、車輛、自行車（摩托車），并盡可能以模擬圖標(biāo)可以在的地圖上根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)同步移動(dòng)，并顯示出軌跡，實(shí)時(shí)的反映整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

系統(tǒng)在偵測(cè)目標(biāo)物時(shí)應(yīng)能夠避免各種室外環(huán)境因素干擾（例如云的陰影，濃霧、大雨等惡劣天氣，攝像機(jī)晃動(dòng)和視頻干擾訊號(hào)），同時(shí)也可有效地排除由小動(dòng)物或飛鳥(niǎo)所造成的干擾性警報(bào)，系統(tǒng)在提供本地監(jiān)控的同時(shí)也能通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將視頻及報(bào)警系統(tǒng)上傳至遠(yuǎn)程的控制中心。

可以在系統(tǒng)所包含的攝像機(jī)所覆蓋的任意區(qū)域任意的設(shè)置虛擬圍界，這道保護(hù)屏障可以跨越圍圍墻，當(dāng)出現(xiàn)任何非法活動(dòng)時(shí)，每一個(gè)入侵者都會(huì)被顯示在顯示器上。一旦他們?cè)噲D穿越防區(qū)，將要達(dá)到物理圍欄 ，系統(tǒng)通過(guò)聲音報(bào)警和實(shí)時(shí)的視頻提示控制中心。系統(tǒng)可自動(dòng)切換PTZ攝像機(jī)到報(bào)警區(qū)域，并可實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)物，直至目標(biāo)物移動(dòng)出監(jiān)視區(qū)域，同時(shí)在夜間聯(lián)動(dòng)室外照明。 值班的警衛(wèi)也可以通過(guò)PTZ攝像機(jī)手動(dòng)搜尋現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景，判斷現(xiàn)場(chǎng)將受侵害情況，派遣現(xiàn)場(chǎng)保安人員增援。系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。報(bào)警時(shí)的錄像（含非法入侵物體的運(yùn)動(dòng)軌跡）也實(shí)時(shí)存入設(shè)備，便于隨時(shí)調(diào)用。