电力行业3G无线监控方案.doc

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1、电力行业3G无线监控系统应用解决方案2013年1月11日一、 行业背景31.1行业分析31.2行业用户面临的挑战3二、 系统组成4三、 系统特点5四、 电力应急指挥系统54.1系统方案设计原则54.2系统概述64.3应用场景84.3.1应用场景一：变电站高压线路定点监控84.3.2应用场景二：空中作业实时监测84.4监控平台设计方案94.5综合监控平台设计104.6综合监控平台特点104.7综合监控平台组成10五、 系统设备115.1单兵便携式无线终端115.1.1单兵便携式无线终端整套系统基本功能125.1.2技术参数:135.2配套单兵摄像机155.2.1摄像机主要特性155.2.2摄像机

2、外形尺寸：165.2.3随机配件175.2.4固定按装实例175.2.5摄像机技术参数185.3手机视频终端19六、 系统优势19七、 项目清单207.1视频监控建设清单207.2单兵主机配置辅材20一、 行业背景1.1行业分析电力行业是国民经济发展的重要基础行业，电网的稳定运行在国民经济发展中有着极其重要的作用。随军着第三代移动通讯技术（3G）的正式商用，电力行业的无线监控系统也进入了全数字化的网络时代。针对电力行业远程监控、应急指挥、线路巡视等应用的特点，我们推出了基于3G无线通讯技术的电力远程监控系统。系统采用最新的计算机、通讯、视频处理技术，将监视、摇控、防盗、消防等一系列安全措施有机

3、结合起来，真正实现了远程数据监测及远程图像监控。1.2行业用户面临的挑战随着我国电力事业不断发展，电力系统自动化水平不断提高，各变电站、变电所、高压输电线路等都要实现少人或无人值守，以提高生产效益。如何将远程的监视、遥控、防盗、消防和报警联网系统、监控无线化有机的结合起来，做到既可以基于无线、有线网络进行远程的监视、遥控和图像的传输，又具备通常联网报警网络的功能，并且投入费用合理，能够更加有效地确保系统运行稳定，将安全防范技术提高到一个新的水平。网络化、无线化、远程监控是当前监控行业发展的主要方向。远程监控系统能监视并记录变电站的安全以及电力设备及运行情况，及时发现、处理事故，有助于提高电力系

4、统自动化的安全性和可靠性。还有高压输电线路的安全防范已经成为安全生产自动化的重要组成部分，通过高压输电线路安全防范系统不仅可以远程巡视各类设备的运行情况、人员的操作记录，还能实时获得来自事故现场的报警信息，对可能或已经发生的异常现象及时处理并保存现场的图像资料，为分析事故原因提供第一手的资料，使供电部门的管理方法和手段不断地与科技发展的最新成果紧密相连。同时远程监控系统还可以集成环境监测（环境温湿度、烟雾报警、水浸报警）、报警联动等功能。针对电力行业远程监控应用的特点，我们提供高效可行的基于运营商（中国电信、中国联通、中国移动）网络的无线监控系统解决方案，充分采用最新的计算机、通讯、视频处理等

5、方面的技术，通过运营商提供的3G/2G网络，实现远程数据监测及远程图像监控。二、 系统组成系统包括前端采集系统和监控中心两部分。前端视频采集系统由3G视频服务器、摄像机等组成。其中3G视频服务器作为核心设备，负责将摄像机采集的视频图像上传到监控中心。前端3G视频设备分为固定式视频终端、移动式视频终端和车载式视频终端。监控中心包括中心服务器、存储服务器和监控主机，通过安装中心管理软件实现对各监控点视频的观看和存储，实现对前端视频设备的控制。系统组网结构示意图如下：图1系统组网结构示意图三、 系统特点传输速率高数据传输速率可达5Mbps(兆字节/每秒），是2G网络的20倍。实时性强可以保证不间断的

6、视频监控，可以同步接收、处理多个监测点的数据。完全 满足对数据传输实时性的要求。安全性高使用多层次、多技术相结合的保护机制，在应用层、网络层、传输层和物理 层上进行全方位的数据保护，并结合多种安全协议和加密算法，保证传输数 据的安全性。灵活分布、易安装无需布线，施工方便。前端设备可任意部署，不受距离限制，扩充能力强， 可随时随地移动监控点。数据集中、易于管理3G无线接入，改变了原有的分级上传处理方式，只需一个数据中心就可对 监测点数据进行集中管理，极大的提高了效率，降低了传输成本。覆盖面广充分利用现有的无线基站和网络资源，可在一些偏远的地区快速安装无线 监控系统。四、 电力应急指挥系统4.1系

7、统方案设计原则1、 易管理2、 高效3、 标准化 4、 电力网络系统紧密相接5、 依据：DL/T 741：架空送电线路运行规程DL/T601-1996：架空绝缘配电线路设计技术规程SDJ3-87：电力安全工作规程（电力线路部分）SDJ206-37：架空送电配电线路设计技术规程GTB856：软件工程国家标准中华人民共和国电力法电力设施保护条例4.2系统概述图2抢修现场图示电力应急指挥系统可以对电力突发事件、野外抢修的现场进行远程监控和远程指挥。电力施工人员随身携带监控设备或将监控设备安放于施工现场，指挥中心通过3G无线专网，就可以对现场的情况和施工人员的作业流程进行远程监控。还可以通过无线设备的

8、音频功能对现场工作人员进行远程指挥，大大提高了电力企业的应急处理能力和事件响应速度。图3变电站在建变电站在建设过程中很容易因施工人员的失误造成重大的事故，无线监控系统可以有效地确保工程质量和工程进度。管理人员能够对工程的规范性和安全性进行远程监督，掌握施工情况的第一手资料。一旦事故发生，存储的监控录像将会成为调查事故的重要依据。 图4高压输电线远距离高压输电线路所处的地理环境、气候条件比较恶劣。特别是在冬季因气温较低，湿度较高，导致线上长时间结有覆冰，当覆冰的总重量超过导线的载荷极限时，就会造成断缆甚至塔架倒塌。无线监控系统可以实时地将高压输电线路相关信息反反馈到指挥中心，通过对图像数据的分析

9、对比，及时做出相应的应急处理，以确保高压输电线路的安全运行。4.3应用场景4.3.1应用场景一：变电站高压线路定点监控使用中研3G无线单兵视频服务器通过运营商网络将变电站/高压输电线路的监控视频传输到指挥中心，再行递发送给上级监控平台，可以让市、省指挥中心及时看到现场实时情况，以便及时调度处理。图5变电站高压线路定点监控4.3.2应用场景二：空中作业实时监测通过高压输电线路安全防范系统不仅可以远程巡视各类设备的运行情况、高空作业人员的操作记录，还能实时获得来自事故现场的图像，对可能或已经发生的异常现象及时处理并保存现场的图像资料，为分析事故原因提供第一手的资料。图6空中作业实时监测4.4监控平

10、台设计方案基于以上几点来考虑，整套系统采用前端分散监控、后台集中管理的方式，通过可插拔的TF卡将取证资料进行本地存储，并可利用3G网络将数据上传监控中心。同时也可通过3G无线网络实现远程监控和管理，系统拓扑图如下：图7单兵系统拓扑图整套系统主要由便携式单兵监控终端和后端“综合监控平台”平台两大部分组成，可配合接入无线网络实现远程监控。4.5综合监控平台设计综合监控平台”平台功能强大，设计完善，不但可以支持便携式单兵监控设备的接入，还可以支持大型监控网络的接入，为客户提供移动监控与常规监控相结合的完成监控解决方案。“综合监控平台”平台组织结构图如下：图8综合监控平台平台组织结构图4.6综合监控平

11、台特点监控中心使用“综合监控平台”平台，该平台的特点如下：提供电信监控平台，向个人、家庭、商铺以及小型企业提供监控业务；平台提供前端设备接入授权、业务管理等功能；对用户提供视频浏览、历史视频点播功能；设备实现即插即用，不需要作任何配置；操作简单、易用，降低了对使用者监控知识的要求；用户通过浏览器登陆电信平台即可访问授权监控点；用户可通过手机客户端远程接入，随时随地访问授权监控点图9 网络端图10客户端4.7综合监控平台组成ACCESS SERVER： 接入服务器；前端设备和用户注册到该服务器上，用户与设备的交互通过接入服务器中转完成；支持信令：设备注册、心跳保活、用户实时视频浏览、用户历史视频

12、点播；STREAM SERVER：流媒体服务器；在少数情况下，P2P实时视频无法实现（P2P在symmetrical NAT下无法使用）时，终端用户通过流媒体服务器浏览前端设备实时视频；根据业务情况可以扩展多台；WEB SERVER：网页服务器，采用APACHE+MYSQL+PHP架构，提供网页管理服务；管理员可以添加前端授权设备、终端授权用户；分配设备与流媒体服务器关 联关系；分配设备与中心存储服务器关联关系；实现静态负载均衡；DB SERVER: 数据库服务器，管理信息、配置信息保存在数据库中；采用MYSQL；可扩充报警接收服务器，以彩信方式上传报警截图给手机用户 客户端网页客户端：终端用

13、户通过浏览器登陆电信服务器进入客户端界面，自动下载授权设备列表；对授权设备支持操作：实时视频浏览，历史视频点播和云台控制；通过管理系统可对同一台数据库服务器上加载的前端设备进行统一的区域划分、授权、录像管理等操作。五、 系统设备5.1单兵便携式无线终端图11单兵无线终端单兵式视频监控终端可随身携带，利用3G网络将现场图像传回指挥中心，并可以与指挥中心进行语音通话，根据现场情况实施应急解决方案。单兵式视频监控终端结构紧凑，体积小便于携带。内置大容量锂电池，可持续供电4小时以上。支持SD卡存储，可以实现本地自动循环录像。5.1.1单兵便携式无线终端整套系统基本功能视音频数据编解码采用当前世界主流的

14、视音频编解码技术，将采集到的模拟视音频数据进行高效率数字编码，编码方式灵活，网络适应性强。录像存储取证主机对采集的视音频信号实时硬件同步压缩后进行本地TF卡存储，可供事件回放、数据备份、数据上传等需求。GPS定位系统配备GPS定位模块，并可以将接收到的卫星信号实时传输到监控中心，并可在平台软件的数字地图上显示设备当前所处的地理位置。同时，单兵设备支持全球24个时区的GPS卫星校时功能，可每5分钟自动进行一次卫星校时，保证取证时间的精确。可以连接数码相机、DV的进行视频数据采集自定义航空接头数据线，可以任意联接数码相机或DV的视频输出摄像机可选用户可根据不同的环境选择不同的摄像机，以便满足各行业

15、的不同需求。我司还有特制的头盔式摄像机及针孔摄像机与主机配合使用。5.1.2技术参数:基本描述操作系统嵌入式Linux主芯片TIRAM128MFlash8M视频压缩标准H.264压缩分辨率主码流QCIF/QVGA/CIF/2CIF/DCIF/VGA/4CIF压缩分辨率子码流QCIF/QVGA/CIF视频输入1音频输入1视频输出无音频输出1路码流类型视频流/复合流性能描述视频帧率PAL：1/16-25帧/秒，NTSC：1/16-30帧/秒压缩码率32kbps2Mbps可选, 可自定义8Mbps音频压缩/码率OggVorbis/16Kbps数据存储支持MINI SD卡，容量32GB功能描述接入东方

16、瑞华3G监控平台支持接入综合监控平台接入综合监控平台支持接入综合监控平台平台软件DV视频接入支持DV摄像机等多种视频输入接口描述视频输入接口RCA（电平：1.0Vp-p，阻抗：75），支持PAL、NTSC制音频输入接口1路（电平：2Vp-p，阻抗：1k），无源视频输出接口无音频输出接口1路（线性电平，阻抗：600）报警输入1路，按键式语音对讲输出2.5mm音频接口（线性电平，阻抗：600）以太网口1个RJ45 10M/100M自适应以太网口RS485接口有（需要特殊定制）天线接口SMA头天线接口无线描述无线标准支持EVDO支持WCDMA支持TD-SCDMAEVDO无线协议CDMA2000 1x

17、 RTT；CDMA2000 1xEV-DO Rel. 0；CDMA2000 1xEV-DO Rev. A工作频率CDMA 800 MHz上行：824-849 MHz下行：869-894 MHzCDMA 1900 MHz上行：1850-1910 MHz下行：1930-1990 MHzWCDMA工作频段UMTS: Quad band, 850/900/1900/2100MHzHSUPA /HSDPA: 850/900/1900/2100MHzGSM/GPRS/EDGE: Quad band, 850/900/1800/1900MHzTD-SCDMA工作频段TD:2010-2025MHz/1880-

18、1920MHz GSM/GPRS/EDGE:900/1800 MHz通用规范描述电源适配器DC 12V/1A锂电池容量2000mAh或24WH，工作时间主机供电4小时工作温度-10-55工作湿度1090产品尺寸mm128*72*43mm产品重量g500设备功耗6W表1单兵型3G服务器主机技术参数5.2配套单兵摄像机图12 肩式摄像机5.2.1摄像机主要特性采用高性能CCD分辨率高，图像清晰、细腻低照度支持自动彩转黑功能，实现昼夜监控支持背光补偿功能支持自动白平衡功能，色彩还原度高，图像逼真信噪比高，图像画面干净、悦目支持自动电子快门功能，适应不同监控环境支持自动电子增益功能，亮度自适应5.2.

19、2摄像机外形尺寸： 图13外形尺寸示意图5.2.3随机配件弹簧线长，80CM170CM，可伸缩航空插头固定方式弹性拉带橡胶摄像机固定架5.2.4固定按装实例图14 肩挂式示意图肩式固定通过弹性拉带来调整松紧，橡胶支架调整摄像机转角头盔式固定通过弹性拉带来调整松紧，橡胶支架调整摄像机转角万能头盔式摄像机5.2.5摄像机技术参数型号参数ZY-912传感器类型1/4 “CCD信号系统PAL有效像素500(H)582(V)最小照度0.1Lux F1.2快门1/50s1/100,000s镜头类型3.7mm 水平解析度480 TVL同步方式内同步视频输出1Vp-p Composite Output（75欧

20、姆）信噪比大于50 dB背光补偿ON工作温度-1060防护等级IP65电源DC5V-12V, 10%功耗1W MAX 尺寸(mm)17 55 摄像机重量52g表2摄像机技术参数5.2.6头盔式摄像机 图15头盔式摄像机一、 产品功能：1. IP65防水型设计2. 与安全帽巧妙结合起来，便于使用者即可当安全保护，又可以做视频采集器3. 内置高亮度LED白光灯，可供摄像机及工作人员照明4. 内置十字激光定位器，便于使用者与指挥人员双向沟通5. 内置520线SONY1/3CCD，照度彩色0.2 lux,黑白0.1lux6. 内置语音对讲唛克风及耳机接口7. 5芯航空接头，弹簧线长40Cm，拉长1.5

21、米。8. 供电电压：12V，500ma二、 产品用途1. 水利巡查人员应急指挥2. 电力作业人员应急指挥3. 建筑工地人员巡查指挥4. 室外施工现场巡查指挥5. 城管、交警、公安等行政执法6. 公路系统巡查人员现场指挥三、 细节介绍1. 正面图16正面介绍2. 高清摄像机参数a) 成像芯片1/3 Sony CDDb) 线数：520线c) 镜头焦距:8mm3. 激光定位器参数a) 功率：50mwb) 有效距离：白天110米；晚上150米4. 高亮LED指示灯参数LED灯：晚上照明距离120米，视不同环镜而有差异。四、 详细参数：型号 ZY-910传感器类型 1/4 “CCD信号系统 PAL有效像

22、素 500(H)582(V)最小照度 0.1Lux F1.2快门 1/50s1/100,000s镜头类型 3.7mm 水平解析度 480 TVL同步方式 内同步 视频输出 （75欧姆） 信噪比 大于50 dB背光补偿 ON工作温度 -1060 防护等级 IP65电源 DC5V-12V, 10%功耗 1W MAX? 尺寸(mm)17 55 摄像机重量 52g 5.3手机视频终端 图17 手机视频终端3G手机视频终端集语音通讯、视频回传、GPS卫星定位等功能于一体。可以通过手机自带的摄像头实时观看多个现场的视频图像。即时身在家中或车上均可通过手机3G视频视频传输功能实时地了解到现场的情况。六、 系

23、统优势监控终端携带方便，操作简单。监控范围无限制，满足应对各种突发事件的需要。双向语音对讲，声音清晰流畅。通过语音对讲功能，可对现场人员进行程指挥。可随时随地通过笔记本电脑或者手机查看突发事件现场情况。支持本地图像显示，本地及远端都可以进行及时调整监控画面。集成GPS全球卫星定位系统，指挥中心可快速定位终端的地理位置。配备大容量锂电池，可持续供电4小时以上。电力巡检应急事件的处理更加及时，如下图所示图18应急事件的处理流程七、 项目清单7.1视频监控建设清单序号产品名称品牌设备型号单位数量1单兵型3G无线视频服务器中研瑞华ZY-222-5E套2肩式万能摄像机/头盔式摄像机（二选一）中研瑞华ZY-912/ZY-910（二选一）套3监控平台软件中研瑞华V2.0套4存储卡金士顿16G容量套表3视频监控建设清单7.2单兵主机配置辅材名称型号配件单兵型3G视频服务器ZY-222-5E1、90度直角3G小天线1PC/套2、DC12V/1.35mm小头充电器1PC/套3、备用电池1PC/套4、3G卡槽表4单兵主机配置辅材清单 24