視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在電力中的整合應用方案

馬 玫 ，唐 娜

(1.國網(wǎng)四川省電力公司信息通信公司 四川 成都610041；2.四川科銳得電力通信技術(shù)有限公司 四川 成都610041）

隨著無人變電站管理模式的推廣，變電站視頻監(jiān)控、遠程故障、意外情況告警接收處理和環(huán)境監(jiān)測等手段可大大提高變電站運行維護的安全性和可靠性[1]。

目前電力行業(yè)變電站內(nèi)的視頻監(jiān)控及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設現(xiàn)狀較為凌亂[2]，視頻監(jiān)控系統(tǒng)及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)為獨立的兩套系統(tǒng)，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互共享及整合應用。且站端系統(tǒng)存在多個廠家的設備，大都采用私有通信協(xié)議，沒有形成統(tǒng)一的標準，對實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的集中聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)共享、智能化應用帶來了巨大的困難。為了加強對變電站在安全生產(chǎn)、環(huán)境狀況、火警監(jiān)測、防盜保安等方面的綜合管理水平[3]，實現(xiàn)變電站無人值守需求，四川電網(wǎng)編制了《四川省電力公司視頻監(jiān)控技術(shù)標準》，對變電站內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及性能、互聯(lián)互通等基本要求進行規(guī)范。文中重點討論站端視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的整合應用及所涉及的互聯(lián)通信協(xié)議。

1 四川電網(wǎng)站端視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實時獲取站端的視頻資源，由網(wǎng)絡視頻處理單元（NVR）及前端IP攝像機組成，視頻處理單元對前端IP攝像機進行管理和控制。

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由環(huán)境處理單元、安全警衛(wèi)子系統(tǒng)、燈光智能控制子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)、動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)等組成。 環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)Fig.1 Environmentalmonitoring system

目前環(huán)境處理單元能接入和處理的遙信量有紅外對射、水浸探頭、煙霧探測、溫度探測、警笛、電子圍欄，遙測量有溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、SF6濃度監(jiān)測設備，遙控量有燈光控制器、聲光告警器、通風設備、空調(diào)控制器。

站端視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡將視頻圖像上傳到上級主站平臺，但是環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)目前還無法出站，上級主站平臺無法獲取站上環(huán)境數(shù)據(jù)。而且這兩套系統(tǒng)在站端為兩套獨立系統(tǒng)，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互及聯(lián)動應用。

2 站端視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)整合方案

為了解決上述問題，需要在變電站內(nèi)新增站端輔助平臺。站端輔助平臺采用服務器架構(gòu)，用于與上級主站平臺進行信息交互，并管理站端環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)，實現(xiàn)對站端信息進行展示、控制以及兩個子系統(tǒng)的聯(lián)動功能。圖2為改造后的站端系統(tǒng)連接圖。

圖2 改造后站端系統(tǒng)連接圖Fig.2 The end system connection diagram after transformation

網(wǎng)絡攝像機與視頻處理單元的通信采用目前主流的ONVIF協(xié)議，目前ONVIF已經(jīng)定義的內(nèi)容包含設備發(fā)現(xiàn)、設備管理、圖像配置、媒體配置、實時流、PTZ控制、事件處理、視頻分析、安全等[3]。在此基礎上，四川標準根據(jù)實際需求擴展了OSD配置、遮擋告警、3D定位三個功能。

視頻處理單元與站端輔助平臺通信協(xié)議遵守國家電網(wǎng)公司 《Q/GDW517.1-2012電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口 第一部分：技術(shù)要求》中的接口B協(xié)議規(guī)范[4]，實現(xiàn)注冊、資源上報、資源信息獲取、歷史告警查詢、錄像檢索、調(diào)閱實時視頻、語音對講和廣播、云鏡控制、事件訂閱及通知、錄像回放。四川標準此基礎上擴展了遠程參數(shù)配置、三維定焦兩個功能。

因為環(huán)境量由四遙信號組成，環(huán)境量的上傳很適合使用電網(wǎng)內(nèi)成熟應用的IEC60870-5-104規(guī)約,包括了豐富的應用服務數(shù)據(jù)單元 ASDU（Application Service Data Unit）[5]。 其中I格式是信息傳輸格式，表1是I格式的內(nèi)容。

將變電站內(nèi)接入的環(huán)境數(shù)據(jù)分成遙信、遙測、遙控3類信息體類型，表2是對環(huán)境量定義的信息體地址。

環(huán)境處理單元通過104規(guī)約與站端智能輔助平臺通信，接受站端智能輔助平臺的控制命令，向站端智能輔助平臺傳輸環(huán)境數(shù)據(jù)、告警等相關信息。

表1 I格式Tab.1 I format

站端智能輔助平臺實現(xiàn)環(huán)境子系統(tǒng)與視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動應用，此外站端輔助平臺還將整合的視頻資源和環(huán)境信息數(shù)據(jù)上傳至地市級平臺，解決了信息出站的需求。

3 方案試點

基于四川標準對于環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)與視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的整合應用方案，在成都電業(yè)局的龍?zhí)端伦冸娬咀隽嗽圏c應用，在站端配置了站端輔助平臺視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的設備和動環(huán)監(jiān)控子系統(tǒng)的設備用站端輔助平臺進行整合。龍?zhí)端孪到y(tǒng)整合方案架構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)整合方案架構(gòu)Fig.3 The system integration architecture

站端輔助平臺上可以實現(xiàn)對視頻資源及動環(huán)數(shù)據(jù)進行集中管理和控制，上傳站端數(shù)據(jù)，實現(xiàn)主站平臺統(tǒng)一監(jiān)測站內(nèi)環(huán)境量，包括遙測量（溫度、濕度、風速、SF6濃度監(jiān)測、通信電源）、遙信量（水浸、門禁、煙感、電子圍欄、空調(diào)運行狀態(tài)、消防），遙控量（空調(diào)開關機、排風扇開關、燈光控制）。并能實現(xiàn)兩個子系統(tǒng)的聯(lián)動應用，具體的有環(huán)境量告警信息觸發(fā)的視頻系統(tǒng)聯(lián)動；受控門的狀態(tài)發(fā)生變化時，主站平臺上相應視頻聯(lián)動；安全警衛(wèi)子系統(tǒng)產(chǎn)生告警時觸發(fā)的視頻、燈光控制的聯(lián)動；消防子系統(tǒng)產(chǎn)生告警時觸發(fā)的聯(lián)動。圖4展示的是聯(lián)動配置界面。

表2 環(huán)境量信息體地址Tab.2 Environmental information

圖4 聯(lián)動配置界面圖Fig.4 Linkage configuration interface diagram

4 結(jié)束語

文中就目前變電站存在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與動環(huán)系統(tǒng)獨立運行、沒有整合及聯(lián)動應用的現(xiàn)狀，提出了一種切實可行的整合方式。通過整合應用設備以及環(huán)境量和視頻進行遠程監(jiān)視、控制和管理,實現(xiàn)“五遙”(遙測、遙信、遙調(diào)、遙控,遙視)功能[6],完成從有人值守向無人或少人值守的轉(zhuǎn)變,完成從事后維護向預防性維護的轉(zhuǎn)變，更好的滿足電力生產(chǎn)、安全監(jiān)察、應急指揮等各類專業(yè)化。

[1]黃科文.變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實施[D].廣州:華南理工大學，2010.

[2]余昇,張釗,郝小龍.基于SIP協(xié)議的電網(wǎng)統(tǒng)一視頻平臺中應用客戶端的研究與實現(xiàn)[J].通信市場,2011：380-384.YU Sheng,ZHANG Zhao,HAO Xiao-long.Research and realization of application client in state gird video platform based on SIP protocol[J].Communication Market,2011(6):380-384.

[3]ONVIF.ONVIF核 心 規(guī) 范 版 本 2.2 [EB/OL].（2012-05）[2013-09-10].http://www.onvif.org.

[4]國家電網(wǎng).Q/GDW 517.1-2010.電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口第一部分：技術(shù)要求[S].北京:國家電網(wǎng),2010.

[5]何松,李育靈.IEC-104規(guī)約應用分析[J].山西電力,2007，4（140）:18-21.HE Song,LI Yu-ling.Analysis of the IEC-104 protocol application[J].Shanxi Electric Power,2007，4（140）:18-21.

[6]楊鵬.北京聯(lián)通分布式基站動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設計與實施 [D].北京:北京郵電大學,2011.