電力無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)分析

謝 飛，邵淑燕，彭 潔

（國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，濟南 250021）

電力無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)分析

謝 飛，邵淑燕，彭 潔

（國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，濟南 250021）

為進一步避免專業(yè)管理監(jiān)管不全面、不及時，提升工程的建設(shè)管理水平，充分發(fā)揮專業(yè)管理能力的優(yōu)勢，建立電力無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過前端圖像和控制信號采集、站內(nèi)圖像無線傳輸、光纖通信以及工程建設(shè)監(jiān)控中心等功能模塊，實現(xiàn)對建設(shè)施工全過程、全方位、無死角的監(jiān)控管理，加強工程質(zhì)量過程控制，提高工程建管的信息化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。

視頻監(jiān)控；無線技術(shù)；建設(shè)管理

0 引言

目前省級電力公司直管電網(wǎng)建設(shè)工程任務(wù)繁重，項目管理人員相對不足，而“大建設(shè)”新體系下精益化的管理需求對工程項目管理提出了更高要求；同時目前電網(wǎng)建設(shè)工程項目管理手段單一，不能通過信息化手段實現(xiàn)對電網(wǎng)建設(shè)管理信息的動態(tài)監(jiān)控，不利于提高電網(wǎng)建設(shè)管理信息化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平。

由于500 kV及以上電壓等級的輸變電工程點多面廣，專業(yè)涉及比較多，信息分散在多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，參建人員水平參差不一，造成各工程管理水平不一致，甚至出現(xiàn)各專業(yè)管理監(jiān)管不全面、不及時的情況，在現(xiàn)有管理人員基本不變的情況下，利用可視化、3G移動視頻等高科技現(xiàn)代化的監(jiān)控手段，有效監(jiān)督和檢查施工現(xiàn)場安全文明施工狀況，全面掌握工程進度，加強工程質(zhì)量過程控制。

基于在建輸變電工程施工現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性、特殊性，若在工地現(xiàn)場全部采用有線傳輸方式，進行基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)（視頻線、電源線、控制線的敷設(shè)），存在施工難度大、成本高等缺點，而且隨著工程施工的進行，系統(tǒng)各種線纜容易遭到破壞，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，一旦工程施工結(jié)束，所敷設(shè)的臨時線纜再次利用比較困難，造成成本的浪費，故在變電站建設(shè)施工的園區(qū)內(nèi)，采用無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸搭建前端的視頻采集傳輸模式，能很好解決這些問題。

1 前端圖像和控制信號采集

前端圖像和控制信號采集部分主要由攝像機、球型云臺、視頻服務(wù)器、安裝支架和基礎(chǔ)設(shè)施組成。

室外施工現(xiàn)場的前端圖像采集和控制信號傳輸由無線網(wǎng)橋加網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器及一體化勻速球機組成。通過鏡頭的變焦變倍及云臺的隨意轉(zhuǎn)向，對現(xiàn)場的部分細節(jié)進行縮放檢視，攝像機分布在變電站施工現(xiàn)場的重要節(jié)點位置，居高臨下，對工地全方位實施監(jiān)控。攝像機、云臺、網(wǎng)橋、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器設(shè)備的電源部分由220 V市電提供。

室內(nèi)項目部配置一套視頻錄像服務(wù)器，通過一根網(wǎng)線直接連接網(wǎng)絡(luò)交換機1套，網(wǎng)絡(luò)交換機再通過相應(yīng)傳輸設(shè)備將視頻信號傳送回本部，其中視頻錄像服務(wù)器可對采集到的視頻信息進行錄像存儲，便于隨時調(diào)用觀看。

2 在建變電站圖像無線傳輸

圖像的無線傳輸主要有模擬微波信號無線傳輸、數(shù)字微波信號無線傳輸和3G信號無線傳輸。

根據(jù)項目現(xiàn)場情況和需求，系統(tǒng)采用5.8 GHz頻段數(shù)字微波信號建立變電站施工現(xiàn)場的無線傳輸鏈路，實現(xiàn)視頻信號和控制信號的無線傳輸［1］。

系統(tǒng)的數(shù)字微波無線傳輸鏈路通過無線網(wǎng)橋接進行建立。監(jiān)控前端采用模擬攝像機接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（Digital Video Server，DVS），網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器把采集的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號，通過無線網(wǎng)橋發(fā)射數(shù)字信號到對端的無線網(wǎng)橋上。接收到數(shù)字信號的無線網(wǎng)橋，通過網(wǎng)絡(luò)交換機傳輸?shù)诫娏钟蚓W(wǎng)［2］。

此方案是采用一點對多點的解決方案，即：一個接收的網(wǎng)橋可以連接多個發(fā)射網(wǎng)橋傳回來的信息。如圖1所示，在變電站施工項目部有局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信號的接入處作為視頻信號的采集匯總中心，來做一對多的連接。在施工工地的制高點設(shè)置網(wǎng)橋和全向天線，保障每個視頻采集點的網(wǎng)橋到匯聚中心網(wǎng)橋的鏈路是暢通無遮擋的。工地中每個監(jiān)控點處的攝像機通過視頻線、485控制信號線與視頻服務(wù)器連接，視頻服務(wù)器通過一根網(wǎng)線直接連接到無線網(wǎng)橋上。監(jiān)控中心處通過放置的無線網(wǎng)橋和全向天線，建立與各個視頻采集點無線網(wǎng)橋圖像傳輸?shù)臒o線傳輸鏈路，接收多方位的監(jiān)控點處無線網(wǎng)橋傳回的圖像信息，同時通過無線鏈路將云臺的控制指令傳輸?shù)角岸藬z像頭，實現(xiàn)管理員對云臺和攝像頭的控制，各個前端傳回的多路數(shù)字視頻圖像通過網(wǎng)線接入電力局域網(wǎng)，實現(xiàn)變電站施工現(xiàn)場圖像的采集及無線傳輸。

圖1 無線信號傳輸連接圖

3 圖像光纖傳輸

變電站在建設(shè)施工階段，從臨近變電站至輸變電工程現(xiàn)場架設(shè)站用電源輸電線路，同時沿線路架設(shè)1條24芯OPGW-70光纜，采用G.652D型單模光纖，形成臨近變電站至施工現(xiàn)場的光纜路由通道［3］。

輸變電工程項目部配置地區(qū)級622 Mb／s SDH光傳輸設(shè)備1套，對端變電站原有光傳輸設(shè)備增配622 Mb／s光接口板1塊［4-5］，并開通項目部至臨近變電站的相應(yīng)光路1路，使輸變電工程項目部通過臨近變電站接入電力局域網(wǎng)，并保證信息的安全、可靠傳輸，搭建基于光纖通信為傳輸網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)［6］。

在輸變電工程竣工投產(chǎn)后，項目部圖像傳輸光纖網(wǎng)絡(luò)仍可傳輸變電站相關(guān)業(yè)務(wù)信息，作為備用通道使用。

4 工程建設(shè)監(jiān)控中心

工程建設(shè)監(jiān)控中心作為整個系統(tǒng)的控制、圖像顯示、圖像錄像中心，負責(zé)接收各個變電站工程現(xiàn)場通過電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的視頻信息，如圖2所示。監(jiān)控中心工作人員通過大屏幕電視墻對在建變電站工程現(xiàn)場進行清晰地觀察，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確、直接地了解和掌握各個工地的情況、進度，并及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng)，對有關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲、分析，為以后的決策和改進提供有力支持。

監(jiān)控中心對云臺、鏡頭的控制指令通過無線設(shè)備傳送到各個工程的現(xiàn)場。控制指令包括現(xiàn)場任意點攝像機云臺、鏡頭的光圈、焦距、變倍；云臺的上、下、左、右、自動或輔助控制遠端的電源、攝像機開關(guān)等操作。視頻數(shù)據(jù)同時存入存儲服務(wù)器，進行錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。日后，管理人員可以通過計算機訪問存儲服務(wù)器查詢回放視頻錄像。

圖2 工程建設(shè)監(jiān)控中心音視頻拓撲

5 成果

電力無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對所有在建輸變電工程現(xiàn)場的遠程視頻監(jiān)控，全景式集中監(jiān)控工程的施工情況、進度情況、安防情況、質(zhì)控情況，真正做到工程全過程、無盲點、無死角的全面監(jiān)管，保障各項操作按照規(guī)范要求進行，徹底消除各種安全隱患，促進建管中心項目管理模式由傳統(tǒng)的“就地管理”向“遠程管控”方式的轉(zhuǎn)變，真正實現(xiàn)辦公室與施工現(xiàn)場之間的“零”距離對接。

6 結(jié)語

電力無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過在建變電站現(xiàn)場的攝像機、云臺、網(wǎng)橋、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器設(shè)備、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)傳輸及監(jiān)控中心等設(shè)備設(shè)施，實現(xiàn)施工現(xiàn)場前端圖像采集、圖像無線傳輸、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸、現(xiàn)場實時監(jiān)控等功能，同時改進了在建變電站施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控存在的諸多問題，并綜合考慮施工、維護操作、擴容建設(shè)、再利用等諸多因素，有力提高了輸變電工程現(xiàn)場監(jiān)管力度。

［1］斯托林斯（美）.無線通信與網(wǎng)絡(luò)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

［2］楊波，周亞寧.大話通信：通信基礎(chǔ)知識讀本［M］.北京：人民郵電出版社，2009.

［3］GB 50545—2010 110 kV～750 kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］YD 5095—2014同步數(shù)字體系（SDH）光纖傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范［S］.

［5］DL／T 5404—2007 電力系統(tǒng)同步數(shù)字系列（SDH）光纜通信工程設(shè)計技術(shù)規(guī)定［S］.

［6］Q／GDW 166.4—2010 國家電網(wǎng)公司輸變電工程初步設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定第4部分：電力系統(tǒng)光纖通信［S］.

Analysis of Power Wireless Video Monitoring System

XIE Fei，SHAO Shuyan，PENG Jie
（Economic&Technology Research Institute，State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250021，China）

In order to ensure the comprehensive and timely professional management supervision，improve the construction management level of the project，and give full play to advantages of professional management ability，the power wireless video surveillance system is built.The system can realize monitoring and management of the whole process，omnibearing and free of dead corner through modules of the front end image and control signal acquisition，the station image wireless transmission，optical fiber communications and the engineering construction monitoring center.The system can strengthen the engineering quality process control，improve the engineering construction management level of informatization，professionalization and standardization.

video surveillance；wireless technology；construction management

TP277

：B

：1007－9904（2017）04－0044－03

2016-11-19

謝 飛（1987），男，工程師 ，從事電力通信設(shè)計工作。