電力無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

   電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的大動脈，在我國的現(xiàn)代化建設中起著舉足輕重的作用，電網(wǎng)的高效、安全的運轉對國民經(jīng)濟的各行各業(yè)的正常運行有著直接重要的影響。目前，國家投巨資完成了城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)兩級電網(wǎng)的改造，為二十一世紀的國家經(jīng)濟建設打下了重要的基礎。

　　目前隨著科學技術的發(fā)展，電力設備越來越先進，也越來越復雜，以往依靠人工讀各種表盤、監(jiān)視設備的正常運轉的方法越來越不現(xiàn)實，尤其在無人值守或少人值守的變電站更是如此。同時，這些昂貴的設備放在無人值守或少人值守的變電站往往吸引了眾多不法之徒的眼光，各種形式的犯罪活動成為了電網(wǎng)安全運行的重大隱患。另外，全國各個電網(wǎng)的變電站操作事故、火災以及其他突發(fā)事故時有發(fā)生，這些突發(fā)事故的后果對人們的生命、財產(chǎn)的安全造成了很嚴重的后果。因此，如何確保電網(wǎng)的設備長期高效安全運營，通過環(huán)境圖像監(jiān)視系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的預警，切實保護無人值守或少人值守變電站的人員和現(xiàn)場設備的安全，以及如何遠距離指導現(xiàn)場工作人員的正確操作、應對各種突發(fā)事故的發(fā)生成為電力行業(yè)的當務之急。上世紀九十年代中后期掀起的信息化浪潮為改變這種局面帶來了新的機遇，也使電力行業(yè)監(jiān)控智能化成為了可能。

　　方正通信"威視通"網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠為電力行業(yè)提供現(xiàn)代化網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案。 方正通信"威視通"網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)電力行業(yè)的特點，實現(xiàn)先進的電網(wǎng)自動化遠程監(jiān)控；可根據(jù)電網(wǎng)以及周邊環(huán)境的特點，實現(xiàn)從變電站到監(jiān)控中心、以及領導指揮中心的完整、可靠的解決方案。

　　方正通信"威視通"解決方案采用先進的聯(lián)網(wǎng)視頻布點監(jiān)視手段，在有效的監(jiān)視安全運行的同時，可將防范區(qū)域內突發(fā)事故的過程收入鏡頭，為破案、結案、安全生產(chǎn)提供有效的圖像證據(jù)。

　　通過方正通信"威視通"網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，電站管理部門可隨時掌握實時的安全運行情況，便于做出正確的決策；也可實現(xiàn)非現(xiàn)場了解電站的安全運行情況，便于人員調配、減少人員冗余、減輕人員勞動強度、提高工作效率；電站的工作人員以及外來人員也因為有視頻監(jiān)控系統(tǒng)而主動或被動地遵守電站的生產(chǎn)秩序，從而達到防止各種事故發(fā)生的目的。

一、 網(wǎng)絡視頻監(jiān)控相比傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢
　　網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用嵌入式的"網(wǎng)絡視頻編碼器"，實現(xiàn)從監(jiān)控點前端、監(jiān)控中心到監(jiān)控工作站的全過程數(shù)字化處理，是監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)與上述第一、二代系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)勢：

　　* 利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡資源，不需要為新建監(jiān)控系統(tǒng)鋪設光纜、增加設備，輕而易舉地實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控。
　　* 系統(tǒng)擴展能力強，只要有網(wǎng)絡的地方增加監(jiān)控點設備就可擴展新的監(jiān)控點。
　　* 維護費用低，網(wǎng)絡維護由網(wǎng)絡提供商維護，前端設備是即插即用、免維護系統(tǒng)。
　　* 系統(tǒng)功能強大，利用靈活、全數(shù)字化錄像方便于保存和檢索。
　　* 在網(wǎng)絡中的每一臺計算機，只要安裝了客戶端的軟件，給予相應的權限就可成為監(jiān)控工作站。
　　* 基于Web Server的視頻發(fā)布，使用廣泛應用的IE瀏覽器即可隨時進行監(jiān)控，操作界面友好，用戶接受程度高。

二、對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體建議
　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，對于傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控可以說是日臻完美，而且近年來發(fā)展勢頭迅猛，全社會的各個領域幾乎都能找到閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的應用實例。但隨著時間的推移，傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸顯現(xiàn)出其不可避免的局限性，如傳輸距離不可能很遠、無法遠程監(jiān)視、布線工程量大等，特別是和現(xiàn)在全社會的數(shù)字化趨勢形成矛盾。而基于網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點恰好克服了模擬閉路電視的局限性，如網(wǎng)絡傳輸視頻流、傳輸距離遠、布線不重復、抗干擾能力強、查詢方便等。

　　隨著社會生產(chǎn)分工越來越細，各部門間的統(tǒng)一協(xié)調、統(tǒng)一管理需求正越來越明顯,"大監(jiān)控"、"全局監(jiān)控"的概念也逐漸成為電力行業(yè)構建新一代監(jiān)控網(wǎng)絡的必然要求。"大監(jiān)控"網(wǎng)絡的主要目的是實現(xiàn)整個電站的統(tǒng)一監(jiān)控，各電站、消防、電站管理部門可以通過開放的監(jiān)控網(wǎng)平臺對電站的各目標進行監(jiān)控，同一監(jiān)控點的信息可以在各個管理部門間共享。這種開放式的"大監(jiān)控"網(wǎng)絡，正是方正通信網(wǎng)絡編解碼視頻監(jiān)控系統(tǒng)所倡導的架構。

　　方正通信公司基于網(wǎng)絡視頻編解碼器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是傳統(tǒng)的模擬圖像監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)代計算機信息技術的有機結合，它是集中了數(shù)字視頻技術，尤其是數(shù)字圖像處理及局域網(wǎng)傳輸視頻的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是將視頻信號和控制信號轉換成IP信息，通過局域與廣域網(wǎng)絡進行傳輸。局域或廣域網(wǎng)中的各個站點都能接收到實時圖像，并能根據(jù)其所授權限及優(yōu)先級別進行控制。這種開放式的網(wǎng)絡架構，正符合圖像監(jiān)控系統(tǒng)的必然發(fā)展趨勢。

三、 電力行業(yè)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求
根據(jù)我們對電力行業(yè)的了解，我們對電力行業(yè)的需求總結如下：
　　1) 變電站內各類設備（如：主控室控制屏顯示、儀表讀數(shù)、開關室設備、主變壓器和各主變風扇運行、電容器室等）運行情況；
　　2) 實時監(jiān)視 監(jiān)視變電站大門口和主要通道；
　　3) 實時接收周界和室內紅外報警信號；
　　4) 實時接收門禁系統(tǒng)狀態(tài)信號；
　　5) 實時監(jiān)測變壓器油位和火災報警；
　　6) 實時監(jiān)測環(huán)境溫度、濕度；監(jiān)測空調機起停和瓦斯泄漏等。
　　7) 隨著技術的發(fā)展，視頻監(jiān)視圖像可作為對事故追憶的一種有效手段，幫助技術人員查看事故發(fā)生時變電站的狀況，從而盡可能地找到事故發(fā)生的原因。
　　8) 現(xiàn)場操作指示。 變電站的各種操作要嚴格遵守操作規(guī)程，但是各種操作也比較繁瑣，因此必須要有相應的保證措施──一般都采用系統(tǒng)的"五防"閉鎖結合操作人員使用"五防"鑰匙的方法來達到這一目的。在視頻監(jiān)視技術出現(xiàn)后，可以利用遠程實時監(jiān)視功能，由調度中心的值班人員對遠方變電站操作人員進行操作指導，如果發(fā)現(xiàn)不正確的操作，可以通過電話、手機及時提醒操作人員，從而確保操作的萬無一失。另外，也可以發(fā)現(xiàn)一些在施工現(xiàn)場不容易觀察的遺留工作物品，這時可以利用高空攝像機來發(fā)現(xiàn)這些遺留物品，從而消除安全隱患。
　　9) 安全防范。這里說的安全防范是指防火、防盜。系統(tǒng)通過分布在變電站的各種傳感器，如煙感傳感器、紅外微波探頭、門禁傳感器等，接收并及時地將報警信號傳送給調度中心，以做出相應處理。

根據(jù)對以上需求的分析，我們發(fā)現(xiàn)有如下特點：
　　1) 系統(tǒng)要具有高度的集成性。
　　2) 通過圖像可以實時監(jiān)視電網(wǎng)的運行。
　　3) 需要有報警功能，在發(fā)生報警情況后可以聯(lián)動報警。
　　4) 指揮中心和現(xiàn)場工作人員可以進行語音交流。
　　5) 可以實時錄像和回放。

根據(jù)以上系統(tǒng)需求特點，方正的視頻監(jiān)控解決方案具有以下特點：
　　1) 方正通信的"威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)可根據(jù)電力行業(yè)的特點，實現(xiàn)先進的電站自動化遠程監(jiān)控，具有高度的集成性，通過IP網(wǎng)絡有效地將系統(tǒng)的各個設備在統(tǒng)一的平臺內進行管理。
　　2) "威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)采用分布式網(wǎng)絡架構模式，支持多級視頻服務的功能，可以方便系統(tǒng)的有效擴展。
　　3) "威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)的網(wǎng)絡編碼器提供了一個RJ45的接口以及報警輸入接口，4路輸入、2路輸出。當發(fā)生報警時，可聯(lián)動多個設備協(xié)同工作。當監(jiān)視點發(fā)生報警時，系統(tǒng)自動啟動各種對應的聯(lián)動設備。
　　4) "威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)的網(wǎng)絡編碼器提供了語音輸入/輸出接口，可以方便監(jiān)控中心的管理人員和監(jiān)控點的人員進行語音交流。
　　5) "威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)的提供1CIF/2CIF/4CIF的高標準圖像分辨率，完全滿足電力行業(yè)的監(jiān)控需要。
　　6) "威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)的具備強大的錄像和回放功能，可以方便用戶進行錄像和回放管理。

　　"威視通"網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)的監(jiān)控圖像可根據(jù)地點、權限分成監(jiān)控組，以1分屏、4分屏、6分屏、8分屏、9分屏、10分屏、12分屏或者16分屏方式顯示，組內圖像可自動輪巡，切換時間可以任意調節(jié)。

四、 電力行業(yè)寬帶無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

圖 1 電力行業(yè)無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案

　　同有線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案。同有線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案的主要區(qū)別是在變電站眾多時，各個變電站的各監(jiān)控點相對集中，可以構成一個子網(wǎng)，然后通過無線網(wǎng)橋和監(jiān)控中心進行通信，這樣可以有效的節(jié)省挖溝埋線的工期以及相關的大量費用和開銷，也可以方便靈活的移動。

圖 2 變電站設備無線連接示意圖

五、系統(tǒng)設計原則
　　為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，滿足用戶的使用需求，在整個方案的設計和實施過程中，我們將遵循以下原則：

* 標準性
　　本設計以電力行業(yè)的特點作為設計依據(jù)，結合電站的系統(tǒng)需求，用最佳設計方案體現(xiàn)最高的性能價格比，是本方案設計的指導思想，也是本方案設計的基本出發(fā)點和追求的目標。
　　根據(jù)一般電站監(jiān)控點的分布圖，并充分考慮現(xiàn)場實際情況，前端設計采用高清晰度彩色攝像機，由抗干擾高屏蔽同軸電纜傳輸給網(wǎng)絡視頻編碼器，采用MPEG-4和H.264壓縮標準，將數(shù)字化的視頻信號通過網(wǎng)絡傳輸?shù)胶蠖吮O(jiān)控電腦,保證視頻信號和控制信號的準確傳輸；還可采用電視墻實時顯示各監(jiān)控點的信息。

* 個性化
　　電站視頻系統(tǒng)實施中，在選擇具有廣泛應用基礎的行業(yè)解決方案的同時，可根據(jù)各個電站的自身需求特點進行個性化開發(fā)，以達到電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)與電站網(wǎng)絡的其他部分無縫的結合。

* 先進性
　　在投資費用許可的情況下，系統(tǒng)采用當今先進的技術和設備，一方面能反映系統(tǒng)所具有的先進水平，另一方面又使系統(tǒng)具有強大的發(fā)展?jié)摿�，以便該系統(tǒng)在盡可能的時間內與社會發(fā)展相適應。

* 可靠性
　　系統(tǒng)最重要的就是可靠性，系統(tǒng)一旦癱瘓的后果將是難以想像的，因此系統(tǒng)必須可靠地連續(xù)運行。系統(tǒng)設計時在成本接受的條件下，從系統(tǒng)結構、設備選擇、產(chǎn)品供應商的技術服務及維修響應能力等各方面均應嚴格要求，使得故障發(fā)生的可能性盡可能少。即便是出現(xiàn)故障時，影響面也要盡可能小。

* 安全性
　　對于安全防范系統(tǒng)，其本身的安全性能不可忽視，系統(tǒng)設計時，必須采取多種手段防止本系統(tǒng)遭到各種形式與途徑的非法破壞。

* 可擴充性
　　系統(tǒng)設計時應充分考慮今后的發(fā)展需要，系統(tǒng)應具有預備容量的擴充與升級換代的可能。

* 規(guī)范性
　　由于本系統(tǒng)是一個嚴格的綜合性系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設計與施工過程中將參考各方面的標準與規(guī)范，嚴格遵從各項技術規(guī)定，做好系統(tǒng)的標準化設計與施工。

　　綜上所述，采用方正通信的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是：方正通信的網(wǎng)絡編碼器在距離攝像點最近的地方進行編碼，將圖像、音頻、控制信息全部轉換成IP報文，脫離了傳輸媒介的限制，使承載在不同的網(wǎng)絡上成為可能，能與局域或廣域網(wǎng)絡上的任何設備進行連接。通過方正通信的視頻監(jiān)控服務器，實現(xiàn)權限的控制和多播的傳送，很好地保障了多用戶對同一攝像點的監(jiān)控，使構建電站的"大監(jiān)控"網(wǎng)絡、提供運營、管理、維護的基本功能和多部門共同管理成為可能。通過方正通信的監(jiān)控工作站，任何使用部門，只要具有能夠寬帶聯(lián)網(wǎng)的計算機，就可以實時的監(jiān)控各地的圖像，極大地節(jié)約了設備投資，滿足了電站監(jiān)控網(wǎng)絡的快速建設需求。