淺析變電站圖像集中監控系統的研究

摘要：變電站監控系統在發展過程中，出現了多廠家、多界面、難維護、難監視等問題，在生產管理中的問題突出。集中監控系統是運用圖像監控集中聯網監控新的管理理念，而開發的一套綜合性圖像監控系統，統一了操作平臺，適用范圍廣，能夠有效的規范變電站圖像監控管理和提高生產效率。

關鍵詞：變電站 圖像監控 集中監控 研究

1 變電站圖像監控集中監控系統的意義

隨著電子技術、網絡通信技術和應用的快速發展，近幾年來很多變電站進行了現代化改造，很多變電站現已實現無人/少人值守的目標。圖像監控系統設備在變電運行管理中日漸發揮不可替代的作用，成為反映變電站及電氣設備環境變量、安全防護、火災報警的重要設備。數字視頻技術不僅能減少視頻傳輸引起的失真，還能對視頻信息進行分析、識別及有效信息提取。因此隨著數字技術的進步，數字視頻監控將成為今后的發展方向。

由于各種原因，電力行業運行的圖像監控系統常常不只一個廠家的系統，而且一般各廠家的系統都根據自己的硬件系統，開發了不同的應用軟件。不同廠家的系統不能簡單的共享數據與操作、管理平臺，不便于集中維護與管理。

2 圖像監控集中監控系統的現狀分析研究

目前圖像監控系統由于是多個廠家，圖像監控系統技術各個廠家技術保密或因技術力量不足，不提供或提供不了系統接口程序和技術服務，造成公司級監控無法統一監控，各個廠家使用各自的客戶端操作，不統一界面，操作方法也不同。針對這一問題，現多數廠家已意識到圖像監控多個廠家聯網的重要性，開發一套系統界面清新、功能強大、操作也十分簡便，對會使用IE瀏覽器的用戶只需要經過簡單指導就能很快學會具體的使用，并應用到實際的工作當中的圖像監控系統。

3 圖像監控系統工程實施方案的研究

根據公司對視頻監控系統功能要求，并結合圖像監控的技術特點，大幅提高監控系統性能，并最大限度地保留原有投資，減少系統建設成本，體現最優性價比。

3.1 分區監控主站簡述（集控站）

現有視頻監控系統目前在各變電站站端配置一臺網絡硬盤錄像機（視頻服務器），完成對視音頻信號的數字化及編碼壓縮處理，將其和報警等數據信息一起打包成IP數據包在IP網絡上傳輸；各變電站與分區監控主站之間有1個獨立的2Mb/s(G.703)通訊通道，用以傳輸各變電站站端網絡硬盤錄像機的視音頻和報警信息。在分區監控主站設置一臺視頻管理服務器實現對轄區內各個變電站的統一管理，平時服務器各個分區用各個的服務器，一旦某分區服務器故障，則由遠程監控中心的服務器負責管理圖像監控，提高了系統的可靠性，這樣分區監控主站內的各監控客戶端就通過分區監控主站的視頻管理服務器授權來實現對轄區內各變電站的視頻監控，監控客戶端可以是分區監控主站局域網內任一計算機。

3.2 變電站圖像監控子站簡述

變電站圖像傳輸子系統的網絡視頻服務器采用嵌入式embedded system、視頻壓縮H.264標準系統，嵌入式embedded system系統一般指非PC系統，嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器等。在嵌入式系統發展朝著小體積、低功耗、高性能的趨勢發展的今天。MCU、DSP、FPGA的結合將是未來嵌入式系統發展的趨勢。SOPC＝MCU+DSP+FPGA，它將 FPGA、MCU及DSP等功能集于一身，將其可編程特性與IP核相結合，從而真正實現硬件編程、升級和重構。

新一代視頻壓縮H.264標準，不同于以往的離散余弦變換(DCT)，它是基于4×4離散余弦變換和量化，其算法能通過整型變換整數精確地進行計算，避免了“逆變換誤差”。執行變換系數量化過程不需要進行除法運算，只進行加法和移位運算，從而極大的降低了計算的復雜程度。占用通信帶寬小，圖像清新流暢。

3.3 集中監控系統監控中心簡述

供電公司對下轄監控分區域內的所有變電站都具有管轄權，在供電公司遠程監控中心設置一套中心管理設備和軟件對各變電站的視頻監控系統資源進行集中管理，系統和分區監控主站服務器構成雙服務器，一主一備。當一臺停止運行時，另一臺自動切換為工作主機，增加系統可靠性。公司遠程監控中心的視頻管理服務器授權可實現對供電公司下轄任一變電站的視頻監控、消防煙感抱緊及變電站周界報警監控。

4 集中監控系統監控中心實現的功能

4.1 實時圖像監控

在遠程圖像監控中心可實時監視各變電站的所有圖像信息，完成變電站圖像的實時顯示、監控、存儲等功能，通信方式為IP組播方式。多級電子地圖（宜為三維立體圖），第一級為整個系統圖，可以方便查找到需要的變電站，點擊某站圖標進入第二級該變電站的具體設備分布圖，包括所有的攝像機、報警器等的分布。報警發生時，報警地點以醒目的標記閃爍在電子地圖上，準確判斷報警類型和地點。

4.2 遠程控制

遠程變電站現場照明控制，實現全天候監視；可進行當地或遠程布防/撤防控制，可以事先確定布防/撤防策略，由系統按照制定的策略自動進行布防/撤防；也可以通過電子地圖進行布防或者撤防控制。

4.3 告警管理

報警可根據需要進行分為兩級：嚴重報警、一般報警，報警級別可設定；報警信號、報警內容可在任何畫面自動顯示；可根據報警信號位置切換指定攝像頭畫面，操作指定設備（照明、警鈴等），并自動錄像（錄像時間可設），實現報警聯動；所有報警信息均應自動保存，有需要時可打印輸出。

4.4 圖像管理

遠程圖像監控中心可顯示、存儲、檢索、回放各變電站的所選攝像機實時圖像；能夠將任意一幅回放圖像存放成JPEG或BMP格式的圖像，供數據交換使用。

4.5 安全管理

系統實行操作權限管理，按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級，系統登錄、操作應進行權限查驗；而且不同的設備具有不同的操作權限選項（如鏡頭有修改、刪除、錄像、控制等權限，而對開關則有修改、刪除、控制等權限）。

4.6 系統管理

系統具有較強的容錯性，不會因誤操作等原因而導致系統出錯和崩潰；系統應具有數據備份與恢復功能；系統應具有對站端設備遠程配置、遠程維護、遠程啟動的能力；應自動生成系統運行日志，可查詢及以報表方式打印輸出。

5 結束語

變電站圖像監控集中監控系統是一種全新的監控系統，減小系統的維護工作量，能為眾多變電站、集控中心、職能管理部門、公司領導、應急指揮中心實施簡明、高效、準確的管理，提高運行效率，達到了預期的目標。打破傳統監控方式，實現統一聯網監控，統一了操作界面，而且成本低，有著廣闊的市場和應用前景。