需求分析

　　目前主要針對變電站內(nèi)的如下目標(biāo)實(shí)施實(shí)時監(jiān)控：

　　● 實(shí)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;

　　● 授權(quán)的人員才可以進(jìn)入變電站，并且有進(jìn)出記錄;

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

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

　　● 監(jiān)視變電站內(nèi)隔離開關(guān)和接地刀閘的分合狀態(tài);

　　● 監(jiān)視變電站內(nèi)其他充油設(shè)備、易燃設(shè)備的外觀狀態(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(shí)現(xiàn)變電站站內(nèi)關(guān)鍵部位防火、防盜自動監(jiān)視，可進(jìn)行周邊報警聯(lián)動。

　　系統(tǒng)設(shè)計原則和依據(jù)

　　主要依據(jù)電力行業(yè)對電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的需求，以及本產(chǎn)品在電力系統(tǒng)多次應(yīng)用過程中實(shí)際經(jīng)驗，電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)招標(biāo)文件技術(shù)部分中所提出的整體建設(shè)目標(biāo)、系統(tǒng)功能、技術(shù)性能指標(biāo)等，在設(shè)計時著重參考《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》、《MPEG4視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)-視聽對象的編碼(6部分)》、《100BASE-TX快速以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)》、《廣電集團(tuán)電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)。

　　本解決方案以滿足實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，在視頻傳輸方面盡量利用電力現(xiàn)有的通訊網(wǎng)絡(luò)以求最大程度降低系統(tǒng)造價。系統(tǒng)設(shè)計原則如下：

　　● 系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性;所選硬件均選用先進(jìn)、成熟、可靠的產(chǎn)品，且具備良好運(yùn)行業(yè)績。

　　● 系統(tǒng)先進(jìn)性;采用目前最先進(jìn)的軟硬件組合，使系統(tǒng)兼容性、升級、擴(kuò)展更容易，并采取模塊結(jié)構(gòu)維護(hù)簡單化。

　　● 系統(tǒng)易操作性和實(shí)時性;所有操作均采用WINDOWS標(biāo)準(zhǔn)窗口操作，并使信號實(shí)時上傳，真正做到實(shí)時性。

　　● 免維護(hù)性;通過模塊化、層次化的設(shè)計可基本實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的免維護(hù)。

　　● 可擴(kuò)容性;可根據(jù)需要方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)逐級匯接，增減各類站級前端設(shè)備等。

　　安防系統(tǒng)介紹及設(shè)計方案

　　系統(tǒng)概述

　　整個系統(tǒng)由兩部分組成：遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)和報警門禁系統(tǒng)

　　1、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)

　　遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)ATW ImagineWorld采用最先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像壓縮技術(shù)，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(xiàn)有的通訊工具來實(shí)現(xiàn)所有信號的遠(yuǎn)程傳輸;系統(tǒng)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(hù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置簡單，沒有容量的限制。對于一些遠(yuǎn)程的，分散且數(shù)量眾多的，或由于條件限制難以鋪設(shè)專用線路的地方的監(jiān)控，都有很現(xiàn)實(shí)的意義。

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　　ATW ImagineWorld是一種快速反應(yīng)的圖象信息管理監(jiān)控系統(tǒng)，用來顯示遠(yuǎn)程點(diǎn)的視頻信息。它可通過裝在遠(yuǎn)程被監(jiān)控點(diǎn)的遠(yuǎn)程圖象單元收集圖象并進(jìn)行數(shù)字化壓縮，然后借助公用通訊媒介傳輸?shù)奖O(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(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程點(diǎn)的監(jiān)視與控制。包括遠(yuǎn)程實(shí)時圖象的設(shè)置、顯示、存儲和打印;遠(yuǎn)程攝像機(jī)的云臺控制和設(shè)置;遠(yuǎn)程報警前、后圖象的存儲，調(diào)用和處理;多個遠(yuǎn)程點(diǎn)圖象的輪流顯示;遠(yuǎn)程點(diǎn)的雙向音頻監(jiān)控。

　　基于Launch網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)，對于納入遙視監(jiān)控范圍的變電站的數(shù)量沒有限制，主要視其應(yīng)用環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)狀況，因此基本上系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)電網(wǎng)區(qū)域范圍大小和變電站數(shù)量自由組合定義。同時系統(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)。

　　根據(jù)電力行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)及管理模式，其電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)基本上分為主控中心、區(qū)域監(jiān)控中心和站端系統(tǒng)的三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式。系統(tǒng)在各變電站站端裝備一臺或多臺Launch網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(具體數(shù)量視變電站內(nèi)配置的監(jiān)控攝像機(jī)數(shù)量)執(zhí)行視頻處理單元RVU功能，完成對視音頻信號的數(shù)字化及編碼壓縮處理，將其和報警等數(shù)據(jù)信息一起打包成IP數(shù)據(jù)包在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸;各集控中心(包括巡檢中心)設(shè)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(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上傳的視音頻、報警信息，同時通過“Launch網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件”進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控;在條件成熟的前提下可在調(diào)度中心設(shè)立主控中心。系統(tǒng)的分級拓?fù)浜唸D如圖一所示。

　　此外，可將監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)劃為一個VLAN子網(wǎng)，只通過FE或GE與中心交換機(jī)或路由器建立連接，這樣，變電站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行信息可直接進(jìn)入電力單位的MIS網(wǎng)絡(luò)，即將圖像、語音、報警信息送到MIS系統(tǒng)，使得MIS上的被賦予權(quán)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(shè)投資。

　　2、報警系統(tǒng)和門禁控制系統(tǒng)

　　根據(jù)對前端的分析，確定本系統(tǒng)采用DSC4020報警主機(jī);建立以有線報警為主，在有周界電網(wǎng)作為防護(hù)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(diǎn)圖像進(jìn)行錄像，通過繼電器啟動變電站相關(guān)位點(diǎn)照明、控制一體化球形攝像機(jī)到相關(guān)預(yù)置位點(diǎn)等等。 此外，報警主機(jī)可以通過電話線或者GSM網(wǎng)絡(luò)，將有關(guān)告警數(shù)據(jù)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(wǎng)防護(hù)的變電站，周界再增加紅外對射進(jìn)行防護(hù)。同時在報警系統(tǒng)上增加了門禁控制功能，系統(tǒng)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(xiàn)意外，電腦內(nèi)存貯的信息可以提供所有出入人員的時間記錄，有據(jù)可查;同時可以在此門禁控制的基礎(chǔ)上增加員工考勤功能。出入“通行證”不能被復(fù)制，即使丟失或被盜，只要系統(tǒng)將此卡的權(quán)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(tǒng)組成及各部分配置要求

　　1、 電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的組成

　　如前所述，根據(jù)電力行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)及管理模式，其電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)由主控中心(調(diào)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(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)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(wù)器、中心值班員工作站、錄像資料存儲設(shè)備以及量子網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件。變電站監(jiān)控前端部分包括攝像機(jī)及配件、語音設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)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(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器壓縮編碼后，通過通信網(wǎng)絡(luò)，上傳到監(jiān)控中心，完成實(shí)時監(jiān)控，掌握站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況。監(jiān)控中心可實(shí)施對變電站監(jiān)控設(shè)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(tǒng)建設(shè)的階段性特點(diǎn)，基于Launch網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性。各功能部分采用模塊化結(jié)構(gòu)，非常易于擴(kuò)容、組網(wǎng)方便、配置靈活，并具有良好的用戶接口。

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

　　● 系統(tǒng)各項功能和運(yùn)行狀態(tài)不受擴(kuò)建影響;

　　● 系統(tǒng)具備多級組網(wǎng)能力以組建全省的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

　　變電站監(jiān)控前端部分：

　　變電站監(jiān)控前端部分設(shè)備安裝在變電站現(xiàn)場，完成變電站現(xiàn)場各種信息采集、處理、上傳，主要可分為網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(視頻處理單元RVU)和外圍監(jiān)控設(shè)備兩大部分。設(shè)備應(yīng)符合變電站自動化設(shè)備設(shè)計要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各部分的配置和要求如下：

　　1.1 網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器

　　網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)中的核心設(shè)備，執(zhí)行電力有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)過壓縮編碼后上傳到監(jiān)控中心;

　　● 在需要時，通過現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接解碼器，根據(jù)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(yuǎn)景、光圈調(diào)節(jié)，控制云臺上下、左右和自動巡視動作;

　　● 根據(jù)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(shí)現(xiàn)警視聯(lián)動錄像功能，自動啟動告警照明燈、警鈴等受控設(shè)備，自動以字幕、聲光提示報警加以說明;

　　● 與變電站相關(guān)自動化系統(tǒng)(即綜合自動化系統(tǒng)或RTU、門禁系統(tǒng)等)互聯(lián)互動，根據(jù)預(yù)先設(shè)定信息實(shí)現(xiàn)和所連接的自動化系統(tǒng)之間的聯(lián)動;

　　需要特別指出的是，由于量子網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的獨(dú)特性能和強(qiáng)大功能，在變電站站端和監(jiān)控中心之間網(wǎng)絡(luò)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(shí)時上傳到監(jiān)控中心并同時顯示。而采用工控機(jī)加視頻壓縮卡或采用數(shù)字硬盤錄像機(jī)執(zhí)行站端視頻處理單元功能的電力變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)模式，由于其自身架構(gòu)原因，就無法實(shí)現(xiàn)這一功能。出于變通考慮，通常在攝像機(jī)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(shù)，達(dá)到準(zhǔn)實(shí)時監(jiān)控的目的。

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　　1.2 外圍監(jiān)控設(shè)備

　　由于各變電站規(guī)模、電壓等級、變電站形式(室內(nèi)、室外)的不同，外圍監(jiān)控設(shè)備的類型、構(gòu)成和組織結(jié)構(gòu)，尤其是攝像點(diǎn)的布置和攝像機(jī)的類型數(shù)量差異較大，總體上以滿足圖像監(jiān)控基本目標(biāo)和要求為原則進(jìn)行配置。按照《廣電集團(tuán)電力遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》參考攝像機(jī)配置如下：

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

　　● 一體化球形攝像機(jī)，可預(yù)設(shè)128個以上位置，視頻輸出VBS1.0Vp-p/75歐，20倍光學(xué)焦距，8倍數(shù)字焦距，清晰度480線，逆光補(bǔ)償功能，自動/手動聚焦，遙攝全景旋轉(zhuǎn)(360度連續(xù))，傾斜旋轉(zhuǎn)-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(jī)，光靈敏度值<0.5Lux, 清晰度>480線。

　　● 一體化紅外彩色攝像機(jī)，機(jī)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(hù)罩、支架，室內(nèi)型云臺、防護(hù)罩、支架要求具備防銹防腐功能;室外型云臺、防護(hù)罩、支架應(yīng)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(diǎn)，應(yīng)采用具備高低溫防護(hù)能力和雨刮器的防護(hù)罩以保護(hù)攝像設(shè)備。

　　2、報警主機(jī)和門禁控制的組成

　　電力變電站報警系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。

　　其中，主控中心安裝了報警接收主機(jī)，中心值班員工作站、報警資料存儲設(shè)備以及報警系統(tǒng)應(yīng)用軟件。變電站前端部分包括報警主機(jī)、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(yīng)、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(jī)，報警主機(jī)根據(jù)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(diào)用前端視頻畫面進(jìn)行警情核實(shí)。同時還能將報警信息直接通知到變電站的負(fù)責(zé)人。

　　考慮到電力系統(tǒng)建設(shè)的階段性特點(diǎn)，基于DSC報警主機(jī)傳送警情的報警系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性。各功能部分采用模塊化結(jié)構(gòu)，非常易于擴(kuò)容、組網(wǎng)方便、配置靈活，并具有良好的用戶接口。

　　● 在系統(tǒng)加入新的變電站時，只須有電話線就可以將此報警系統(tǒng)與主控中心聯(lián)網(wǎng)，如果沒有電話線也可以利用GSM網(wǎng)進(jìn)行與主控中心的聯(lián)網(wǎng)。

　　● 系統(tǒng)各項功能和運(yùn)行狀態(tài)不受擴(kuò)建影響;

　　● 系統(tǒng)具備多級組網(wǎng)能力以組建全省的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

　　在報警主機(jī)上可以加裝門禁控制系統(tǒng)，對進(jìn)出變電站的人員進(jìn)行監(jiān)管，系統(tǒng)記錄下每個人的出入情況，管理人員可以遠(yuǎn)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(shè)備安裝在變電站現(xiàn)場，完成變電站現(xiàn)場各種信息采集、處理、上傳，主要可分為報警主機(jī)、門禁控制器和探測器設(shè)備兩大部分。設(shè)備應(yīng)符合變電站自動化設(shè)備設(shè)計要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各部分的配置和要求如下：

　　1、報警主機(jī)：16個基本接線防區(qū)，可擴(kuò)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(dú)立操作及通訊的子系統(tǒng);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(jī)輸出。 來自報警探頭的所有報警信號，連入PC4020A報警主機(jī)，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(shí)現(xiàn)報警聯(lián) 動功能。主機(jī)可以通過密碼對任何一個防區(qū)進(jìn)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(dá)16個模塊 ，共32個讀卡機(jī);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(shù)和編程信息等保存在非易失性存儲器內(nèi);支持多種讀卡技術(shù)(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(yīng)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(shè)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(shè)定。

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