针对电力行业远程图像监控系统的特点，凭据翔视DT1000系列网络视频服务器在电力行业工程运用实施的经验，参考广东省广电团体公司就电力远程图像监控系统运用制定的《广电团体电力远程图像监控系统技术尺度》，特提出基于翔视DT1000网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统解决方案。1、综述随着无人值守变电站治理模式的推行，变电站巡检制度的建立，在巡检中心、集控中心（集控站）等相关部门经由过程现有的电力通讯网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处置，可提高变电站运行和维护的平安性和靠得住性，并可慢慢实现电网的可视化监控和调剂，使电网调控运行更为平安、靠得住。在电力系统，这类监控系统也被称为“远视系统”。翔视DT1000系列网络视频服务器是广州德特信息技术有限公司自立研发生产的，以数字压缩及网络传输技术为焦点，采用今朝早进的视频数字化技术（MPEG-4），合适工业尺度并顺应中国客户需求的IP网络视频监控产物。该产物能够充实知足客户对远程视频监控方面的需求，在技术性能上体现了今朝视频监控领域中数字化和网络化两年夜趋向，具有高靠得住性、高集成度的鲜明特点，可普遍运用于诸如对电力无人驻守变电站、电信机房、银行、道路交通、黉舍、海关、连锁营业场所的远程视频监控和当地局域网络方式下的监控。翔视DT1000系列网络视频服务器于2003年4月经由过程公安部平安防范报警系统产物质量监视检验测试中心检验（公沪检：031367），翔视网络视频集中监控系统治理软件获广东省信息工业厅发表的软件产物挂号证书（粤DGY-2002-0578）。基于翔视DT1000网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统解决方案针对变电站内的以下方针实施实时监控：实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听；监视变电站内变压器、断路器等重要运行装备的外观运行状态；监视变电站内CT、PT、电缆接头和尽缘子等高压装备的外观状态；监视变电站内隔脱离关和接地刀闸的分合状态；监视变电站内其他充油装备、易燃装备的外观状态；监视变电站内主要室内情况（主控室、高压室、电容器室、自力通讯室等）的情况；实现变电站站内要害部位防火、防盗自动监视，可进行周边报警联动。2、系统设计依据和原则主要依据电力行业对电力远程监控系统的需求，和本产物在电力系统屡次运用进程中现实经验，电力远程监控系统招标文件技术部门中所提出的整体建设方针、系统功能、技术性能指标等，在设计时着重参考《工业电视系统工程设计规范》、《MPEG4视音频编解码尺度-视听对象的编码（6部门）》、《100BASE-TX快速以太网接口尺度》、《广电团体电力远程图像监控系统技术尺度》等尺度。本解决方案以知足现实运用为动身点，在视频传输方面尽量哄骗电力现有的通讯网络以求年夜水平下降系统造价。系统设计原则以下：系统稳定性、靠得住性；所选硬件均选用进步前辈、成熟、靠得住的产物，且具有优秀运行业绩。系统进步前辈性；采用今朝早进的软硬件组合，使系统兼容性、升级、扩大更轻易，并接纳模块结构维护简单化。系统易操作性和实时性；所有操作均采用WINDOWS尺度窗口操作，并使旌旗灯号实时上传，真正做到实时性。免维护性；经由过程模块化、条理化的设计可基本实现系统的免维护。可扩容性；可凭据需要利便地进行网络逐级汇接，增减各类站级前端装备等。3、系统网络结构基于翔视DT1000网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统，对于纳进远视监控范围的变电站的数目没有限制，主要视其运用情况的网络状态，是以基本上系统规模可凭据电网区域范围年夜小和变电站数目自由组合界说。同时系统可按多级组网的方式，形成年夜规模的监控网络。凭据电力行业的运用特点及治理模式，其电力变电站远程图像监控系统基本上分为主控中心、区域监控中心和站端系统的三级网络结构方式。系统在各变电站站端装备一台或多台翔视DT1000网络视频服务器（具体数目视变电站内设置装备摆设的监控摄像机数目）执行视频处置单元RVU功能，完成对视音频旌旗灯号的数字化及编码压缩处置，将其和报警等数据信息一起打包成IP数据包在IP网络上传输；各集控中心（包括巡检中心）设区域监控中心，哄骗中心与变电站之间的10/100Mb/s(10/100BASE)光/电接口通道或2Mb/s(G.703)电路通道，接收各变电站站端网络视频服务器上传的视音频、报警信息，同时经由过程“翔视网络视频集中监控系统治理软件”进行远程实时监控；在条件成熟的条件下可在调剂中心设立主控中心。系统的分级拓扑简图如图一所示。此外，可将监控网络零丁划为一个VLAN子网，只经由过程FE或GE与中心交换机或路由器建立毗连，这样，变电站内的装备运行信息可直接进进电力单元的MIS网络，行将图像、语音、报警信息送到MIS系统，使得MIS上的被赋予权限的工作台式电脑都可获得图像、报警等信息而无需额外建设投资。4、系统组成及各部门设置装备摆设要求4.1电力变电站远程图像监控系统的组成如前所述，凭据电力行业的运用特点及治理模式，其电力变电站远程图像监控系统由主控中心（调剂中心）、区域监控（巡检）中心和前端变电站站端部门（监控前端）和传输网络装备组成。其中，主控中心和区域监控中心的功能基本一致，主要包括监控治理服务器、中心值班员工作站、录像资料存储装备和翔视网络视频集中监控系统运用软件。变电站监控前端部门包括摄像机及配件、语音装备、网络视频服务器（视频处置单元RVU）、矩阵控制器（可选）、告警处置单元等。视频、音频、告警信息，由网络视频服务器压缩编码后，经由过程通讯网络，上传到监控中心，完成实时监控，掌控站内装备运行情况。监控中心可实施对变电站监控装备的治理、告警信息的查询、图像阅读和控制等功能。斟酌到电力系统建设的阶段性特点，基于翔视DT1000网络视频服务器的电力变电站远程图像监控系统具有优秀的可扩大性。各功能部门采用模块化结构，很是易于扩容、组网利便、设置装备摆设灵活，并具有优秀的用户接口。在系统加进新的变电站时，只须建立站端监控前端系统并建立和监控中心的毗连即可；系统各项功能和运行状态不受扩建影响；系统具有多级组网能力以组建全省的监控网络。4．2变电站监控前端部门变电站监控前端部门装备安装在变电站现场，完成变电站现场各类信息收集、处置、上传，主要可分为网络视频服务器（视频处置单元RVU）和外围监控装备两年夜部门。装备应合适变电站自动化装备设计要求及有关尺度，各部门的设置装备摆设和要求以下：4．2．1网络视频服务器网络视频服务器是电力变电站远程图像监控系统中的焦点装备，执行电力有关尺度规范中所谓的站端视频处置单元的功能，主要包括：收集变电站各监控对象的视频图像和布景声音，经过压缩编码后上传到监控中心；在需要时，经由过程现场网络毗连解码器，凭据当地或监控中心操作发出来的饬令控制视频切换、控制镜头聚焦、近景/前景、光圈调理，控制云台上下、左右和自动巡视动作；凭据告警处置单元、报警探测器收集到的各类状态信息和报警信息，实现警视联动录像功能，自动启动告警照明灯、警铃等受控装备，自动以字幕、声光提醒报警加以说明；与变电站相关自动化系统（即综合自动化系统或RTU、门禁系统等）互联互动，凭据预先设定信息实现和所毗连的自动化系统之间的联动；需要非凡指出的是，由于翔视网络视频服务器的怪异性能和壮大功能，在变电站站端和监控中心之间网络带宽答理的情况下，它可以将变电站站端所有监控对象的视频图像实时上传到监控中心并同时显示。而采用工控机加视频压缩卡或采用数字硬盘录像机执行站端视频处置单元功能的电力变电站远程图像监控系统模式，由于其自身架构缘由，就没法实现这一功能。出于变通斟酌，凡是在摄像机和监控站端视频处置单元之间接进矩阵控制器（如十六路进四路出），削减输进到站端视频处置单元的视频路数，到达准实时监控的目的。|||4．2．2外围监控装备由于各变电站规模、电压品级、变电站形式（室内、室外）的分歧，外围监控装备的类型、组成和组织结构，尤其是摄像点的安插和摄像机的类型数目差异较年夜，整体上以知足图像监控基本方针和要求为原则进行设置装备摆设。1、监控摄像机及配件依照《广电团体电力远程图像监控系统技术尺度》参考摄像机设置装备摆设以下：运用于变电站监控的摄像机类型有一体化球形摄像机、彩色摄像机、黑白摄像机等，加上配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等，一般要求指标以下：一体化球形摄像机，可预设64个以上位置，视频输出VBS1.0Vp-p/75欧，20倍光学焦距，8倍数字焦距，清晰度480线，逆光抵偿功能，自动/手动聚焦，远摄全景旋转（360度接连），倾斜旋转-5°～90°，情况温度：-10°～ 50°，小照度1LUX，RS485/232接口，功耗≤50w，信噪比≥40db。彩色摄像机，光活络度值<2Lux,清晰度>470线。黑白摄像机，光活络度值<0.5Lux,清晰度>400线,背光抵偿功能。云台、防护罩、支架，室内型云台、防护罩、支架要求具有防锈防腐功能；室外型云台、防护罩、支架应具有防雨、防尘、防锈、防腐能力，对凹凸温情况条件非凡恶劣的摄像点，应采用具有凹凸温防护能力和雨刮器的防护罩以庇护摄像装备。云镜解码器，具有RS485/232接口，经由过程网络线和网络视频服务器透明通道相毗连，直接受控于网络视频服务器（视频处置单元RVU），按预定法式或监控中心工作人员的操作指令，执行对云台和镜甲等控制对象的控制。2、警探测器和告警处置单元报警探测器包括*感探头、温湿度感应探头、微波双鉴探头、红外线光束对射探甲等，用于监测变电站装备和情况的异动情况。所有报警探测器的告警限值可以经由过程软件设定。报警探测器收集的干节点告警状态早经过告警处置单元的处置，并完成一些逻辑关系，以数据的形式经由过程RS232/485串口上传到网络视频服务器并终到达监控中心。在监控中心，监控治理系统软件凭据事前的设定法式，执行一系列联系关系操作，如对指定监控点图像进行录像，经由过程网络视频服务器启动变电站相关位点照明、控制一体化球形摄像机到相关预置位点等等。此外，变电站综合自动化系统也能够和变电站远程图像监控系统建立链接，将有关告警数据发送到监控中心，并由监控中心执行如上所述的处置法式。3、其它装备变电站监控前端可凭据系统需要，配备变电站专用尺度机柜放置站端装备，配备麦克风、喇叭等语音装备经由过程系统软件实施广播、对讲等功能，配备防雷举措措施、直流供电电源、不中断供电电源等等。4．3远程监控中心远程监控中心的概念包括主控中心（调剂中心）和区域监控（巡检）中心。主控中心以权限治理的方式治理监控各区域监控中心，主控中心的功能和区域监控中心的功能基底细同，所以在此以区域监控中心为例一并叙述。远程监控中心的基本功能是完成所辖变电站图像的实时显示、控制、存储、治理等功能，其硬件系统主要由系统服务器、值班员工作站、网络接口装备、存储打印装备等组成，其焦点是“翔视网络视频集中监控系统治理软件”。4．3．1远程监控中心网络接口凭据电力通讯网络的具体现状，为使监控中心和变电站站端建立IP网络毗连，网络接口可采用下列三种接口方式：E1接口：G.703旌旗灯号收发（ITU-TG.703建议）；10BASE-T尺度LAN接口,合适IEEEE802.3/ETHERNET尺度；100BASE-TX尺度LAN接口,合适IEEEE802.3U/ETHERNET尺度。4．3．2系统服务器监控中心设系统服务器，安装Windows操作系统和翔视网络视频集中监控系统治理软件，并凭据需要配备年夜容量硬盘或外置存储装备。系统服务器硬件要求P42G以上CPU，256M以上内存，自带32M显存显卡的工控式PC。系统服务器作为监控中心的系统操作平台，主要负责接收、存储、分析、统计和查询远端变电站上传的视音频、告警、数据旌旗灯号，同时执行壮大的系统治理功能，包括治理系统用户和设定用户权限、治理和设置装备摆设系统装备、对报警信息进行联动处置、作为网络服务器治理网络用户和网络装备等等。而这一切功能都是以翔视网络视频集中监控系统治理软件为焦点实施的。4．3．3值班员工作站值班员工作站可凭据需要集中或涣散地设在运行班组、捍卫部门、安监部门或值班向导处，对于监控变电站数目较少的系统可将系统服务器兼做值班员工作站。值班员工作站硬件要求P41G以上CPU，256M以上内存，自带32M显存显卡的工控式PC。值班员工作站安装Windows操作系统，经由过程IE阅读器（如需要也可安装翔视网络视频集中监控系统治理软件）对下辖各变电站进行实时监控，包括：启停录像功能，控制摄像灵活作，控制雨刷、照明开关和变电站其他控制操作动作；显示系统和各变电站电子地图，显示设防和撤防状态和进行设防和撤防；对监控画面进行各类朋分显示、轮巡显示、全屏及缩放显示；监控装备工作状态，自动生成运行日志，自动进行维护治理；查询报警状态和记实，历史录像记实和治理；打印输出实时的和历史的各类数据、报表、图像。4．3．4翔视网络视频集中监控系统治理软件翔视网络视频集中监控系统治理软件作为监控中心对下辖变电站远程治理和值班运行的焦点，对系统的监控装备进行统一的治理和维护。该运用软件能提供尺度软件接口，即二次开发手段，使得其他网络用户能对图像信息进行二次开发运用。同时，该运用软件能够很好地支持系统的扩充，当系统改造或扩充时，没必要修改法式和重新组装软件就能实现功能的具体要求。其具体功能在下一章具体论述。4．3．5其它装备监控中心可凭据系统需要增设图像打印机、光盘刻录机、不中断供电电源等装备和避雷器、隔离变压器等防雷抗干扰装备。5、系统整体功能、性能指标和特点电力变电站远程图像监控系统基于翔视DT1000网络视频服务器硬件装备，并以翔视网络视频集中监控系统治理软件为焦点，执行壮大的系统功能。5．1系统整体功能由于在电力变电站远程图像监控系统中，前真个视音频旌旗灯号经由过程翔视DT1000网络视频服务器编码压缩成IP数据包，会同前端数据旌旗灯号经网络视频服务器网络接口进进IP网络，是以，包括监控中心的系统服务器、值班员工作站、变电站当地工作站，网络上的任一台计较机终端，经由过程权限控制的方式可以实现对前端变电站的无级监控。5．1．1实时图像监视包括监控中心、电力MIS网上的肆意监控终端，经由过程翔视网络视频集中监控系统治理软件或尺度IE阅读器，可实时监视统一变电站或多个变电站的所有图像信息，可以同屏显示多路（1、4、9、16路）实时图像信息。多台监控终端可同时监视某一点图像信息，通讯方式为IP单播、组播方式。监控终端可以轮巡监视多路实时图像信息，在设定的距离时间内对系统内的所有监控点进行图像巡检，介入轮巡的对象可以肆意设定，包括分歧变电站的图像、统一变电站的分歧摄像机、统一摄像机的分歧预置位等，轮巡距离时间可设置。5．1．2语音功能当地变电站和监控中心值班员工作站之间，分歧的监控终端用户之间，可以实现基于IP的语音功能，包括：实时的语音半双工对讲及语音广播功能；采用IP语音系统内单方呼叫，被呼叫方应自动应对（指系统IP应对）；分歧的用户之间进行在线工作交流；向低品级的用户发出工作指令；变电站端场景录音；与站内的维护操作人员对讲机进行远程对讲。5．1．3当地及远程控制当地变电站或远程的肆意监控终端，经由过程翔视网络视频集中监控系统治理软件或尺度IE阅读器，可控制变电站的云台、镜甲等监控装备，设防/撤防设置，变电站现场照明等装备控制；也能够依照事前软件设置的联动策略，对变电站报警触发执行一系列的控制法式。自动复位功能，对于受控的前端装备，包括云台、镜头、灯光等，依照事前软件设置，在控制完成后的可设定的时间段后恢复到默许状态。控制权级别，监控中心的系统服务器可以设置分歧终端用户的控制权品级，高优先级的用户凭据品级优先的原则可无条件获得低优先级用户的控制权，同级别用户凭据时间优先的原则获得控制权。5．1．4录像功能系统默许的录像速度为25帧/秒（PAL制式），但用户可对录像速度进行调整，以减轻硬盘与系统的负荷。每路视频数据录像参数都可以自力设定，相互之间不会有任何关扰。录像的磁盘容量空间可设置，并具有自动笼盖功能，即设定的磁盘容量空间被录像资料用完后，新的录像资料将逐渐笼盖旧的录像资料以轮回哄骗磁盘空间。系统录像功能包括实时录像、按时录像、运动检测预触发录像及报警预触发录像。5．1．5报警功能电力变电站远程图像监控系统的报警种类可分为外围报警和内部报警两类。外围报警包括变电站事故报警、电力装备状态变化及故障报警、消防报警、防盗报警、防火报警、电力装备水浸报警、门禁报警、非法闯进及画面异动报警等，主要经由过程告警处置单元或变电站综合自动化系统到达监控中心。报警事务发生后，监控终端将发作声光提醒并显示报警位置和类型。监控中心将人工或按预定法式发出控制指令，联动响应报警方针的图像监视，指定响应摄像机进行录像，启动现场照明、警笛等。相关装备启动后，应在设定的时间内自动关闭，且现场照明在白天（时间段可设）可不打开。内部报警主要包括前端视频旌旗灯号中断报警和系统服务器磁盘容量空间报警。一旦因摄像机与网络视频服务器之间线路故障、网络故障、装备故障等缘由，致使视频旌旗灯号中断丢失，或系统服务器的录像存储空间跨越预定值，系统能够立即检测到并做作声光报警提醒和日志记实等响应动作。报警级别可凭据需要设定为严重报警、一般报警两级。报警旌旗灯号、报警内容可在任何画面自动显示。所有报警信息均自动保留，可由报警信息检索回放响应的图像录像，有需要时可打印输出。发生多点报警时，按报警级别凹凸优先和时间优先的原则显示存贮。5．1．6系统治理功能电力变电站远程图像监控系统的系统治理功能包括历史图像治理、平安治理、日志治理等。1、历史图像治理监控中心值班员工作站、电力MIS网上的肆意授权终端用户都可经由过程会见系统服务器，远程检索回放站真个任一摄像头的历史图像及报警录像。系统提供了智能化快速检索回放录像资料的功能，可按时间、地址、摄像机、报警事务等要素进行检索，年夜年夜下降了检索时间和复杂水平，使用户可以迅速地查找到需要的录像资料。回放有逐帧、慢放、常速、快速及放年夜/缩小等多种方式，并可以将肆意一副回放图像寄存成JPEG或BMP花式的图像，供数据交换使用或打印输出。2、平安治理本系统提供了多种平安措施保证系统的正常运行及相关信息的保密性。实行操作权限分级治理，按工作性质对每一个用户赋予分歧权限品级，系统登录、操作均进行权限检验；使用图像掩码技术，在压缩后的每帧图像中加进了特定的文字或图像数据，避免原始录像资料被工钱篡改；防死机看门狗（WATCHDOG）功能，当网络视频服务器硬件装备泛起异常死机时，看门狗功能可以自动重新指导装备恢复正常工作，保障装备的延续正常运行。备份功能，当系统发出磁盘容量空间报警，或用户有重要的监控录像需要备份时，可以使用系统的备份功能，将所需的监控录像资料转储至其他指定的存贮介质。系统支持如可擦写光驱、外接磁盘阵列等可以热插拔的存贮装备，用户无需中断系统的工作就能够完成备份操作。日志功能，详见下一节日志治理。3、日志治理系统的每一个重要的操作和事务都有具体的日志记实。日志可分为报警日志、录像日志及用户操作日志。日志记实仅供拥有系统治理员级权限的用户查看，以保证系统的平安性。4、其它本系统具有较强的容错性和故障自诊断功能，不会因误操作或装备故障等缘由致使系统犯错和解体。系统的焦点硬件装备—-翔视DT1000网络视频服务器作为嵌进式装备，采用了今朝新的闪存技术来保留OS和系统参数，即使装备失落电也不会丢失数据。而且装备内置WEB服务器，需要升级或更改设置装备摆设参数时，可以远程经由过程IE阅读器实现。5．2系统的性能指标及主要参数视频制式NTSC或PAL花式视频压缩方式MPEG-4图像压缩编码视频解像度尺度352×288像素，可自界说调整，年夜704×576像素帧率25帧/秒（PAL制式），30帧/秒（NTSC制式）,向下可调音频压缩尺度ISO-MPEGAudioLayer-3系统可用率>99同时可监看的变电站个数>30个视频流占用带宽平均250kbps(分辨率352×288，25帧)系统平均无故障工作时间MTBF>30000小时硬件平均无故障工作时间MTBF>100000小时系统平均维护时间MTTR<0.5小时监控画面显示与现实事务发生时间差<0.5秒事务报警到系统自动记实响应画面时间差<0.8秒各报警探头报警到后台信息显示时间差<0.5秒5．3系统特点基于翔视DT1000网络视频服务器硬件装备和翔视网络视频集中监控系统治理软件的电力变电站远程图像监控系统，不仅功能壮大，在性能上也跨越常规的远程监控系统，主要的系统特点归纳综合以下：5．3．1优秀的图像品质采用进步前辈的MPEG-4编解码技术，图像清晰、自然。尺度分辨率352×288像素，高达704×576像素，并可自界说。图像无闪灼，接连性好，尺度图像帧率25帧/秒（PAL制式）、30帧/秒（NTSC制式）。非凡适用于电力行业对变电站运行装备外观进行细节观测的运用。5．3．2低带宽占用采用怪异的自顺应P帧及B帧压缩技术，进一步增强了MPEG-4压缩算法的压缩比，配合IP组播功能，年夜年夜下降了阅读图像时占用的网络带宽。传输图像在25帧/秒、分辨率352×288像素时，平均占用带宽仅为250kbps，使用户在一样的网络条件下可传输的视频路数提高了数倍，无形中勤俭了用户的网络资本投进。5．3．3低延时性MPEG-4增强尺度编码技术，远程视频传送延时不到一秒，极年夜改善了远程实时监控效果。5．3．4无限制位点远程实时监控录像采用怪异流技术，突破了传统方式的局限性（注：传统方式采用硬盘录像机或工控机加视频压缩卡作为站端视频处置单元，没法将多路压缩后的视频旌旗灯号同时上传到监控中心。为此接纳折衷手段，在站端视频旌旗灯号源和视频处置单元之间加装控制矩阵、画面朋分器，将多路视频旌旗灯号转换成好比两路视频旌旗灯号再进行压缩上传。），可同时对无限制多个监控位点图像实施远程实时监控录像，而且还避免了用户在控制矩阵、画面朋分器装备的投进。5．3．5系统结构灵活采用尺度的组网方式，支持IP单播、组播功能，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，知足多个用户的需要，也能够用WEB方式组成多级监控系统。5．3．6可扩容性强采用模块化设计，能够平滑实现端局扩容、中心扩容和分控台扩容。不管单级扩容或多级扩容都可以充实哄骗前期资本，下降扩容投进成本。5．3．7易操作性监控中心翔视网络视频集中监控系统治理软件的操作平台是WindowsNT/2000中文版，控制界面为图形方式，界面、菜单全为中文，用户可以很是迅速地熟悉操作软件的使用。5．3．8自立开发系统的焦点硬件装备和治理软件均属自立开发，能够实时提供优秀的售后服务，响运用户的非凡需求，针对用户的要求进行功能方面的量身定做。