二、設(shè)計目標(biāo)
系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：
·實現(xiàn)對變電站區(qū)域內(nèi)場景情況的遠(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)聽；
·監(jiān)視變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運(yùn)行設(shè)備的外觀狀態(tài)；
·輔助監(jiān)視變電站內(nèi)CT、PT、避雷器和瓷絕緣子等高壓設(shè)備的外觀狀態(tài)；
·輔助監(jiān)視變電站內(nèi)其它充油設(shè)備、易燃設(shè)備的外觀狀態(tài)；
·輔助監(jiān)視變電站內(nèi)隔離開關(guān)的分合狀態(tài)；
·監(jiān)視變電站內(nèi)主要室內(nèi)環(huán)境（主控室、高壓室、電容器室、獨(dú)立通信室等）的情況；
·實現(xiàn)變電站防盜自動監(jiān)控，可進(jìn)行周界、室內(nèi)、門禁的報警及安全布控；在條件成熟和管理規(guī)范允許的前提下，宜和站內(nèi)消防系統(tǒng)實現(xiàn)報警聯(lián)動；
·監(jiān)控中心的建設(shè)，必須與無人值守變電站設(shè)備運(yùn)行和管理的分級一致。 [nextpage]

三、遙視系統(tǒng)的構(gòu)成
    變電站遙視系統(tǒng)是配合變電站實現(xiàn)無人值守而增設(shè)的電網(wǎng)輔助監(jiān)控系統(tǒng)，一般由子站、主站和傳輸通道構(gòu)成。子站安裝在變電站，在變電站的關(guān)鍵部位安裝攝像機(jī)和報警探頭，并接入子站的圖像控制設(shè)備和報警控制設(shè)備、實現(xiàn)圖像的切換、記錄和報警聯(lián)動。同時把子站的圖像、報警信息傳送到主站，供運(yùn)行值班人員集中監(jiān)控。主站一般設(shè)置在各地區(qū)區(qū)級供電局，在主站、多個變電站的圖像信號和報警信號都傳送過來、在主站實現(xiàn)顯示、控制、存儲、處理、輸出、檢索等功能。

四、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道
    遙視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)采用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng)，并可使用網(wǎng)絡(luò)延伸器、網(wǎng)橋、路由器設(shè)備延伸接入站點，且能支持IP組播功能。

    主控中心網(wǎng)絡(luò)至區(qū)域監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)之間鏈路，應(yīng)采用雙向10/100Mb/s(10/100BASE)光/電接口或2Mb/s(G.703)電接口兩種方法互聯(lián)，并實現(xiàn)第三層路由隔離。當(dāng)采用2Mb/s(G.703)電接口連接方法時，應(yīng)采用可支持反向復(fù)接（用）的設(shè)備。區(qū)域監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)至變電站端系統(tǒng)之間鏈路，可采用10/100Mb/s (10/100BASE)光/電接口連接或2Mb/s(G.703)電路延伸兩種方法。

    變電站端至現(xiàn)場設(shè)備之間鏈路，應(yīng)采用雙絞線、光纜等抗干擾強(qiáng)的介質(zhì)來實現(xiàn)。IP地址及以太網(wǎng)地址應(yīng)滿足IP網(wǎng)絡(luò)單播、組播功能等組網(wǎng)要求，IP地址分配應(yīng)符合電力行業(yè)有關(guān)規(guī)范。

    通道是遙視系統(tǒng)的重要組成部分，大多數(shù)變電站都可通過電力城域網(wǎng)或者2MB/S通道傳輸經(jīng)過壓縮的圖像。在沒有寬帶通道的情況下，也可采用窄帶圖像傳輸。根據(jù)目前的發(fā)展方向來看，可利用的通道主要為電力城域網(wǎng)。

五、系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    系統(tǒng)規(guī)模可根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域范圍大小和變電站數(shù)量組合定義，要求至少可接入30個以上變電站的遙視監(jiān)控。系統(tǒng)可按多級組網(wǎng)的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)在各區(qū)局巡檢中心應(yīng)設(shè)區(qū)域監(jiān)控中心；在總局調(diào)度中心設(shè)立主控中心。

    采用嵌入式硬盤錄像機(jī)為傳輸控制中心的系統(tǒng)子站主要由圖像采集處理部分、報警控制部分、報警主機(jī)、解碼器和嵌入式硬盤錄像機(jī)等組成，其編解碼方式通常采用H.264。圖像采集部分可以是各種類型的攝像機(jī)，報警主機(jī)提供報警信息的接入和傳送，嵌入式硬盤錄像機(jī)是子站的核心，它集成了很多功能，對視頻信息編碼，對前端攝像機(jī)實施控制，提供透明通道傳輸服務(wù)以及開關(guān)繼電器控制服務(wù)。

    攝像機(jī)的視頻信號首先接入嵌入式硬盤錄像機(jī)，再通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接入電力城域網(wǎng)通道或2M鏈路。報警設(shè)備采集的報警信息經(jīng)過報警主機(jī)到達(dá)嵌入式硬盤錄像機(jī)，由嵌入式硬盤錄像機(jī)的透明通道傳遞給主站，主站的控制信息通過傳輸通道傳到嵌入式硬盤錄像機(jī)，由嵌入式硬盤錄像機(jī)處理后發(fā)給相應(yīng)的前端設(shè)備，實現(xiàn)控制。

    主站由系統(tǒng)管理平臺等組成。用戶可以通過管理平臺或者分控端完成編碼信息的解碼顯示功能，采用的是軟件解碼的方式。系統(tǒng)管理平臺還可以根據(jù)每臺硬盤錄像機(jī)的IP地址向它發(fā)送控制命令，由錄像機(jī)處理后再發(fā)送給相應(yīng)的攝像機(jī)、開關(guān)等。子站的編碼信息包括視頻信息和報警信息等通過電力城域網(wǎng)與局核心交換機(jī)相連，顯示在主站的設(shè)備上。本方案圖像信息經(jīng)過一次模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換到達(dá)最終用戶，此時還可利用矩陣還原卡在中心設(shè)立模擬屏幕墻，具體可根據(jù)各個區(qū)域監(jiān)控中心的實際需要選擇及確定屏幕墻規(guī)模的大小。系統(tǒng)的分級拓?fù)浜唸D如圖1所示。

圖1 電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)分級拓?fù)浜唸D

[nextpage]
六、主要功能
監(jiān)控中心功能要求
    監(jiān)控中心的功能概念包括區(qū)域監(jiān)控中心和主控中心。主控中心以權(quán)限管理的方式管理監(jiān)控各區(qū)域監(jiān)控中心，主控中心的功能和區(qū)域監(jiān)控中心的功能要求基本相同。

    第一，實時圖像監(jiān)控：在監(jiān)控中心可實時監(jiān)視同一變電站多路（1、4、9、16）實時圖像信息，并實現(xiàn)混合輪巡、輪切；多級電子地圖，報警發(fā)生時，報警地點以醒目的標(biāo)記閃爍在電子地圖上，準(zhǔn)確判斷報警類型和地點；

    第二，語音功能：實時的語音半雙工對講及語音廣播功能；能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控中心對變電站現(xiàn)場的聲音廣播；變電站端場景錄音；可與站內(nèi)的維護(hù)操作人員對講機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程對講；

    第三，遠(yuǎn)程控制：遠(yuǎn)程控制監(jiān)控設(shè)備（包括云臺、鏡頭和燈光等）；遠(yuǎn)程變電站現(xiàn)場照明控制，實現(xiàn)全天候監(jiān)視；可進(jìn)行當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程布防/撤防控制，可以事先確定布防/撤防策略，由系統(tǒng)按照制定的策略自動進(jìn)行布防/撤防；也可以通過電子地圖進(jìn)行布防或者撤防控制。在燈光控制方面：任一攝像機(jī)的圖像畫面均可設(shè)定與任一路或多路燈光控制關(guān)聯(lián)，任一路燈光控制均可設(shè)定與多個攝像機(jī)畫面關(guān)聯(lián)；后臺監(jiān)控工作站對變電站端攝像機(jī)的控制時延不應(yīng)超過0.5秒，即對云臺或球形機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制時，從按下控制鍵到看到圖像變化之間的時間間隔不超過0.5秒；

    第四，告警管理：報警聯(lián)動燈光控制和啟動本地及監(jiān)控中心錄像；所有報警信息（包括時間、地點、攝像機(jī)編號、預(yù)置位名稱、持續(xù)時間等）均應(yīng)自動保存，有需要時可打印輸出；

    第五，圖像管理監(jiān)控中心可顯示、存儲、檢索、回放各變電站的所選攝像機(jī)實時圖像；監(jiān)控中心可遠(yuǎn)程回放站端的任一攝像頭的歷史圖像（時間可設(shè)）及報警錄像；回放方式有逐幀、慢放、常速、快速等放大/縮小等多種方式；監(jiān)控中心可遠(yuǎn)程控制站端視頻處理單元實現(xiàn)手動錄像、定時錄像、報警觸發(fā)錄像、畫面異動檢測；任一工作站可通過手動方式對實時圖像在本工作站上進(jìn)行錄像和圖像回放；也可對實時圖像和回放圖像進(jìn)行抓拍，并以JPEG或BMP格式存放在本工作站電腦內(nèi)，供數(shù)據(jù)交換使用；

    第六，安全管理：系統(tǒng)實行操作權(quán)限管理，按工作性質(zhì)對每個用戶賦予不同權(quán)限等級，系統(tǒng)登錄、操作應(yīng)進(jìn)行權(quán)限查驗；系統(tǒng)至少應(yīng)具有10級別的權(quán)限等級設(shè)置。系統(tǒng)所有重要操作，均應(yīng)有操作記錄，系統(tǒng)可對操作記錄進(jìn)行查詢和統(tǒng)計，所有操作記錄具有不可刪除和不可更改性；應(yīng)具有必要的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息不被竊取和破壞；系統(tǒng)應(yīng)具有抗擊計算機(jī)病毒和非法入侵的能力；

    第七，系統(tǒng)管理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯性，不會因誤操作等原因而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯和崩潰；系統(tǒng)應(yīng)具有自診斷功能，對設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和軟件運(yùn)行進(jìn)行在線診斷，發(fā)現(xiàn)故障，能顯示告警信息；對操作人員設(shè)置權(quán)限管理；系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)功能；系統(tǒng)應(yīng)具有對站端設(shè)備遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程啟動的能力；提供對系統(tǒng)操作的在線中文幫助；應(yīng)自動生成系統(tǒng)運(yùn)行日志，可查詢及以報表方式打印輸出；

    第八，網(wǎng)絡(luò)瀏覽：系統(tǒng)需提供圖像的Web服務(wù)，Web服務(wù)器應(yīng)設(shè)在監(jiān)控中心（SC）；在Web瀏覽方式下，能控制攝像機(jī)和云臺等控制對象，也可以同時實時監(jiān)控多個變電站的圖像。

變電站端系統(tǒng)功能要求
    第一，實時圖像監(jiān)控：與變電站安裝在監(jiān)視區(qū)設(shè)備進(jìn)行配合，對環(huán)境進(jìn)行防盜、防火、防人為事故的監(jiān)控，對變電站設(shè)備如主變、場地設(shè)備、高壓設(shè)備、電纜層等監(jiān)視。報警信號、站端狀態(tài)信息、配置和控制信息以TCP/IP方式與監(jiān)控中心實時通信。運(yùn)行維護(hù)人員通過視頻處理單元或工作站對變電站設(shè)備或現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視，對變電站攝像機(jī)進(jìn)行（左右、上下、遠(yuǎn)景/近景、近焦/遠(yuǎn)焦）控制、也可進(jìn)行畫面切換和數(shù)字錄像機(jī)的控制； [nextpage]

    第二，報警功能：當(dāng)發(fā)生報警時，變電站視頻處理單元或數(shù)字錄像機(jī)能自動進(jìn)行存盤錄像，同時傳送報警信息和相關(guān)圖像，并自動在地理圖上提示報警位置及類型；當(dāng)發(fā)生報警時，能聯(lián)動相關(guān)設(shè)備，如啟動現(xiàn)場照明、警笛等，相關(guān)設(shè)備啟動后，應(yīng)在設(shè)定的時間內(nèi)自動關(guān)閉；

    第三，控制功能：操作人員能對任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實現(xiàn)對攝像機(jī)視角、方位、焦距、光圈、景深的調(diào)整；對于帶預(yù)置位云臺，操作人員能直接進(jìn)行云臺的預(yù)置和操作；應(yīng)具有可控制設(shè)備的機(jī)械保護(hù)措施，在控制雨刷、云臺等設(shè)備時（自動狀態(tài)），系統(tǒng)應(yīng)具有定時功能，即設(shè)備在運(yùn)行后，應(yīng)在設(shè)定的時間內(nèi)自動停止，以防止人為的忘記關(guān)閉動作，以保護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)；保證控制的唯一性，同一時刻只允許一個操作人員控制同一控制對象；具有操作聯(lián)動功能，當(dāng)運(yùn)行人員對某一電力設(shè)備進(jìn)行操作時，攝像機(jī)應(yīng)可自動調(diào)整到該設(shè)備處，并啟動數(shù)字硬盤錄像機(jī)進(jìn)行錄像；

    第四，圖像錄像管理：站端的視頻處理單元或數(shù)字硬盤錄像機(jī)可對非重要區(qū)域的監(jiān)控點（即攝像機(jī)）實現(xiàn)事故前（至少10分鐘）、事故后（至少10分鐘）循環(huán)錄像存貯，對重要區(qū)域的監(jiān)控點可設(shè)定長時間（至少7天）的自動循環(huán)錄像存貯，所有監(jiān)控點級別可設(shè)定。

方案優(yōu)勢及未來展望
    采用硬盤錄像機(jī)為編碼傳輸中心的方案，系統(tǒng)集成度高，主站、子站的結(jié)構(gòu)相對簡單，系統(tǒng)的成本比較低。系統(tǒng)由于采取IP地址的方式提供圖形傳輸服務(wù)，有利于圖像系統(tǒng)的組網(wǎng)，可以相對容易地組建成二級、三級圖像網(wǎng)。系統(tǒng)可以通過設(shè)置碼流的方式提高畫面的質(zhì)量，但提高了碼流意味著增加解碼的負(fù)擔(dān)，會造成系統(tǒng)對控制信息響應(yīng)相對較慢，需要根據(jù)實際情況在帶寬與畫質(zhì)二者之間尋求一個平衡點。但是這種方式提供了本地存儲，即便在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時也能對現(xiàn)場情況進(jìn)行記錄，從而提高了整體的可靠性。