《变电站视频及环境监控系统技术方案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电站视频及环境监控系统技术方案.pdf（44页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、变电站视频及环境监控变电站视频及环境监控系系统统技技术术方方案案20122012 年年 1111 月月目目录录第一章 项目概述.2第二章 项目需求分析和建设目标.4第三章 系统性能要求.83。1 主站系统.83.2 站端系统.93.3 系统设备环境条件要求.93.4 系统设备可靠性要求.103。5 系统软件要求.103。6 视音频编解码标准.113。7 系统抗干扰措施要求.113.8 系统施工技术要求.113。9 供电电源要求.12第四章 系统设计.124.1 系统设计原则和设计规范.124.2 数字视频及环境监控系统设计.154.3 数字 IP 视频及环境监控系统的优势.204。4 系统功能
2、.21第五章 经济、社会效益分析.245。1 经济效益分析.245.2 社会效益分析.24第六章 主要设备性能参数.256.1 网络高速球机.256。2 网络智能中速球.276.3 网络固定摄像机.296。4 网络高清摄像机.326。5 SVR 存储器.346.6 视频管理监控软件.35第七章 参考配置清单.38第一章第一章 项目概述项目概述随着计算机技术、网络通讯技术以及电力系统保护及自控技术的发展，变电站的自动化运行水平不断提高，大大减少了人为操作事故，使变电站的无人值守逐步变成了可能，并已成为电业系统的发展趋势。目前已实现了将生产现场的设备运行数据、状态传送到远方的调度中心，同时调度中心
3、也可对远程的现场设备进行控制和调节，这就是常称的“遥测、遥信、遥控和遥调”。作为无人值守的变电站如只具备四遥是不够的,因为调度中心无法了解现场情况致使一些安全防范如“防火、防盗”等无法实现，因此变电站仍需要有人昼夜守护。随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的迅猛发展，对于图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输的技术已相当成熟，将这一成熟的技术引入电力调度自动化系统，在四遥基础上增加第五遥-遥视，并且实现防盗、防火及出入口管理，将实现真正意义上的“无人值守”。随着无人值守变电站管理模式的推广,变电站遥视警戒系统正适应了电力部门的这一需要，在调度中心、集控中心等相关部门通过现有的电力通信
4、网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理。对前端视频第第 2 2 页页 共共 44 44 页页2数据和监控数据采集编码,并将编码后的数据通过TCP/IP网络传输到网络可以到达的客户端.网络客户端接收编码后的音视频数据和监控数据,并进行监控、存储、管理。变电站遥视警戒系统为实现变电站/所的无人或少人值守，从而为推动电力网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。目前我省共已建设近千座 110kV 以上等级的变电站，其中部分变电站未能及时安装视频及环境监控系统,而已安装视频及环境监控系统的变电站主要采用嵌入网络视频服务器+模拟摄像机结构，还存在
5、几下几点不足之处：1 1、传统模拟摄像机的清晰度不能满足变电站对设备遥视的高要求、传统模拟摄像机的清晰度不能满足变电站对设备遥视的高要求当前电力监控系统视频图像数据的采集采用一般的传统工业 30 万以内像数的 CCD 摄像机配标准光学镜头器件，图像的清晰度彩色不高于 480 线，黑白不高于 500 线.2 2、环境对摄像机的干扰、环境对摄像机的干扰传统模拟摄像机需要铺设视频线、电源线和控制线，在变电站这样的特殊环境中，各种传输线会受到变电站的交变电场引起的电源或磁场的干扰，使监控系统受到干扰。3 3、铺设线路繁多、铺设线路繁多,施工复杂施工复杂当前的传统监控系统主要由摄像机、嵌入式网络视频服务
6、器、监视器、录像机等组成,他们之间由视频线、控制线缆等连接。本地图像监控系统一般采用模拟方式传输，采用视频电缆(少数采用光纤)，传输距离不能太远，需要实现系统需要铺设大量的视频线、控制线和电源线，使系统施工复杂，带来了人力和物力上的巨大开销。4 4、系统扩充复杂、系统扩充复杂系统监控点位和存储容量的扩充都较为复杂。传统监控系统使用多台NVS作为视频存储的设备，逐台操作 NVS 是一件很麻烦的事.且 NVS 构成的系统其功能简单已经不能满足电力系统监控的复杂需求.随着监控系统在电力生产广泛应用，建成后需要增加监控点位时，需要考虑新增 NVS 和存储空间。5 5、系统不能实现自动冗余、系统不能实现
7、自动冗余当前的嵌入式网络视频服务器采用模拟摄像机硬件接入,不具备硬件冗余功第第 3 3 页页 共共 44 44 页页3能，当嵌入式网络视频服务器故障后，相应变电站视频及环境监控系统所有视频图像不能上传到集控站,导致集控站不能正常监控变电站设备运行情况,无人值守后,存在变电站安全运行隐患。6 6、存储硬盘故障后，录像文件不能自动修复、存储硬盘故障后，录像文件不能自动修复当前的系统录像功能主要是由嵌入式网络视频服务器实现,而嵌入式网络视频服务器不能配置 RAID 控制器，不支持 RAID 0、1、3、5 等冗余功能，当其自带的 8 块存储硬盘损坏后，存储的视频录像文件不能自动恢复,也不支持硬盘热插
8、拔功能，如果一个硬盘出现故障，则往往需要中断系统才能更换，视频数据存在安全隐患。7 7、围墙入侵报警系统误报率高，可靠性差、围墙入侵报警系统误报率高，可靠性差当前系统围墙入侵报警系统主要采用红外对射被动式探测器,红外对射探测器全名叫“光束遮断式感应器”(Photoelectric Beam Detector），其基本的构造包括瞄准孔光束强度指示灯球面镜片LED 指示灯等，其侦测原理乃是利用红外线经 LED 红外光发射二极体，再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离，由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警报。红外线是一种不可见光，而且会扩散，投射出去会形成圆锥体光束。红外光不间歇一秒发 1000
9、 光束，所以是脉动式红外光束，利用光束遮断方式的探测器当有人横跨过监控防护区时,遮断不可见的红外线光束而引发警报。常用于室外围墙报警,它总是成对使用：一个发射,一个接收。发射机发出一束或多束人眼无法看到的红外光,形成警戒线，有物体通过，光线被遮挡，接收机信号发生变化，放大处理后报警,故当小鸟飞过、小动物穿过、地面震动或风吹动树叶遮挡等等都将引起报警，所以系统误报率极高，可靠性差。第二章第二章 项目需求分析和建设目标项目需求分析和建设目标在变电站撤人实现无人值守后，变电站中一二次设备的实时运行状态、数据采集以及远程的监控成为必需,SCADA 系统虽然可以实现部分的数据采集以及控制,但它对整个变电
10、站的设备的外观监视以及站区的防火防盗却无法监控，因此，视频及环境监控系统在变电站的应用就弥补了无人值守变电站的防火和防盗问第第 4 4 页页 共共 44 44 页页4题.使变电站的运行生产更加稳定和可靠。下面是对变电站监控系统的主要需求：一、一、实时监视实时监视对重点变电站和重要机房做全方位视频监控。实现对变电站区域内区内情况的远程实时监视、监听及语音对讲；摄像机可昼夜监视、清晰度高,能监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观运行状态及（主控室、高压室、电容器室、通信室、蓄电池室、电缆夹层等）的刀闸、开关分合、重要仪表、储电池状态等.具有全天候防护，云台和镜头可控。设站端监控工作站，中文
11、Windows操作界面，多方式画面显示，并可将数字信号还原为模拟信号上电视墙及DLP大屏幕显示。电子地图多级监控,可方便的在地图上增加镜头.可实现基于地图形式的对前端设备的控制。录像：事故发生后，提供事后分析事故的有关图像资料。对监控图像的多种控制方式的实时录像、历史及报警图像的检索回放，各种控制参数的设定等.用户操作/控制的日志记录、查询、统计等。密码控制、上下级别权限控制机制等，对重要的系统操作有记录功能。图像字符时间叠加，可单独设置叠加年月日时分摄像机编号区域名。二、二、事后查询事后查询能方便的进行事故事后查询，用于帮助技术人员查看事故发生时变电站的状况,从而尽可能地避免事故再次发生。三
12、、三、现场操作指示现场操作指示变电站的各种操作要严格遵守操作规程，如果操作不当,将会造成危害。但是变电站的各种操作比较繁琐,因此必须结合相应的保证措施，将误操作的可能性降低到最小。视频及环境监控系统的远程实时监视功能，可以实现值班人员对远方变电站操作人员的操作进行指导，如果发现不正确的操作，并能通过监控或电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失.四、四、安全防范安全防范第第 5 5 页页 共共 44 44 页页5通过使用各种传感器，如烟感传感器、红外微波探头、门禁传感器、水浸传感器、温湿度传感器、电压电流传感器等，在感应到有安全隐患时，将收到报警信号及时传给调度中心，以做出相应处理。
13、五、五、远程监控和管理的要求远程监控和管理的要求电力系统内各种生产设备类型复杂，地域分布广，人工维护困难.同时，为适应减员增效和现代化管理的要求，对监控系统在可靠性、易用性及易维护性上，尤其对远程监控方面提出了更高的要求。六、六、多功能监控的要求多功能监控的要求电力行业的遥视要求能够在现有的电力信息网如：LAN、Internet、Intranet网络上对各变电站的实时图像、照度、温度、声音等进行监控,可进行调用录像同时应包含声音,同时对监控内容的事件进行有效的报警处理,以实现变电站真正的无人值守提供了安全技术保障。七、七、数字化的要求数字化的要求现在随着网络技术和计算机技术的发展，基于 TCP
14、/IP 协议的 IP 网的应用得到广泛普及.高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，促进了基于 IP 技术的各种视频通信应用,对于已经实现数字化应用的电力系统来说，其计算机网络资源相对较丰富，结合当前视频监控数字化发展的趋势，建设基于网络的数字化监控系统.在电力安全监控系统中将是一种趋势。因此方案设计应保障建成后的视频及环境监控系统将是一个易于扩充、升级和管理使用的远程网络综合信息平台。可实现视频/报警信号采集、系统实时控制、智能联动、图像数字存储、智能检索录像资料、信号远程传输和远程控制等功能相结合的安全防范和分级管理系统。设备控制采用区域巡检中心集中式管理和局各领导办公室或相关
15、职能部门分散式管理相结合模式，整个监控系统的设计原则，使监控中心和各子系统都互不干扰、独立运行并实现其控制功能。系统采用先集中后分散的设计思路，可根据变电站实际需要不断扩充、升级,既有效的保护了项目的投资，又使系统不会落后。本期监控系统的具体建设目标为：1、以视频及环境监控系统为主，对变电站内开关场地、高压室、主控室、电容器室、主变、蓄电池室等视频监控、语音对讲及环境监控，与安保、消防、第第 6 6 页页 共共 44 44 页页6门禁等系统互联,并与调度自动化系统和变电站自动化系统联动。实现现场工作行为远程监督、倒闸操作辅助监视、事故及故障辅助分析、辅助安防等功能，同时为我局进行事故处理、反事
16、故演习、应急指挥等提供灵活统一的综合应用支持.2、以环境监控系统为主，在变电站开关场、电缆沟、控制机房、围墙等安装各类探测器，形成一道电子防范墙，可根据变电站的实际情况和具体要求灵活进行布防和撤防，也可设置全天候布防报警监测状态。一旦探测到非法入侵、火灾、水浸等报警信号将立即传输到监控中心,以声光形式告警，同时启动录像系统。3、视频监控系统配合报警监测系统,实现以多种防范手段，提高安全监测系数和监控效果。在重要部位安装网络型高速智能球形摄像机系统,可灵活设置图像监视模式，如连续录像模式、动态感知录像模式(即当图像上出现移动物体时才启动录像)和报警联动录像模式（即当报警探测器被触发后录像机自动转
17、到报警方位并启动录像），并且监控中心可任意操作控制前端智能球形摄像机的转动和镜头的拉伸，以捕捉最佳图像和画面效果。4、区域集控中心作为整个系统的二级管理中心。整个系统的运行、设备的控制全由安装在集控中心的智能数字控制系统（包括 IP 存储管理器、图像管理服务器、WEB 服务器、流媒体服务器等）完成。集控中心将对区域变电站进行集中管理,同时，远传到我局通信机房图像监控系统统一平台上,可将相关职能部门办公室作为监控系统的分控端，这样足不出户即可了解各监控点的情况，大大节省了管理者的时间，提高了管理效率。5、建设多媒体网络安防系统。集控中心的数字智能型主控设备具有强大网络功能，不仅可在我局的局域网上
18、进行分控管理，还可远传至省电网公司、南方电网总部视频及环境监控系统平台，实现远程监控。该功能使监控信号的传输跨越了地域的限制，不论在哪个地方只要能上网络，就可看到电站监控现场的图像信号。6、系统采用多方位冗余配置,具备极高的可靠性、稳定性，存储编码及网络传输设备损坏不影响系统的正常运行。第第 7 7 页页 共共 44 44 页页7第三章第三章 系统性能要求系统性能要求变电站视频及环境监控系统按管理权限划分主要有主站系统和变电站站端系统，主站系统又可分为局大楼通信机房图像监控系统统一平台和区域巡检中心集控站。3 3。1 1 主站系统主站系统主站系统是整个系统的管理、维护中心，具备完整的系统功能，
19、系统应为分布式结构，由若干台服务器、工作站、网络设备及配套设备构成，选用符合国际标准的、通用的、先进可靠的计算机硬件，必须功能完善、性能稳定、维护方便；系统在结构和功能上都要实现分布式。系统应考虑容量、结构和功能设计的可扩性，应实现硬件配置随时扩充而不需要修改任何软件。主要应用服务冗余配备且分布部署，主要性能要求如下：系统支持最大变电站数500；系统支持最大摄像机数10000；系统支持同时登录最大用户数100；工作站计算机显示分辨率1024768；服务端平均 CPU 资源占有率30%；单画面视频浏览分辨率702576；画面视频浏览帧率25/s；单台工作站最大视频浏览数量16；同屏同时可监视的变
20、电站数目16；系统时钟精度0.5s；图像控制切换响应时间1s;数据转发延时1s；前端设备控制延时1s；监控画面显示与实际事件发生时间差2s；操作记录数据保存时间1个月;系统登录时间3s；第第 8 8 页页 共共 44 44 页页8电子地图支持最大图层数32;3.23.2 站端系统站端系统站端系统主要对变电站内开关场地、高压室、主控室、电容器室、主变、蓄电池室等视频监控、语音对讲及环境监控，与安保、消防、门禁等系统互联，并与调度自动化系统和变电站自动化系统联动。实现现场工作行为远程监督、倒闸操作辅助监视、事故及故障辅助分析、辅助安防等功能，主要由各类摄像机、探测器及传输设备组成，网络编码、存储及
21、传输设备冗余配置分布部署，主要性能要求如下：系统可用率 99;视频数据保存时间1 个月;系统平均无故障工作时间 MTBF 100000 小时;平均故障修复时间 MTTR0。5 小时；视频控制切换响应时间 1 秒；控制响应时间：1 秒;站端监控画面显示与实际事件发生时间差 0.5 秒;事件报警到系统自动记录相应画面时间差 1 秒；各报警探头报警到后台信息显示时间差 0。5 秒；各报警探头报警到监控中心显示时间差 1 秒；系统时钟精度 1 秒；系统的使用不能影响被监控设备的正常运行；系统的局部故障不能影响整个监控系统的正常工作；系统设备应具有自诊断功能，对各种程序出错、干扰等可自动恢复,软硬件故障
22、等要能够诊断出故障并及时告警；系统应有具备处理同时发生的多事件的能力；系统设备应具备防雷和抗强电干扰能力.3 3。3 3 系统设备环境条件要求系统设备环境条件要求3.3.1 室内环境条件：第第 9 9 页页 共共 44 44 页页9（a）温度：555C（b）相对湿度：95（c）接地电阻:1 欧姆(可根据需求设定）3。3.2 室外环境条件:（a）温度：-1565C（b)相对湿度：95（c）接地电阻：1 欧姆（d）周围噪声:50 dB A SPL3.3。3 耐受地震能力：（a）地震烈度:7度(b）地面水平加速度：0.2 g（c）地面垂直加速度：0.1 g3.43.4 系统设备可靠性要求系统设备可靠
23、性要求为保证系统正常运行,系统设备必须具备如下可靠性保证:（a)系统的使用不能影响被监视设备的正常运行。（b）系统的局部故障不能影响整个监视系统的正常工作.（c)系统主要设备存在结构和功能冗余，系统不能存在瓶颈问题。(d）系统设备采用模块化结构,便于故障排除和替换。（e）系统设备应具有自诊断功能,对各种程序出错、干扰等可自动恢复，软硬件故障等要能够诊断出故障并及时告警.（f)系统应有具备处理同时发生多事件的能力。（g）系统设备应具有防雷和抗强电干扰能力。3 3。5 5 系统软件要求系统软件要求（a)图像监视系统必须采用标准化、网络化、免维护式的结构,具有高度的可靠性和安全性，同时符合 ISO/
24、OSI 开放系统互联标准.（b）图像监视系统应为其它系统提供标准图像接口，以利于其它系统调用及二次开发.第第 10 10 页页 共共 44 44 页页10（c)图像监视系统所提供的支撑软件能支持用户进一步开发应用软件。3 3。6 6 视音频编解码标准视音频编解码标准3.6.1 图像监视系统选用的视音频编解码标准，直接影响系统的整体性能，所以应采用低误码率、符合电力远程实时图像监视需求的国际标准进行视频流解码和图像存储记录。3.6。2 视频编解码标准采用 H.264。3.6.3 语音对讲音频压缩标准音频压缩标准采用 G.723。1 或 G.729 标准.3 3。7 7 系统抗干扰措施要求系统抗干
25、扰措施要求3.7.1 系统应具有完善的防雷措施,系统应按照需要装设视频信号避雷器、数据信号避雷器和电源避雷器.3.7。2 在系统与外部接口处应按照需要装设隔离变压器或光电隔离器件，防止外部干扰信号侵入.3。7。3 采用具有屏蔽层的各种铠装阻燃电缆,所有电缆屏蔽层汇集在控制室单端接地。3。7.4 当摄像设备安装在靠近 220kV 及以上高压导体附近时（如挂接于母线或线路绝缘子构架上），应考虑系统过电压的影响，必要时可用光缆传输实时图像信息。3.7.5 设备应有工作接地和外壳接地，并具有明显标识。3.83.8 系统施工技术要求系统施工技术要求3.8。1 系统施工应遵循电力系统的各种相关规程、规定，
26、确保对一次设备的带电距离。3.8.2 摄像机位置的选取即要便于观察又要便于日后设备的运行维护。3。8.3 电缆敷设应尽量利用站内电缆沟、架，必要时或可通过镀锌铁管或 PVC管等沿变电站外墙敷设，在电缆沟内敷设时，不得与一次电缆同层敷设.3.8.4 系统设备应有标牌,标牌的内容至少应包括：设备名称、生产厂家、生产第第 11 11 页页 共共 44 44 页页11日期或批次、供电额定值等。3。8.5 系统各联机端子和引线应以颜色、规格、标示、编号等方法加以标记,以便安装时查找和长期维护。3 3。9 9 供电电源要求供电电源要求根据变电站供电的实际情况,对于变电站端系统的供电电源采用直/交流逆变电源
27、，逆变电源外接 1 路交流 220VAC 电源、1 路直流 48VDC（通信机房）或 1路直流 220VDC(主控室）,两路电源采用变电站现有供电电源。保证系统的不间断运行.对于监控中心设备采用不间断电源供电，保证在市电或照明断电时，系统能正常工作。所有设备由柜内配电器集中供电,电源配电器功率根据系统大小确定，具备一定功率冗余.电源配电器必须具备防雷和防过电压能力。第四章第四章 系统设计系统设计4.14.1 系统设计原则和设计规范系统设计原则和设计规范4 4。1.11.1 设计原则设计原则为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本次视频及环境监控系统工程设计中,我们坚持长远规划分布
28、实施的原则，将系统建设成为一种具有高起点，易于扩充、升级和管理,易于使用的监控系统。1 1、实用性及可靠性原则、实用性及可靠性原则在本次视频及环境监控系统工程中，我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效、急用先上、逐步完善的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。在系统的设计和实施工程中,充分考虑系统的可靠性。在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施,对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术.2 2、先进性、成熟性与可扩展性原则、先进性、成熟性与可扩展性原则在满足实用性原则的基础上，并结合变电站的实际情况，选用先进的设备、第第 12 12 页页 共共 44 44 页页12优化的
29、结构、综合布线方式及多媒体控制技术,力争将系统的技术水平定位在一个高层次上,以适应新世纪现代生产管理发展的需要。系统建设适应行业发展，充分考虑变电系统的特点，在整体设计、设备配置、通信方式、管理方式、维护方式等方面具有一定的先进性，采用国际标准的同时又是成熟的技术。系统具有良好的可扩展性，充分保证能够将今后增加的新设备和新功能简单方便地与原有系统相结合。3 3、开放性和标准化原则、开放性和标准化原则系统中所采用的布线设计、通信协议、系统设备及布线材料都符合国际标准、国家标准、工业标准和各类标准及相关行业标准。充分利用不同网络的优势，将它们有机地结合起来，为信息交换和设备互操作创造有利条件.系统
30、结构设计及布线材料符合 ISO/IEC11801 综合布线标准及 CECS：72/97国家建筑与建筑群综合布线系统设计规范。网络系统硬件设备选型、施工、安装符合 ISO9002 标准。4 4、经济性原则、经济性原则在完成系统建设目标的基础上,力争用最少的投资,取得最大的效益。在网络设计、设备选型上，采用高性能价格比的方案和设备，不仅使资金的投入、产出比达到最大值，而且要降低整个系统的运行成本，以较低的人员与资金投入来维持系统的正常运行.5 5、可维护性、可管理性原则、可维护性、可管理性原则网络设计和设备选型应具备实施安装方便、配置方便等特点，尽可能采用先进的、直观的管理手段，能够合理配置、均衡
31、和调整网络资源,监控网络运行状态，控制网络运行，还应有一定的故障自检和系统恢复能力。6 6、灵活性原则、灵活性原则系统设计方案应具有较强的灵活性，采用了标准化的布线方式及设备，方便地将传感器侦测、报警联动录像等功能接入本系统，便于今后系统扩容和设备的更新。第第 13 13 页页 共共 44 44 页页134.1.24.1.2 系统设计规范及标准系统设计规范及标准GB50198民用闭路电视系统工程技术规范EIA/TIA569商用建筑布线系统管道及空间位置标准GBJ16-87建筑设计防火规范GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件DL409-94GA/T7594JGJ/T1692lGBJ42
32、84GBJ11587GB8566-88GB5016892DL10891GBJ4281GB50200-94GY/T121-95GB/T 166771996JGJ/4688IEX255/221IEX255/223IEX255/223GB/T17626。3GB/T17626.4GB/T17626。5GB/T17626.6GB/T17626.8GB5021794DL/T621-1997GB/T17626-1998电业安全工作消防安全防范工程程序与要求民用建筑电气设计规范建筑结构设计统一标准工业电视系统设计规范计算机软件开发规范电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范电业安全工作规程工业企业通信设计规范有
33、线电视系统工程技术规范行业标准报警图像信号有线传输装置施工现场临时用电安全技术规范高频干扰试验辐射电磁场干扰试验静电放电干扰试验视频电磁场辐射抗扰度试验电快速瞬变肪冲群抗扰扰度浪涌(冲击）抗扰度试验射频场感应的传导骚扰搞扰度工频磁场的抗扰度试验电力工程电缆设计规范交流电气装置的接地电磁兼容试验和测量技术第第 14 14 页页 共共 44 44 页页 CATV14GB/T16435。1-1996运动设备及系统接口（电气特性）ITUT H.320窄带电视电话系统和终端设备标准ITU-T H。323网络电视电话系统和终端设备标准CCITT G.703脉冲编码调制通信系统网路数字接口数标准ITU H.
34、261关于 px64 kbit/s 视听业务的视频编解码标准ITU H。263视频编解标准ITU H。264视频编解标准DL 476-92电力系统实时数据通信应用层协议DL548-94电力系统通信站防雷运行管理规程4.24.2 数字视频及环境监控系统设计数字视频及环境监控系统设计数字视频及环境监控系统主要由网络摄像机、IP 智能存储设备、解码器、PC 工作站、系统服务器以及网络交换机组成，其系统结构如下：站端系统可以分为五部分：前端信号采集处理部分、信号传输部分、集控中心、环境数据采集、门禁系统等组成1 1、前端信号采集处理部分、前端信号采集处理部分采用 IP 网络摄像机，前端的网络枪机和球机
35、负责将视频信号及控制信号进行编码,转变为网络上传输的 TCPIP 包.为确保每个监控点到主交换机的传输距离不超过 100 米,数字视频信号可通过接入层接入到主交换机（见系统图)。采用 SVR 智能存储器，每台自带 2 个 10/100/1000Mbps 以太网口，分别接入到系统的主交换机.SVR 存储器具有视频存储、网络传输、前端摄像机管理、用户管理及云台控制等功能，采用独立硬盘支架,支持硬盘热插拔，支持 RAID 0、1、3、5 数据冗余配置，如系统采用 5 块硬盘组成 RAID 5 磁盘陈列时，系统将校验位按要求写到了阵列中的某一台驱动器上，将数据和奇偶信息分布在阵列中的全部磁盘上，例如磁
36、盘 3 中的奇偶校验块是磁盘 1、2、4 和 5 上的数据的备份数据映像；磁盘 2 中的奇偶校验块是磁盘 1、3、4 和 5 上的数据的备份数据映像；磁盘 1 中的奇偶校验块是磁盘 2、3、第第 15 15 页页 共共 44 44 页页154 和 5 上的数据的备份数据映像依此类推。如果一块磁盘出现问题,控制器可以利用奇偶校验块来重建数据，从而保证了数据的使用和安全。传输通道采用电力系统现有网络。采用全数字的 IP 网络摄像机，可以使本地或远程管理用户无需安装任何软件通过普通的 IE 浏览器即用 WEB 方式进行实时监控和管理配置等。百万象素的 IP 摄像机为高清晰度和高分辨率的产品，在配电室
37、、电容器室等位置安装，以便于可以清楚地看见设备情况、人员情况。采用网络摄像机,利用屏蔽双绞线或者光缆进行数据传输能够很好的防止变电站强磁场环境的干扰。2 2、信号传输部分、信号传输部分实现 IP 网络监控，可以充分利用电力系统的光纤网络，系统提供以太网接口，全部设备通过 TCP/IP 协议交换视频和数据信息,做到完全数字化和网络化。每台 IP 摄像机采用 H。264 编码方式，每路 D1 格式的高清视频传输最少需要 3M带宽，为保证图像传输质量，建议变电站站端到主站集控中心最少保持 50M 网络带宽。3 3、集控中心端设计、集控中心端设计集控是整个监控系统的心脏，它负责管理系统的正常运转，协调
38、各个部分之间的有效协作。用户可以在终端进行用户管理、实时的视频浏览、录像的检索和回放、接收并处理报警、实现报警联动、对前端设备进行 PTZ 控制以及对视频进行解码上电视墙。该部分包含:中心管理服务器、录像存储服务器(可扩展）、网络交换机以及客户端软件.1)1)中心管理服务器中心管理服务器用来负责中心配置前端 IP 快球、网络枪机限定用户的访问权限及录像服务器编码器列表配置。负责用户管理,用户只有登录到该服务器，才能对系统进行相关的配置和操作。负责系统中的用户管理.实现了软件和硬件权限的双重限定，软件权限可分为操作权限和配置权限，硬件权限主要为该类用户指定可以操作的前端摄像机，第第 16 16
39、页页 共共 44 44 页页16管理员可以根据用户在系统中的位置角色来为用户分配合适的权限。配置相关流媒体服务器，录像服务器 IP 地址及管理的编码器列表。对于系统中的每台摄像机，为每个用户分配一个控制权限级别，权限级别164 级,同时控制时,权限高的抢占权限低的控制权。用户只有登录到中心管理服务器上才能获得相应的配置权限，权限和用户是完全绑定的,确保用户从网络任何一点登录都有相同的权限。中心管理服务器提供虚拟矩阵功能及报警管理。可以提供数字视频切换、巡视及成组切换及报警联动管理功能。2 2）录像服务器（可扩展，实现视频数据的多级存储）录像服务器（可扩展，实现视频数据的多级存储）负责录像数据存
40、储,具体可实现如下功能：支持计划录像，计划以星期为周期,可以精确到分。支持本地和网络数据存档功能，每天可多次定时备份。磁盘满报警，当磁盘容量低于设定值时，报警通知用户。3 3）客户端软件）客户端软件可安装在系统中任意一台电脑上，提供监控系统的主要用户操作界面。用户可以使用客户端完成如下功能。实时视频浏览,支持最多 16 画面的实时视频浏览，用户可以在视频窗口中进行设置好的巡视，并可以调用预先设置好的视频模式,在实时浏览时，用户可以方便的进行手动抓拍和本地录像。配置和管理虚拟矩阵,具有权限的用户可以通过客户端对前端摄像机和视频解码器进行统一编号，该编号在整个系统都是统一使用的。用户可以在客户端进
41、行虚拟矩阵的配置,包括巡视、成组切换、时间定时器等，用户可以在客户端使用这些设置，实现虚拟矩阵功能。内嵌播放器模块,可以实现本地和网络检索和回放录像.报警处理，实现报警联动。前端 IP 设备参数设置。对前端摄像机进行 PTZ 控制。4 4、围墙入侵报警系统、围墙入侵报警系统由于原系统红外对射探测器可靠性差、误报率高，故本次方案采用电子围栏第第 17 17 页页 共共 44 44 页页17主动式防盗报警方式，电子围栏周界报警系统一般由能量控制器（主机）、带脉冲电压的电子围栏及通信系统组成时性，主机产生脉冲电压供给电子围栏，探测入侵者，并发出报警信号;电子围栏附件包括：受力柱、中间柱、紧线器、线夹
42、、电子线、警示牌等，通信系统主要通过有线与报警中心联网。主机在电子围栏上产生约 5000 伏低能量脉冲电压，该电压能有效击退并威慑入侵者，由于其脉冲间隔 1。30s，每个脉冲最大能量低于 5J，每个脉冲最大电量 0.98mC，输出电流超过 300mA 的时间 0.91 ms，脉冲作用时间 3。12ms（欧洲检测报告 CCA-DK 9800166）,对人体不会构成伤害。入侵者强行突破时，主机会感知并产生报警信号。能量控制器（主机）的联动报警输出信号传输给报警接入模块,由报警接入模块进行的处理，并完成一些逻辑关系,以数据的形式通过以太网上传到集控监控中心管理服务器。在前端电子围栏发生报警时，监控中
43、心管理服务器根据事先的设定程序,执行一系列关联操作，如对指定监控点图像进行录像，通过报警接入模块启动变电站相关点位照明、控制一体化高速智能球形摄像机到相关预置点、自动弹出电子地图显示报警方位、启动应急照明灯、声光报警器等等.安装后其效果如下图：其功能说明如下:系统采用了先进的“阻挡为主，辅助报警的周界安防理念，将威慑、阻挡、报警、安全集与一身.电子安全围栏有三重功能：1)威慑：电子围栏上悬挂警示牌,告知并威慑入侵者，令其望而生畏,产生心理压力;触碰围栏时又会受到非致命高压电击，入侵者有轻微的触电感，会因为更加害怕而放弃入侵；2)阻挡：电子围栏是有形的屏障,具有难以攀越的高度,又有电击，很难通过
44、；3)报警：当不法分子强行突破，剪断或短路电子线时，主机会发出触网、断路、短路三种报警模式，并将报警信号传输到报警中心,误报率极低，不受自然环境(如雾、雨、雪等）、地势及周界弯度的影响。4)安全：先进的差电压输出功能：周界每条线都有点击，相邻线之间有电压差,使周界围栏无懈可击。与红外对射周界安防系统（以下简称红外）相比，电子安全围栏（以下简称第第 18 18 页页 共共 44 44 页页18脉冲）具有更低的误报率，不受环境影响，红外受自然环境（如雾、雨、雪等)及小动物的影响,误报率很高,总是“狼来了”，保安人员容易麻痹大意;脉冲不受地势及周界弯度的影响,而红外要在直线上安装；更重要的是脉冲首先
45、可以拒不法分子于周界之外，报警时不法分之还在墙外，而红外虽然可以报警，但不是有形的屏障，不法分子在系统报警时已经进入墙内.电子安全围栏成本低，维护方便.主机所有电路板之间均以接插件连接，可随意更换；室外的电子围栏线如果被剪断,用线夹或紧线器直接连接，无须有技术的专业人员操作。主机可提供后备电源（UPS），7A/h 电池每防区可持续供电约 6 小时，是完整的报警系统，当使用场所发生突发性停电，也不会影响主机的工作。主机有 LED 运行/报警指示、内置报警蜂鸣器，另有报警输出接口（常开、常闭干触点及直流 12 伏）与其它设备联动。围栏外形美观，可与周围环境融为一体，因为与国外相比线柱上不使用绝缘子
46、，这样的好处是：不给人以电网的感觉;可以节省材料,降低费用；电子缆线不能被移动,也不能从绝缘子上摘下来，更安全；不存在橡胶绝缘子老化的问题。安装方便:使用复合材料作线柱，本身就是绝缘材料，不必考虑电子线间的绝缘问题，直接在线柱上打孔穿线;不漏电;不用焊接；增加电子线时不需额外的支出;线柱安装角度随时可调，既缩短了工期又可满足不同客户的要求；安装时间短。线柱（受力柱、中间柱)抗腐蚀性强:可耐酸（除强氧化性酸）、碱、污水、海水等，使用寿命是钢材的几倍到几十倍；不会生锈,不易变形,使用寿命长.报警提示：所有报警输出在报警 25 秒后停止，之后每过 1 分钟提醒 1 次（报警时间 1 秒），直到有人复
47、位。5 5、环境信息采集、环境信息采集整个系统环境数据采集系统主要分为两部分：前端传感器和系统数据采集器。前端传感器：由温湿度传感器、水浸传感器、风速传感器和红外对射探测器组成.主要功能是采集前端各个环境数据，通过 RS485 或者开关量信号采集和传输数据，设备选用国内知名品牌和国际进口品牌，以达到系统数据的高精确度和高稳第第 19 19 页页 共共 44 44 页页19定性。系统数据采集器：主要功能是收集处理前端各个传感器的数据，同时通过网口实现数据的上传,数据上传后，保存在服务器中。4 4。3 3 数字数字 IPIP 视频及环境监控系统的优势视频及环境监控系统的优势全数字视频监控系统相对传
48、统视频监控系统来说是一个显著的飞跃，增加了更多的智能特性。尤为重要的是,数字化的视频档案更加便于管理,例如可以通过自动图像分析方法来找到目的图片;数字化信息通过网络更便于传输；数字压缩技术还可以节省存储空间并实现对所记录材料的快速搜索，为了最大程度地减少网络流量，可以对摄像机进行编程，使其只在特定事件时才发送图像.比较目前常用的嵌入式网络视频服务器+模拟摄像机监控方式具有图像质量高、安装设备少、结构更简单、使用更方便、后期维护成本低等优点，主要体现在以下几点：1)提高了图像的质量与监控效率：利用计算机可以对不清晰的图像进行去噪、锐化等处理，通过调整图像大小,借助显示器的高分辨率,可以观看到清晰
49、的高质量图像。2)系统易于管理和维护：数字视频监控系统主要由网络摄像机、以太网交换机、管理服务器、IP 存储器及监控终端组成，设备集成度高，视频传输可利用有线或无线网络实现。整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。3)系统采用标准的 TCP/IP 协议，能架构在局域网、广域网和无线网络之上.可方便实现大型监控项目，可做到多级网络的系统互联，并能够实现灵活的访问监控和管理。4)系统采用的是一种标准的 WEB 服务器的形式，具有很强的开放性和兼容性，完全能与各系统的MIS 网方便地联网，MIS 网内的用户只要使用 IE即可进行图像监控，无需任何设置。监控前端可以将许多现有的资源接入本系
50、统，避免重复投资。5)先进性：利用现有的综合布线网络传输图像，进行实时监控系统所需的前端设备少，连线简洁，前端安装摄像机、后端仅需一套软件系统即可；6)可靠性：主要设备网络摄像机采用了嵌入式实时操作系统,所需设备简第第 20 20 页页 共共 44 44 页页20单，而图像的传输是通过综合布线网络实现的，系统可靠性相当高。7)使用及维护性：系统的安装极其简单，软件系统的安装及使用也非常易懂。在维护性方面，系统的接线十分简洁,而主要设备的可靠性很高，维护性能好，并可实现远程维护.8)扩展及延伸性：当需要增加监控点和监控主机时,只需要通过现有网络增加一台网络摄像机或 PC 机即可，不需要对现有布线