需求分析

　　目前主要針對變電站內的如下目標實施實時監(jiān)控：

　　● 實現對變電站區(qū)域內場景情況的遠程監(jiān)視、監(jiān)聽;

　　● 授權的人員才可以進入變電站，并且有進出記錄;

　　● 監(jiān)視變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的外觀運行狀態(tài);

　　● 監(jiān)視變電站內CT、PT、電纜接頭和絕緣子等高壓設備的外觀狀態(tài);

　　● 監(jiān)視變電站內隔離開關和接地刀閘的分合狀態(tài);

　　● 監(jiān)視變電站內其他充油設備、易燃設備的外觀狀態(tài);

　　● 監(jiān)視變電站內主要室內環(huán)境(主控室、高壓室、電容器室、獨立通信室等)的情況;

　　● 實現變電站站內關鍵部位防火、防盜自動監(jiān)視，可進行周邊報警聯動。

　　系統設計原則和依據

　　主要依據電力行業(yè)對電力遠程監(jiān)控系統的需求，以及本產品在電力系統多次應用過程中實際經驗，電力遠程監(jiān)控系統招標文件技術部分中所提出的整體建設目標、系統功能、技術性能指標等，在設計時著重參考《工業(yè)電視系統工程設計規(guī)范》、《MPEG4視音頻編解碼標準-視聽對象的編碼(6部分)》、《100BASE-TX快速以太網接口標準》、《廣電集團電力遠程圖像監(jiān)控系統技術標準》等標準。

　　本解決方案以滿足實際應用為出發(fā)點，在視頻傳輸方面盡量利用電力現有的通訊網絡以求最大程度降低系統造價。系統設計原則如下：

　　● 系統穩(wěn)定性、可靠性;所選硬件均選用先進、成熟、可靠的產品，且具備良好運行業(yè)績。

　　● 系統先進性;采用目前最先進的軟硬件組合，使系統兼容性、升級、擴展更容易，并采取模塊結構維護簡單化。

　　● 系統易操作性和實時性;所有操作均采用WINDOWS標準窗口操作，并使信號實時上傳，真正做到實時性。

　　● 免維護性;通過模塊化、層次化的設計可基本實現系統的免維護。

　　● 可擴容性;可根據需要方便地進行網絡逐級匯接，增減各類站級前端設備等。

　　安防系統介紹及設計方案

　　系統概述

　　整個系統由兩部分組成：遠程圖像監(jiān)控系統和報警門禁系統

　　1、遠程圖像監(jiān)控系統

　　遠程圖像監(jiān)控系統ATW ImagineWorld采用最先進的計算機技術和數字圖像壓縮技術，集視音頻矩陣切換、報警、多畫面處理、硬盤錄像等于一體，并充分利用現有的通訊工具來實現所有信號的遠程傳輸;系統操作非常方便，一切都在電腦上完成，不需專業(yè)人員管理維護。系統結構配置簡單，沒有容量的限制。對于一些遠程的，分散且數量眾多的，或由于條件限制難以鋪設專用線路的地方的監(jiān)控，都有很現實的意義。

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　　ATW ImagineWorld是一種快速反應的圖象信息管理監(jiān)控系統，用來顯示遠程點的視頻信息。它可通過裝在遠程被監(jiān)控點的遠程圖象單元收集圖象并進行數字化壓縮，然后借助公用通訊媒介傳輸到監(jiān)控位置電腦的軟件(操作軟件或管理軟件)里;從而在監(jiān)控電腦上實現對遠程點的監(jiān)視與控制。包括遠程實時圖象的設置、顯示、存儲和打印;遠程攝像機的云臺控制和設置;遠程報警前、后圖象的存儲，調用和處理;多個遠程點圖象的輪流顯示;遠程點的雙向音頻監(jiān)控。

　　基于Launch網絡視頻服務器的電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統，對于納入遙視監(jiān)控范圍的變電站的數量沒有限制，主要視其應用環(huán)境的網絡狀況，因此基本上系統規(guī)?？筛鶕娋W區(qū)域范圍大小和變電站數量自由組合定義。同時系統可按多級組網的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網絡。

　　根據電力行業(yè)的應用特點及管理模式，其電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統基本上分為主控中心、區(qū)域監(jiān)控中心和站端系統的三級網絡結構方式。系統在各變電站站端裝備一臺或多臺Launch網絡視頻服務器(具體數量視變電站內配置的監(jiān)控攝像機數量)執(zhí)行視頻處理單元RVU功能，完成對視音頻信號的數字化及編碼壓縮處理，將其和報警等數據信息一起打包成IP數據包在IP網絡上傳輸;各集控中心(包括巡檢中心)設區(qū)域監(jiān)控中心，利用中心與變電站之間的10/100Mb/s (10/100BASE)光/電接口通道或2Mb/s(G.703)電路通道，接收各變電站站端網絡視頻服務器上傳的視音頻、報警信息，同時通過“Launch網絡視頻集中監(jiān)控系統管理軟件”進行遠程實時監(jiān)控;在條件成熟的前提下可在調度中心設立主控中心。系統的分級拓撲簡圖如圖一所示。

　　此外，可將監(jiān)控網絡單獨劃為一個VLAN子網，只通過FE或GE與中心交換機或路由器建立連接，這樣，變電站內的設備運行信息可直接進入電力單位的MIS網絡，即將圖像、語音、報警信息送到MIS系統，使得MIS上的被賦予權限的工作臺式電腦都可獲得圖像、報警等信息而無需額外建設投資。

　　2、報警系統和門禁控制系統

　　根據對前端的分析，確定本系統采用DSC4020報警主機;建立以有線報警為主，在有周界電網作為防護的變電站增加紅外雙鑒探測器、振動探測器和緊急按鈕作為輔助。一旦有外人入侵，對指定監(jiān)控點圖像進行錄像，通過繼電器啟動變電站相關位點照明、控制一體化球形攝像機到相關預置位點等等。 此外，報警主機可以通過電話線或者GSM網絡，將有關告警數據發(fā)送到監(jiān)控中心，并由監(jiān)控中心執(zhí)行如上所述的處理程序。

　　對于沒有周界電網防護的變電站，周界再增加紅外對射進行防護。同時在報警系統上增加了門禁控制功能，系統記錄下每個人的出入情況，管理人員可隨時查閱，了解員工的考勤情況;辦公室出現意外，電腦內存貯的信息可以提供所有出入人員的時間記錄，有據可查;同時可以在此門禁控制的基礎上增加員工考勤功能。出入“通行證”不能被復制，即使丟失或被盜，只要系統將此卡的權限取消，拿這樣的卡便再也無法敲開任何大門，對整個防范區(qū)域無損絲毫，安全可靠。

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　　系統組成及各部分配置要求

　　1、 電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統的組成

　　如前所述，根據電力行業(yè)的應用特點及管理模式，其電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統由主控中心(調度中心)、區(qū)域監(jiān)控(巡檢)中心和前端變電站站端部分(監(jiān)控前端)以及傳輸網絡設備構成。

　　其中，主控中心和區(qū)域監(jiān)控中心的功能基本一致，主要包括監(jiān)控管理服務器、中心值班員工作站、錄像資料存儲設備以及量子網絡視頻集中監(jiān)控系統應用軟件。變電站監(jiān)控前端部分包括攝像機及配件、語音設備、網絡視頻服務器(視頻處理單元RVU)、矩陣控制器(可選)、告警處理單元等。

　　視頻、音頻、告警信息，由網絡視頻服務器壓縮編碼后，通過通信網絡，上傳到監(jiān)控中心，完成實時監(jiān)控，掌握站內設備運行情況。監(jiān)控中心可實施對變電站監(jiān)控設備的管理、告警信息的查詢、圖像瀏覽和控制等功能。

　　考慮到電力系統建設的階段性特點，基于Launch網絡視頻服務器的電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統具備良好的可擴展性。各功能部分采用模塊化結構，非常易于擴容、組網方便、配置靈活，并具有良好的用戶接口。

　　● 在系統加入新的變電站時，只須建立站端監(jiān)控前端系統并建立和監(jiān)控中心的連接即可;

　　● 系統各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響;

　　● 系統具備多級組網能力以組建全省的監(jiān)控網絡。

　　變電站監(jiān)控前端部分：

　　變電站監(jiān)控前端部分設備安裝在變電站現場，完成變電站現場各種信息采集、處理、上傳，主要可分為網絡視頻服務器(視頻處理單元RVU)和外圍監(jiān)控設備兩大部分。設備應符合變電站自動化設備設計要求及有關標準，各部分的配置和要求如下：

　　1.1 網絡視頻服務器

　　網絡視頻服務器是電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統中的核心設備，執(zhí)行電力有關標準規(guī)范中所謂的站端視頻處理單元的功能，主要包括：

　　● 采集變電站各監(jiān)控對象的視頻圖像和背景聲音，經過壓縮編碼后上傳到監(jiān)控中心;

　　● 在需要時，通過現場網絡連接解碼器，根據本地或監(jiān)控中心操作發(fā)出來的命令控制視頻切換、控制鏡頭聚焦、近景/遠景、光圈調節(jié)，控制云臺上下、左右和自動巡視動作;

　　● 根據告警處理單元、報警探測器采集到的各種狀態(tài)信息和報警信息，實現警視聯動錄像功能，自動啟動告警照明燈、警鈴等受控設備，自動以字幕、聲光提示報警加以說明;

　　● 與變電站相關自動化系統(即綜合自動化系統或RTU、門禁系統等)互聯互動，根據預先設定信息實現和所連接的自動化系統之間的聯動;

　　需要特別指出的是，由于量子網絡視頻服務器的獨特性能和強大功能，在變電站站端和監(jiān)控中心之間網絡帶寬允許的情況下，它可以將變電站站端所有監(jiān)控對象的視頻圖像實時上傳到監(jiān)控中心并同時顯示。而采用工控機加視頻壓縮卡或采用數字硬盤錄像機執(zhí)行站端視頻處理單元功能的電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統模式，由于其自身架構原因，就無法實現這一功能。出于變通考慮，通常在攝像機和監(jiān)控站端視頻處理單元之間接入矩陣控制器(如十六路入四路出)，減少輸入到站端視頻處理單元的視頻路數，達到準實時監(jiān)控的目的。

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　　1.2 外圍監(jiān)控設備

　　由于各變電站規(guī)模、電壓等級、變電站形式(室內、室外)的不同，外圍監(jiān)控設備的類型、構成和組織結構，尤其是攝像點的布置和攝像機的類型數量差異較大，總體上以滿足圖像監(jiān)控基本目標和要求為原則進行配置。按照《廣電集團電力遠程圖像監(jiān)控系統技術標準》參考攝像機配置如下：

　　應用于變電站監(jiān)控的攝像機類型有一體化球形攝像機、彩色攝像機、一體化紅外攝像機等，加上配套的云臺、防護罩、支架和云鏡解碼器等，一般要求指標如下：

　　● 一體化球形攝像機，可預設128個以上位置，視頻輸出VBS1.0Vp-p/75歐，20倍光學焦距，8倍數字焦距，清晰度480線，逆光補償功能，自動/手動聚焦，遙攝全景旋轉(360度連續(xù))，傾斜旋轉-5°～90°，環(huán)境溫度：-10°～+50°，最小照度1LUX，RS485/232接口，功耗≤50w，信噪比≥40db。

　　● 彩色攝像機，光靈敏度值<0.5Lux, 清晰度>480線。

　　● 一體化紅外彩色攝像機，機身、紅外燈、鏡頭為一體，光靈敏度值<0.5Lux, 清晰度>520線。在黑暗的環(huán)境下，在紅外燈照射下可以看清物體。

　　● 云臺、防護罩、支架，室內型云臺、防護罩、支架要求具備防銹防腐功能;室外型云臺、防護罩、支架應具備防雨、防塵、防銹、防腐能力，對高低溫環(huán)境條件特別惡劣的攝像點，應采用具備高低溫防護能力和雨刮器的防護罩以保護攝像設備。

　　2、報警主機和門禁控制的組成

　　電力變電站報警系統由主控中心、和前端變電站站端部分(監(jiān)控前端)以及傳輸網絡設備構成。

　　其中，主控中心安裝了報警接收主機，中心值班員工作站、報警資料存儲設備以及報警系統應用軟件。變電站前端部分包括報警主機、紅外微波雙鑒探頭、門磁、緊急按鈕、煙感探測器、水淹探測器、溫濕度感應、振動探測器、紅外對射等。這些探測器探測到信號后發(fā)給報警主機，報警主機根據撤布防將各種報警信息通過電話線，上傳到主控中心。主控中心就能在第一時間知道前端發(fā)生的警情，并可調用前端視頻畫面進行警情核實。同時還能將報警信息直接通知到變電站的負責人。

　　考慮到電力系統建設的階段性特點，基于DSC報警主機傳送警情的報警系統具備良好的可擴展性。各功能部分采用模塊化結構，非常易于擴容、組網方便、配置靈活，并具有良好的用戶接口。

　　● 在系統加入新的變電站時，只須有電話線就可以將此報警系統與主控中心聯網，如果沒有電話線也可以利用GSM網進行與主控中心的聯網。

　　● 系統各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響;

　　● 系統具備多級組網能力以組建全省的監(jiān)控網絡。

　　在報警主機上可以加裝門禁控制系統，對進出變電站的人員進行監(jiān)管，系統記錄下每個人的出入情況，管理人員可以遠程查閱記錄，記錄員工的考勤等。

　　變電站報警前端部分：

　　變電站報警前端部分設備安裝在變電站現場，完成變電站現場各種信息采集、處理、上傳，主要可分為報警主機、門禁控制器和探測器設備兩大部分。設備應符合變電站自動化設備設計要求及有關標準，各部分的配置和要求如下：

　　1、報警主機：16個基本接線防區(qū)，可擴充多致128個防區(qū)，使用有線、總線及無線防區(qū);可分為8個可獨立操作及通訊的子系統;1500組使用者密碼，可記錄3000宗事件以供參考，由鍵盤顯示，也可接打印機輸出。 來自報警探頭的所有報警信號，連入PC4020A報警主機，主控電腦就可監(jiān)控、顯示、 處理這些報警信號，并可控制一路或多路繼電器作燈光、錄像、警號等控制，實現報警聯 動功能。主機可以通過密碼對任何一個防區(qū)進行布防和撤防，同時可以通過電話線方式，將報警信息傳送到報警中心。

　　2、門禁控制器：可連接多達16個模塊 ，共32個讀卡機;64個門禁級別/99個時間列表/4個假日組;分布式離線工作，卡片參數和編程信息等保存在非易失性存儲器內;支持多種讀卡技術(PolarisTM, ShadowProxTM, KantechTM XSF 和 26 位 Weigand)

　　3、警探測器和告警處理單元

　　報警探測器包括煙感探頭、溫濕度感應探頭、水淹探測器、紅外微波雙鑒探頭、紅外線光束對射探頭等，用于監(jiān)測變電站設備和環(huán)境的異動情況。所有報警探測器的告警限值可以通過軟件設定。

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