一、 前言

隨著電力系統改造和自動化建設不斷發展完善，電網公司大多已經實現了對遠程變電站/電網發電機組的遙測、遙信、遙控、遙調，即“四遙”功能。當前，各公司為了提高勞動生產率，增加經濟效益，開始對電力生產實現無人值守或者遠程遙控操作。網絡視頻監控系統作為“五遙”是對“四遙”的補充和完善，越來越廣泛地被電力用戶應用到電力生產管理調度之中。無人值守變電站管理模式的推廣，變電站巡檢制度的建立，在巡檢中心、集控中心（集控站）等相關部門通過現有的電力通信網對所屬變電站實現遠程實時圖像監控、遠程故障和意外情況告警接收處理。將變電站的視頻數據和監控數據由變電站前端的設備/處理機采集編碼，并將編碼后的數據通過IP網絡傳輸到監控中心。監控中心接收編碼后的視頻數據和監控數據，進行監控，存儲、管理。電力遙視警戒系統的實施為實現變電站/所的無人值守，從而為推動電力網的管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發展提供有力的技術保障。可提高變電站運行和維護的安全性和可靠性，并可逐步實現電網的可視化監控和調度，使電網調控運行更為安全、可靠。

二、 需求分析

變電站視頻監控和環境監控系統的綜合應用需求：

1. 變電站內各類設備（如：主控室控制屏顯示、儀表讀數、開關室設備、主變壓器和各主變風扇運行、電容器室等）運行情況；

2. 實時監視變電站大門口和主要通道；

3. 實時接收周界和室內紅外報警信號；

4. 實時監測變壓器中性點接地刀、油位和火災報警；

5. 實時監測電纜溫度；

隨著技術的發展，視頻監視圖像可作為對事故追憶的一種有效手段，幫助技術人員查看事故發生時變電站的狀況，從而盡可能地找到事故發生的原因；

現場操作指示變電站的各種操作要嚴格遵守操作規程，但是各種操作也比較繁瑣，因此必須要有相應的保證措施──一般都采用系統的"五防"閉鎖結合操作人員使用"五防"鑰匙的方法來達到這一目的。在視頻監視技術出現后，可以利用遠程實時監視功能，由調度中心的值班人員對遠方變電站操作人員進行操作指導，如果發現不正確的操作，可以通過電話、手機及時提醒操作人員，從而確保操作的萬無一失。另外，也可以發現一些在施工現場不容易觀察的遺留工作物品，這時可以利用高空攝像機來發現這些遺留物品，從而消除安全隱患；

安全防范這里說的安全防范是指防火、防盜。系統通過分布在變電站的各種傳感器，如煙感傳感器、紅外微波探頭、門禁傳感器、玻璃破碎傳感器等，接收并及時地將報警信號傳送給調度中心，以做出相應處理。

三、 現狀問題

目前供電公司大部分的變電站都實現了無人值守，變電站遙視系統已經成為重要的電網運行監控手段。目前無人值守變電站和二級機構的遙視系統一般還是采用傳統的硬盤錄像機解決方案。該解決方案是在無人值守變電站配置一臺或多臺硬盤錄像機，通過硬盤錄像機對監控點的模擬信號進行數字化編碼后存儲到本地硬盤錄像機的硬盤中進行視頻資料的保存。

視頻圖像查看需要通過硬盤錄像機廠家提供的基于C/S模式的客戶端軟件連接到硬盤錄像機上進行觀看或者通過硬盤錄像機內置的WEB Server用B/S模式監看（B/S模式只支持單路圖像瀏覽）。不同硬盤錄像機廠家提供的客戶端軟件雖然都能實現基本的實時瀏覽和錄像查詢等功能，但不同廠家的客戶端軟件無法實現互聯互通，在不同的變電站之間進行監控切換時，需要更換不同的客戶端軟件才能實現監看功能。

在無人值守變電站的承載網絡上，一般為每個變電站提供一路E1通道進行業務數據和監控數據的混合傳輸，導致每個變電站只能并發觀看1～2路視頻圖像，超過2路時就非常容易出現藍屏、馬賽克、拖影等現象。

從當前電力監控系統的現狀可以看出目前無人值守變電站的遙視系統都是分散、孤立的，沒有形成一個統一體，沒有實現集中運行、集中調度，造成這種情況的主要原因如下：

（1）兩種編碼方式不兼容

目前已經在網使用的硬盤錄像機設備采用的編碼方式有H.264和MPEG4兩種，這兩種編碼所形成的流媒體文件無法兼容，不同的編碼方式需要采用不同的解碼控件才能實現正常解碼。而目前硬盤錄像機廠家提供的客戶端軟件還無法支持同時解碼兩種編碼的功能。

（2）各廠家客戶端軟件不兼容

目前硬盤錄像機廠家提供的客戶端軟件只能對本廠的產品進行解碼，即使不同廠家的設備采用同樣的H.264或MPEG4的編碼方式，也無法實現不同廠家的客戶端軟件與不同廠家的硬盤錄像機的互通，導致在監控中心的電腦上需要同時安裝多套不同廠家的客戶端軟件才能實現最基本的監看功能。

（3）各廠家設備控制協議不兼容

雖然目前各廠家設備的遠程管理協議都是采用SNMP協議，但是MIB庫的定義卻不盡相同，這樣就導致了無法通過某一個硬盤錄像機廠家的管理平臺對其他所有的硬盤錄像機進行統一的遠程管理。而且硬盤錄像機的設備故障也不能及時地反饋到監控中心，無法實現對遠端設備的主動管理。

四、 設計原則

為了解決上述問題，對現有變電站的視頻監控系統進行整合，形成統一完整的視頻系統，視頻信息統一管理、統一存儲，遠程監控，是提高變電站無人值守水平的必然的選擇。

綜合視頻監控系統是在網絡視頻監控平臺的基礎上進行功能擴展，除實現基本的視頻監控的功能外，還要實現與遙測、遙信、遙控、遙調“四遙”的智能化聯動監控。

綜合遙視系統的功能設計主要應考慮以下幾方面：

? 多級網絡架構，支持大系統平臺聯網，兼容主流監控廠家前端產品；

? 提供與電力“四遙”的接口，實現系統級融合；

? 中心平臺管理軟件實現對于系統設備的統一管理，支持GIS視頻監控應用，報警聯動多路視頻，有效布控追蹤；

? 系統軟件采用模塊化設計，保證系統可擴展性，可根據需要實現系統平滑擴容；

? 支持分布式圖像存儲及中心IP SAN存儲模式，并統一由中心管理平臺統一進行權限分配及資源調度；

? 監控中心采用大屏幕圖文顯示系統，實時顯示、切換豐富的圖文信息。

? 系統提供開放接口，可根據電力應用需要做相應的定制性功能開發。

五、 系統結構

基于DVR網絡硬盤錄像機的電力變電站遠程圖像監控系統，對于納入遙視監控范圍的變電站的數量沒有限制，主要視其應用環境的網絡狀況，因此基本上系統規模可根據電網區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，形成大規模的監控網絡。

根據電力行業的應用特點及管理模式，其電力變電站遠程圖像監控系統基本上分為主控中心、區域監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DVR網絡硬盤錄像機（具體數量視變電站內配置的監控攝像機數量），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）設區域監控中心，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硬盤錄像機上傳的視音頻、報警信息，同時通過“網絡視頻集中監控系統管理軟件”進行遠程實時監控；在條件成熟的前提下可在調度中心設立主控中心。

六、 系統功能

（1）監視和錄像功能

利用安裝在監視目標區域的攝像機對生產設備和環境進行監控和錄像，并將被監視目標的動態圖像傳輸到監控中心，監控中心可將控制信號發送到設在變電站的監控主機，實現各種控制。

監控中心、變電站運行維護人員通過業務臺或監控主機對變電站監控范圍的目標區域中設備或現場進行監視，同時在業務臺或監控主機上完成對變電站攝像機的控制（左右、上下、遠近景、調焦等）、畫面切換的控制和錄像控制。

（2）報警功能

報警事件觸發支持消防報警、防盜報警、動態檢測等。

1. 入侵探測

在主控室等重要地點安裝紅外雙鑒/三鑒探測器，通過布防可有效發現外來非法入侵，探測器一般為標準開關量信號，接入到現場監控單元。前端數字監控主機、中心管理服務器均可設置聯動策略，發現入侵報警時，聯動變電站內燈光、警笛、攝像機預置位、錄像，并在監控客戶端上推出報警畫面，發出聲光報警信息，提示值班員處理。

2. 環境監測

環境監測主要為現場溫濕度監測、煙霧報警、水浸報警。一般在主控室安裝溫濕度傳感器，接入到模擬量監測單元。通過RS-485總線和數字監控設備連接，監控中心管理服務器通過循環采樣可得到溫濕度數據，軟件可設定溫濕度上下限，發現越限時可聯動報警。煙霧報警、水浸報警為開關量報警，出現報警時可聯動攝像機預置位，并在監控客戶端上推出報警畫面，發出聲光報警信息，提示值班員處理。

3. 前端報警輸出

前端設備支持開關量報警輸出，主要包括聲光電報警、門禁等。前端設備支持報警觸發錄像及圖片抓拍。

4. 平臺報警聯動

中心平臺在收到報警信息后，根據用戶配置的報警聯動表信息進行聯動處理。主要操作包括觸發報警錄像及圖片抓拍，發送報警短信給用戶，向用戶電話提供語音報警等。同時需要將報警信息傳送到該客戶正在進行監控操作的用戶處，并且傳送給指定的專用報警客戶端處。

5. 客戶端聯動

處于接警狀態的客戶端在收到報警信息時，能將畫面切換到報警設備的聯動畫面，并放大顯示，發出報警信息，直到用戶做接警操作后方可返回正常狀態。

另外，系統應支持專用接警客戶端，隨時等待接受報警信息，并可做出報警畫面調出以及觸發報警錄像或者圖片抓拍等聯動動作。

（3）控制功能

1. 權限控制

系統通過其中心服務器可以對系統中所有硬件設備和用戶進行集中管理，包括添加/修改前端主控設備、設置/更改設備工作參數、配置/更改設備所屬關系，添加/刪除用戶、設置/更改用戶管理權限等。

管理員只需要將這些系統信息在中心服務器上加以注冊，即可在整個系統內生效，大大簡化了系統操作，有效提高了工作效率。

被授權的網上任一操作人員能對任一攝像點進行控制，實現對攝像機視角、方位、焦距、光圈、景深的調整，進行云臺的預置和控制。

控制權限可設置為三種狀態：爭用模式、先來者占用模式、權高者占用模式。保證控制唯一性，當某個操作人員對設備進行控制時，其它同級操作人員則不能控制。

2. 門禁控制

可以采用智能門禁系統或安裝門磁傳感器。各門禁系統或門磁傳感器應在變電站的各直接入口處和各級重要入口處安裝。

系統采用非接觸式感應卡，具備遙控開門功能。

自動記錄使用人的編號、開/關門的時間、使用地點等信息。

可以設置時間段，當發生非法入侵時能發出告警信息，同時可以進行聯動錄像。

七、 系統特點

1. 實施方便快捷：充分利用電力行業現有網絡環境，易于日后系統擴展。

2. 適合構建大型系統：系統支持三級/四級網絡架構，支持大系統聯網平臺。

3. 高度兼容性：系統可以支持多種系統兼容，支持PC式監控主機，支持嵌入式硬盤錄像機，支持矩陣級聯，支持網絡視頻服務器解決方案。

4. 平滑過渡，節省資金：系統既可以一次投資搭建統一平臺，終身受益；也可以系統逐次添加，節省資金。

5. 安全性能高，性價比高：分布式存儲同集中時存儲相結合，圖像資源分布式存儲，集中管理，提升存儲的穩定可靠性，并降低存儲造價，極高的性價比。

6. 調度中心大屏幕圖文顯示系統（DLP無縫拼接大屏+監視器+LED），實時顯示、切換豐富的圖文信息，適合指揮中心監控、指揮、調度。

7. 功能豐富全面：強大的綜合軟件管理系統提供了一個廣闊的控制平臺。不僅可以實現電力行業客戶現有的需求，強大的研發隊伍可以保證針對電力行業的特殊要求及時定制相關功能模塊。一套專用平臺軟件統一管理所有設備，電子地圖雙屏顯示，報警聯動多路視頻，有效布控追蹤。

8. 優勢特色顯著：電力行業系統復雜，需要監控的點數量比較多，位置比較分散，而又要實現統一的管理。電力變電站綜合監控系統，成功解決了分散監控，集中管理的難題。通過網絡將所有的監控點連成一個系統，在監控中心通過若干臺中心服務器實現統一管理。

3G無線路由器F3434功能特點：

1. 具有信號強度指示功能，實時顯示3G網絡信號強度，提升現場管理維護效率。

2. 具有流量控制、流量記錄，實時網絡速度顯示功能，它能夠根據網絡協議的類型，按照預先定制的帶寬分配模式進行管理，同時接多個設備時，能夠盡可能保證網絡內每個設備的無線傳輸不受影響，使多設備無線傳輸應用更智能更高效。

3. 處理速度提升，內置FLASH從4M提升至8M，RAM從32M提升到64M，處理器主頻從133MHz 提升到380MHz，有效杜絕大流量數據丟包，大數據傳輸場合應用更高效，更穩定。

4. WIFI功能，采用內置一體化設計，有效提升產品的穩定性。且WIFI傳輸速度從50 Mbps提升至150 Mbps，WIFI 支持AP ,CLIENT ,中繼，中繼橋接等，系工業WIFI應用的頂級配置。3倍速提升，自如應對更復雜的無線傳輸需求。

5. 內置RTC,支持定時上下線，更好地根據客戶應用定制上下線策略，最大限度地減小功耗。

6. 支持更多的VPN鏈接方式，在原來的基礎上再加了對PPTP服務器，L2TP服務器，OpenVPN服務器，OpenVPN客戶端的支持，網絡安全應用部署方案選擇更豐富、更靈活。

7. 延續四信一貫的豐富接口配置，F3X34系列產品支持RS232、RS485等多種工業接口，可以接入各種服務器和工控機，幫助用戶實時傳輸現場數據。突出的性能，豐富的工控機接口幫助工業自動化企業甩開網線的束縛，輕松實現3G實時信息傳輸的夢想。

8. 支持多種WAN連接方式，包括靜態IP,DHCP，L2TP ，PPTP，PPPOE，3G/HSPA/4G。

9. 支持遠程管理，SYSLOG、SNMP、TELNET、SSHD，HTTPS等功能。

10. 支持本地和遠程在線升級，導入導出配置文件。

11. 支持NTP，內置RTC。

12. 支持國內外多種DDNS。

13. 支持VLAN，MAC地址克隆，PPPoE服務器。

14. WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client，中繼器，中繼橋接和WDS等多種工作模式（可選）

15. WIFI支持WEP,WPA，WPA2等多種加密方式，支持RADIUS認證，MAC地址過濾等功能。

16. 支持多路DHCP server及DHCP client，DHCP捆綁MAC地址，DDNS，防火墻，NAT，DMZ主機，QoS，流量統計,實時顯示數據傳輸速率等功能

17. 支持SPI防火墻，VPN穿越，訪問控制，URL過濾，等功能。

18. 定時重啟等功能。