智能電網視頻監控解決方案

■ 高貝

遠程視頻監控正逐漸成為建設電力自動化系統的新手段。未來的電力視頻監控系統將形成以實時視頻監控為核心，建立一套相對較完整的電力生產巡視、檢修、操作的實時監管業務流程，并以電子預案為核心，建立一套完善的針對電力生產突發事件的應急處置流程。

電力供應問題一直都是國家重點關注的戰略問題，電力行業的建設與發展亦是國家經濟發展的一項重要內容與保障。智能電網作為電力系統建設的重要組成部分，它的安全高效運行關系到整個電力系統乃至民生的穩定和安全，所以智能電網的安全防范解決方案亦有著舉足輕重的作用。

隨著電力系統信息化建設的不斷深入，基于SDH、PDH、微波等傳輸方式的電力專用通信網已經逐步建立起來，其為安防系統網絡化應用創造了良好的前提條件。其中，遠程視頻監控正逐漸成為建設電力自動化系統的新手段。

在電力視頻監控系統中，對變電站的監控是最重要的部分。采用遠程視頻監控系統與傳統的遙控、遙測、遙感、遙信等電力自動化系統相結合，可以大大提高重要變電站或無人職守變電站的安全性，保障整個電網的正常運行。

隨著3G網絡的開通，無線移動視頻技術為移動終端用戶帶來了更快的數據傳輸速率，同時也為提升電力安全生產監管水平奠定了技術基礎。日常巡檢工作人員通過移動視頻終端，可以更清晰、快捷的反映當前設備的運行狀態。

電力視頻監控需求分析

視頻監控：系統需要對變電站外部情況、變電站內部各重要部分(如主控制室、高壓室等)、主要設備運行情況等進行視頻監控，并將相應的視頻數據進行存儲。

數據傳輸：在進行視頻監控的同時，系統需要把溫度、紅外感應、設備運行參數等各項數據傳輸到監控中心，實現對變電站的全方位監控。

反向控制及聯動：當變電站發生異常情況時，系統可遠程控制現場設備，或根據各種數據的變化自動產生聯動控制。

語音對講：當變電站發生異常情況時，系統可遠程與現場工作人員語音通訊。

電力變電站監控項目的實際情況中，變電站分布在整個城市、鄉村的各個角落，部署得非常分散，監控對象等級包括500KV、220KV、110KV、35KV 等不同等級，一般110KV以下都是無人值守。而目前大部分已建的監控系統都不適合長時間無人值守環境及多級聯網功能。

電力視頻監控解決方案

前端設備選擇

電力視頻前端設備長期工作在高電壓、強磁場的環境下，對設備的抗電磁干擾性能有非常嚴格的要求；再者，電力變電站分布很散，而且大多位于偏遠地區，現場環境惡劣，對設備的長期穩定運行有著嚴格要求。

所以對于前端攝像機的選擇上，有著一定的環境適應使用要求，選擇的攝像機一般需要可以應用在惡劣的環境中，對恒溫恒濕的環境也有很強的適應力。另外前端采集溫度、濕度、電流、電壓、儀表數據等模擬量的傳感器的靈敏度也有著很高的要求，針對不同的應用設置不同的區間，能將采集到的數據及時上傳。

為了配合報警系統和防盜系統，前端也需安裝一些報警信號采集設備，如輸變電線路是否發生漏電和短路，重要設備是否被水浸，機房和倉庫是否發生火災或盜竊現象等等。隨著3G網絡的開通，無線移動視頻技術為移動終端用戶帶來了更快的數據傳輸速率，同時也為提升電力安全生產監管水平奠定了技術基礎。日常巡檢工作人員通過移動視頻終端，可以更清晰、快捷的反映當前設備的運行狀態。

針對以上需求，電力視頻監控系統根據監控位置的不同，配置了不同功能的前端設備，如電力設施周界，開關室、高壓室等均采用智能高速球形攝像機，而電站出入口及通訊監控室、配電室、電容室則采用寬動態攝像機、半球攝像機。此外，考慮到野外工作或移動監控需求，系統對于前端配備單兵產品。

系統整體架構

監控中心系統

變電站本地監控中心，根據變電站規模，分為有人值守和無人值守，一般500KV或500KV以上變電站，屬于有人值守，200KV或200KV以下，屬于無人值守變電站。因此在選擇變電站核心設備時，應該注意以下幾個方面：

設備的高穩定性

為了保證設備長期運行的穩定，系統選用嵌入式管理平臺或者嵌入式硬盤錄像機、視頻服務器等存儲管理設備更為有效。

系統擴展性

因部分變電站長期處于無人值守狀態，因此需要遠程對變電站的門禁、報警、環境監測等其他系統、數據統一調度指揮，這就要求設備能做到與其他系統兼容統一。

多級系統級聯

目前的電力專線大多基于E1鏈路的2M網絡，在多級變電站級聯下，需要保證站與站之間的數據實時、有效、穩定。因此要求站與站之間形成一個大的多域管理。

針對以上相關需求，嵌入式網絡平臺系統可完全滿足。

在系統中，通過前端攝像機的視頻采集，能觀察到不同區域的現場情況，并進行數據采集分析，保證監控的實時有效。通常從變電站到監控中心都有2Mbps的E1通道，將核心設備通過2M網橋連到光端機等E1通道上，并把圖像及相關數據傳送到監控中心。而監控中心則分為變電站分控中心和電網調度總監控中心。變電站監控中心主要負責管理前端各個變電站設備，相應權限由調度總監控中心嵌入式網絡管理平臺E-NVS劃分。工作人員通過監控平臺劃分的用戶名和密碼登陸系統就可以進行遠程監控、調度、錄像、報警、電子地圖等一系列功能。

在電力網絡內的其他職能部門或相關領導，在授權后可以通過平臺客戶端軟件，或者IE瀏覽器進行遠程調度、監控。同時，部門領導可以通過在辦公室設置一臺觸摸式控制終端，實現對所有視頻的查看。

系統主要特點

E-NVS平臺采用了嵌入式設計和實時操作系統，具有極小的功耗，穩定性高。

系統采用H.264高效視頻編解碼技術，在1M帶寬下可提供高分辨率的實時視頻碼流。

系統支持16Kbps～12Mbps的傳輸帶寬，可靈活適應各種接入方式。

系統支持內置Web服務和組播功能，可靈活地實現桌面監控，且大大降低傳輸占用的帶寬。

電力視頻監控系統支持單碼流、多碼流等多種錄像模式及定時、告警觸發、手動等多種錄像啟停方式，最大限度地節約硬盤空間。

系統支持E1、SMT-1、SMT-4、10/100/1000M以太網等各類傳輸方式，適應各種傳輸環境。

系統優勢

采用嵌入式高集成度結構

為了保證系統運作的穩定性，所有設備采用嵌入式系統。該系統集成了平臺軟件、服務器、存儲設備的所有功能，后臺管理無需采用服務器及磁盤陣列/NAS/IPSAN等存儲設備，且其使用RAID做硬盤管理（16盤位），最大可支持16個SATA硬盤。

支持網絡鍵盤及觸摸終端

系統可通過網絡鍵盤對電視墻進行控制，同時鍵盤本身具備的液晶屏也可以實時查看調用網絡視頻。此外，觸摸式桌面交互終端，能直接通過終端接入管理平臺，并能控制前端設備云臺、鏡頭動作、歷史視頻查詢等。

單機管理300路D1網絡視頻，多機疊加實現更大容量

單臺E-NVS可以管理和存儲300路D1分辨率的視頻，并提供100路視頻的實時轉發或錄像查詢。對于規模大于300路的系統，可以通過多機疊加的方式進行擴容，實現更大管理容量的系統實施；

3D快速定位

為了規避網絡延時帶來的控制定位問題，結合高速球型攝像機，其可通過鼠標實現3D虛框放大的快速定位功能，保證云臺鏡頭控制精確、快速。

電子地圖

系統支持載入變電站分布平面圖或者GIS地理信息圖，可隨意在圖上配置報警點，并支持布防，撤防。

結束語

2007年以來，電力行業開始試點視頻監控應急系統，以電力生產應急指揮系統中的電力生產應急指揮平臺為核心，管理配網視頻監控系統、變電站單兵系統、統一通信系統、視頻智能巡線系統等，并與已有的電網SCADA實時監控系統、供電設施、人員裝備實時定位的GPS/GIS定位系統、配網臺區實時故障信息的配電臺區在線監測系統、指揮配網故障處置的配網故障信息管理系統、備品備件及工器具管理系統等系統實現信息共享。將來電力視頻監控系統主要特點是：以實時視頻監控為核心，建立一套相對較完整的電力生產巡視、檢修、操作的實時監管業務流程，避免習慣性違章和誤操作的發生。并以電子預案為核心，建立一套完善的針對電力生產突發事件的應急處置流程，保證應急響應的正確性。