1 引言
随着电力工迅速成长，中国正在进行“网厂分隔、竞价上网”的改造，以便开放电力市场，引进竞争机制，下降发电成本，合理哄骗资本，并终使用户获利。而电力市场不竭完善后，将允许用户介入电力市场的竞争，生产调剂与市场买卖一体化，调剂的作用和地位进一步提高。这就要求变电站实现无人/少人值守，裁员增效。
凭据我们的领会，今朝国内只有广东、江苏等蓬勃省份的部门变电站实现了“四远”(远测、远信、远控、远调)和无人值班(实际上是无人值班，有人值守模式)，调剂值班人员在远方控制中心即可能对变电站的各类电气参数进行监视，对断路器与电动刀闸进行控制。遗憾的是，四远不触及变电站情况(如防盗、防火、防爆、防渍、防水汽泄漏等)的监控内容，人们对这类“无人值班”心存疑虑。
随着多媒体技术、计较机通讯技术的不竭成熟，数字视频技术的日臻完善，现代数据传输技术的成长，使得数据传输速度和带宽不竭向上突破，为视频监控技术的研制提供了必需的根蒂根基。是以，远程图像控制与信息经管即远视系统的研究课题，列进了议事日程。
2 设计思想
变电站远视系统主要是把变电站现场的监视图像、声音、报警旌旗灯号和各类装备的数据进行收集处置，采用进步前辈的图像编解码压缩技术和传输技术，集装备监控、图像收集、闭路监视、图像监视预告联动和视频图像等功能于一体的综合自动化系统。研制该系统时，应充实斟酌用户的具体要求和当地的具体情况，建立在高起点的技术之上，按无人值班方案进行设计。
首先，系统应能知足无人值班变电站的要求，具有高度的靠得住性和工作的接连性，可以24h接连监控数十个变电站。
其次，系统应具有多画面视窗，1～16个画面肆意朋分方式；图像清晰，画面流利，完全杜尽马赛克、图像边缘锯齿及拖动现象；在保证高品画面的同时，下降传输码流，实现了真实的海存储。
再者，系统应提供透明通道，知足多种高、低速通讯通道。
3 系统组成
远视系统的基本设置装备摆设如图所示。
远视系统由多个远程现场和一个监控中心组成，在远程现场和监控中心之间有PCM2M通讯线路毗连。在每一个现场均有若干摄像机。摄像机的镜头、云台可控，并可加若干传感器、警灯、警号等外围装备。在监控中心可以肆意监视各个现场，并收集各现场的报警信息。监控中心由中心计心情房内部的多媒体监控主机和机房之外的网络分控计较机组成。
系统可以利便、即时地检索、收受接管记实存贮的图像，如可按时间、地址(镜头)或图像文件进行检索和回放。回放图像稳定、清晰，可频频读写，不存在传统监控系统中所存在的录像带的旌旗灯号衰减和磨损问题。
3.1 系统设置装备摆设
3.1.1 厂站端
包括摄像机单元、控制解码器、视频矩阵、报警控制装备、麦克风和音箱、编解码器等，在有人值守的远程现场可以设置多媒体控制计较机，也能够设置控制键盘，这些控制装备可以控制该现场的摄像机切换，镜头、云台动作，而且可以处置报警信息。对于无人值守的现场可以不放置计较机，建议放置控制键盘。厂站端在系统中的作用是收集现场的各类视频、音频、数据等信息，并经由过程编解码器进行处置，将模拟旌旗灯号数字化并压缩编码，以便于在可哄骗的数字通讯线路上进行传输。同时厂站端还具有把主站端传输过来的控制饬令解码后控制镜头、云台等可控装配。
3.1.2 通讯层
可用光纤、微波、DDN、ISDN、通讯卫星、有线基带调制解调器、无线扩频调制解调器等，线路接口可所以G.703，V.35，RS449等。
3.1.3 主站端
包括编解码器、视频矩阵、音频矩阵、麦克风、音箱，多媒体电脑、监视器、网络视频服务器及监控软件等。主站真个作用是将通讯线路收集的数字旌旗灯号经由过程编解码器解码转化后的模拟旌旗灯号经视频矩阵进进多媒体电脑、监视器和网络视频服务器，用于监视各个现场，并收集现场的报警信息，同时供网络层传输图形等旌旗灯号。
3.1.4 网络层
即计较机网络(局域网或互联网)由局长分控计较机、变电站分控计较机等各级网络分控计较机组成。其作用是将网络视频服务器上的远程现场旌旗灯号在局域网或互联网上进行传输，以供局长分控计较机等各级网络分控计较机同享资本。
3.2 系统三年夜领域
3.2.1 视频技术
在许多远程视频监控系统的方案设计中，经常会遇到的问题是若何远距离传输监控现场的模拟视频旌旗灯号。使用同轴电缆传输模拟视频旌旗灯号，在距离上会遭到限制，跨越几百米便需要放年夜中继，是以，常规的视频监视系统只适合在一座建筑物内或一定区域范围内使用。此外，常规系统在一路同轴电缆上只能传输单一视频旌旗灯号，传输控制旌旗灯号和话音需要零丁敷设电缆。远距离传输视频的可行方式是将模拟视频旌旗灯号数字化并压缩编码，在可哄骗的数字通讯线路上传输。视频数据的压缩息争压缩，视频图像的信息是庞大的。例如，1幅640×480中分辨度的彩色图像(24bit/像素)，其数据为0.92MB，若是以每秒30帧的速度播放，则视频旌旗灯号的数码率高达27.6Mbps。显然，视频压缩技术数字化是压缩技术的关头。今朝，适用于远程视频监控的图像压缩尺度有H.261，MPEG—1。H.261尺度简称p×64，由电报电话咨询委员会(CCITT)的一个家组在1990年12月制定，MPEG—1则在1992年成为尺度。两者的焦点技术都是离散余弦变换及运动抵偿算法，它的主要思想是经由过程削减每帧图像间时间上和空间上的冗余性和相关性信息来削减数据。H.261适合在64～384kbps的低带宽下传输实时视频图像，但图像不理想；MPEG—1在800kbps～2Mbps的传输速度下图像清晰度能到达较好的图像效果。用户可凭据分歧的场所和需求选用分歧的压缩尺度。由于视频数据流庞大，采用的压缩方式和花式将对视频服务器的性能发生重年夜影响。在选择硬件平台时，还应慎重斟酌：系统带宽、吞吐能力、通道数、在线存储能力、编解码器及码率、联网能力等。
3.2.2 网络技术
数字化视频可以在计较机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，旌旗灯号不容易受干扰，可年夜幅度提高图像品和稳定性；且数字视频可哄骗计较机网络联网传输，网络带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保留在光盘中，查询十分简洁快捷。
3.2.3 通讯技术
数字视频远程监控系统的数据通讯有以下特点：
1实时性 视频数据
属于实时数据，必需实时处置，例如：实时压缩、解压、传输、同步。
2散布性 现场图像收集和发送主机与图像接收显示主机位于分歧地址，经由过程计较机局域网或广域网毗连。
3同步性 虽然视频信息具有散布性，但在用户终端显示时必需连结同步，另外，声音与视频也必需连结同步。
今朝，TCP/IP网络通讯协议是一种即成事实的工尺度，视频远程监控系统为可在各类网络结构中运行，也必需采用TCP/IP协议。然而，TCP/IP协议用于靠得住传输，作为成效，若是你在Internet上向另外一台计较机发送一个数据包，你可以确信它将准确无误地到达目的地，但你决不成能获得数据将在特按时间内到达的保证。事实上，数据包在到达目的地前延时数小时或数天，在理论上都是站得住脚的。作为视频传输这样的特例，对时间却十分敏感，是以必需确保数据的实时性和同步性。通讯联合会(ITU)和互联网工程使命组(IETE)设计了一个实时传输协议RTP来解决传输实时性数据的难题。RTP一般运行在不成靠性协议层上如UDP(事实上经数学统计UDP包的靠得住性在99％以上)。每一个经过RTP传输的数据包中有时间信息和一个相关的序列号，这个信息使运用法式夹杂音频和视频信息相对容易。由于运用法式可以很容易地决议当视频帧需要略过时将跳到的准确数据包号，是以同每一个包相关的时间信息可以平滑同步进程。
在监控领域中，数字化和网络化是一种趋向，可普遍运用在电信、电力、交通、银行、水利、智能年夜厦等领域。在电信局无人值守机房、电力无人值守变电站、水文站、银行营所等场所，凡是具有以下特点：有重年夜经济价值，平安防范要求高，在地舆位置上散布较广或位置较偏僻。哄骗数字视频远程监控技术可在本系统内建立监控调剂中心，对远端现场的图像声音及其他敏感数据进行实时监控以便对敏感事务进行快速反应。具体实现的方式是：哄骗各类数据通讯网络如DDN、ISDN、E1、xDSL,把经过数字化压缩、编码的视频、音频、报警感应数据传输至监控中心，中心的计较机对各类数据进行解压缩、解编码，同时回放视频、音频，对报警事务进行告警处置。
4 系统通讯方案
通讯传输部门是整个远程远视系统的关头组成部门，其作用如同人的脊髓一样，负责各类旌旗灯号和指令的上传下达。
远视系统可以借助数字光纤、数字微波、卫星、无线扩频、ISDN、DDN等多种通讯前言，将图像、声音、数据旌旗灯号进行压缩编码并经由过程2MbpsE1数据旌旗灯号从几十千米之外的远端传送到中心控制室，同时将控制室的音频和控制旌旗灯号传回基站。
这里主要简要叙述几种主要的通讯方案。
4.1 同轴电缆方案
在远视系统中，同轴电缆是传输视频图像经常使用的前言。
这类方式可采用75Ω的纯铜芯电缆。用同轴电缆方式传输时，由于衰减年夜，用它组成的传输网长只能传输10km左右。
同轴电缆靠得住、速度快、投资少，但架设方式麻烦、距离短，同时存在不服衡电源线负载等身分会致使各点之间存在地电位差，需接进被动式接地隔离变压器进行抵偿。
4.2 光纤通讯方案
光纤是能使光以小的衰减从一端传到另外一真个透明玻璃或塑料纤维，它的年夜特征是抗电子噪声干扰，通讯距离远。
光纤有多模光纤和单模光纤之分。单模光纤只有单一的传布路径，一般用于长距离传输；多模光纤有多种传布路径，多模光纤的带宽为50～500MHz/km，单模光纤的带宽为2000MHz/km。光纤波长有850nm、1310nm和1550nm等。850nm波长区为多模光纤通讯方式；1550nm波长区为单模光纤通讯方式；1310nm波长区有多模光纤和单模两种。
今朝，单模光纤在波长1.31um或1.55um时，光速的低消耗窗口每千米衰减可做到0.2～0.4dB以下，是同轴电缆每千米消耗的1％，是以光纤通讯方式可实现20km无中断传输。
用光缆作干线传输系统容年夜、能双向传输、保密性好、平安靠得住性高。光端机技术越来越成熟，成本费用也年夜幅度下降。
光纤通讯的造价稍高，施工技术难度年夜。
4.3 无线通讯方案
传统的无线通讯系统包括以下几种：
(1)调幅(AM)广播。
(2)调频(FM)广播。
(3)无线寻呼网。
(4)甚高频通讯。
(5)特高频通讯。
(6)微波通讯。
(7)卫星通讯。
电力系统中，微波通讯是一种较经常使用的无线通讯方式。这类方式笼盖面广，频带很宽，不需要传输线，而且可以组成双向通讯系统。
今朝已使用的频段为300MHz～3000GHz，通讯容年夜，仅一个波道即可传送数以百计路以上的电话，多波道运行时可传送的容则更可观。微波通讯传送的信息，几近不受电力系统自己干扰的影响，故传输的较高。同时，微波通讯还具有同时传送电话、电报、图像、数据等多种形式的功能，在电力系统中获得了普遍的运用。
微波通讯方式的传输年夜，高，设置装备摆设灵活，可以省往建设有线传输线的费用，而且具有很快的传输速度，错误谬误是微波通讯通常为点对点的通讯方式，对于为数众多的测控单元，每一个点都要建设一对微波通讯装备。
4.4 电话线通讯方案
电话线通讯方案也是一种长距离传输视频的途径。但由于电话线路带宽限制和视频图像数据年夜的矛盾，传输到终真个图像都不接连，而且分辨率越高，帧与帧之间的距离就越长；反之，若是想取得相对接连的图像，就必然以牺牲清晰度为价格。
5 展看
变电站远视系统解决了变电站现场的可视化及情况监控问题，是对“四远”功能的有益弥补，为实现“无人值班，无人值守”提供了靠得住的保证。
远视系统的推行运用对提高变电站运行的平安性、靠得住性，提高运行和经管的科学性，充实阐扬变电站效益，促进经管工作的现代化有着现实意义和历史意义。
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