項(xiàng)目要求

香港某電力公司擁有超過200個(gè)變電站，需要使用一套具有防止非法闖入和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力的數(shù)碼視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以便在緊急情況下做出更好的反應(yīng)措施，達(dá)到除了對(duì)遠(yuǎn)方變電站的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)的"四遙"功能外，實(shí)現(xiàn)遙視，做到真正的無人值守變電站模式，提高電力公司的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，需要該系統(tǒng)能夠提供對(duì)講系統(tǒng)以警告侵入者不可停留在變電站。 本項(xiàng)目中的難點(diǎn)是許多需要加以監(jiān)控的變電站，通信條件非常簡陋，通常連普通電話線都不具備，寬帶連接在這些情況更是不被考慮。

需求分析

為了能夠?qū)⒚總€(gè)遠(yuǎn)端變電站都能夠納入到整個(gè)電力公司的視頻監(jiān)控系統(tǒng)之中，我們需要根據(jù)每個(gè)變電站的實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)情況做出分別規(guī)劃，可以將這些變電站分為以下三類： ·局域網(wǎng)連接 ·寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接 ·PSTN連接 同時(shí)，我們需要為不具備電話線路的偏遠(yuǎn)地區(qū)變電站接入電話線路。這樣，所有的變電站站點(diǎn)都具備了網(wǎng)絡(luò)連接的可能性。

解決方案

習(xí)慣上，我們將變電站監(jiān)控系統(tǒng)分為監(jiān)控現(xiàn)場、本地監(jiān)控中心（可以不設(shè)）、監(jiān)控中心和傳輸線路（網(wǎng)絡(luò)）三部分。對(duì)于本方案中的大型電力公司監(jiān)控系統(tǒng)而言，監(jiān)控現(xiàn)場即為各個(gè)變電站，本地監(jiān)控中心設(shè)在變電站監(jiān)控室，監(jiān)控中心位于電力公司總部的控制室，傳輸網(wǎng)絡(luò)則為上文中提及的三種不同的方式，因地區(qū)差異而異。如下圖所示，現(xiàn)在分別加以介紹。

變電站設(shè)備

變電站設(shè)備由NetServer數(shù)字監(jiān)控主機(jī)、固定或可控?cái)z像機(jī)、音頻輸入輸出等設(shè)備組成。用來完成圖像、聲音的采集、編碼和傳輸、攝像機(jī)的控制和報(bào)警聯(lián)動(dòng)的輸入／輸出工作。該監(jiān)控主機(jī)具有多功能背板，為視頻、音頻、控制數(shù)據(jù)、告警信息等的輸入輸出提供了豐富的接口。

變電站監(jiān)控室

對(duì)于有人值守的站點(diǎn)，值班人員可以在變電站的控制室里完成對(duì)本地整個(gè)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、錄像和報(bào)警處理等操作。這并不需要額外增加設(shè)備，該監(jiān)控主機(jī)具備了所有的本地監(jiān)控所需要的軟件和硬件資源。

傳輸系統(tǒng)

在前文的需求分析中，我們介紹了本項(xiàng)目中所用的傳輸系統(tǒng)包括局域網(wǎng)連接方式、DSL寬帶接入和PSTN調(diào)制接入三種方式。

電力公司監(jiān)控中心

電力公司監(jiān)控中心由“UCW 2000智網(wǎng)監(jiān)控管理儀”和“UMS系統(tǒng)管理服務(wù)器”組成。前者是基于Windows平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)視頻管理工具，可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)觀看遠(yuǎn)程任意遠(yuǎn)端變電站監(jiān)控主機(jī)的實(shí)況畫面和回放錄像，完成遠(yuǎn)端報(bào)警信息的接受、連動(dòng)處理等工作，最多同時(shí)可監(jiān)視36個(gè)畫面，也可隨時(shí)做單圖像全屏顯示。對(duì)于任何圖像，均可對(duì)任何特定的區(qū)域進(jìn)行放大，對(duì)于前端攝像機(jī)的選擇既可通過電子地圖上的圖標(biāo)按鈕，也可通過一側(cè)的多層目錄表選擇；而電子地圖則有雙層，一層為地圖縱覽分區(qū)圖，一層為地圖主顯局部圖，這樣操作者可以方便地通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊前端任何位置的攝像機(jī)圖像，而無須記憶攝像機(jī)的名稱和標(biāo)號(hào)。它支持雙顯示屏并行工作，通過一個(gè)鼠標(biāo)在雙屏上進(jìn)行操作，使操作更簡單、快捷。雙顯分主、輔顯示器，當(dāng)主顯示屏為正常多畫面分割顯示屏，輔顯示屏可以是某一幅圖像的全屏顯示或做電子地圖顯示（如下圖），使操作者在龐大的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)面前擁有直觀、便捷的管理操作平臺(tái)。同時(shí)，它可以讓多用戶對(duì)同一遠(yuǎn)端站點(diǎn)的并行監(jiān)視，在發(fā)生緊急情況下可以使各個(gè)相關(guān)部門根據(jù)現(xiàn)場情況協(xié)調(diào)作業(yè)。 “UMS系統(tǒng)管理服務(wù)器”管理軟件是針對(duì)大規(guī)模和超大規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研發(fā)的一款項(xiàng)目定制軟件產(chǎn)品。其作用于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)之上，用來負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同用戶的PTZ控制和視頻切換沖突，對(duì)使用者賬戶信息和優(yōu)先級(jí)進(jìn)行管理，管理監(jiān)控中心的日志進(jìn)行保存并對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理。同時(shí)，它會(huì)為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)提供同步時(shí)鐘信號(hào)，以確保整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。 在該次大型電力公司監(jiān)控項(xiàng)目上，UMS系統(tǒng)管理服務(wù)器是多路異步系統(tǒng)（ATMS）的一部分。多路異步系統(tǒng)是專為類似于變電站這種以PSTN為傳輸手段的應(yīng)用場合而設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)。多路異步系統(tǒng)包括UMS系統(tǒng)和調(diào)制解調(diào)器陣列。通過調(diào)制解調(diào)器模塊，多路異步系統(tǒng)能夠與每個(gè)只有PSTN連接的數(shù)字監(jiān)控主機(jī)建立基于IP的專用網(wǎng)絡(luò)連接，每個(gè)監(jiān)控主機(jī)會(huì)為與多路異步系統(tǒng)的連接擁有一個(gè)專用IP地址。當(dāng)通過PSTN連接的監(jiān)控主機(jī)上的攝像機(jī)被操作人員選中，UMS會(huì)通過調(diào)制解調(diào)器模塊啟用一個(gè)至目的監(jiān)控主機(jī)的撥號(hào)連接。一旦連接建立，所有的視頻流會(huì)由目的監(jiān)控主機(jī)直接流向UCW 2000智網(wǎng)監(jiān)控管理儀，而不是通過啟用連接的UMS系統(tǒng)管理服務(wù)器。這樣，多路異步系統(tǒng)就建立了一個(gè)完全獨(dú)立于InterNet連接的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）以提供高效安全的連接。

分控中心

分控中心的監(jiān)控方式與監(jiān)控中心基本相同，它可以同時(shí)對(duì)各變電站進(jìn)行監(jiān)控。在電力公司，公司領(lǐng)導(dǎo)、相關(guān)安檢、生產(chǎn)部門人員都可以在辦公室利用UCW 2000智網(wǎng)監(jiān)控管理儀或IE瀏覽器進(jìn)行監(jiān)控和應(yīng)急指揮。出差在外的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)或人員也可以通過上網(wǎng)方式隨時(shí)監(jiān)控變電站實(shí)況。

系統(tǒng)功能

本方案中所采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控主機(jī)支持B/S與C/S架構(gòu)，符合電力行業(yè)信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。 ·采用B/S（Brower/Server）結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，具有很強(qiáng)的開放性和兼容性，完全能融合在電力系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)帶寬控制機(jī)制，可以在保證圖像質(zhì)量的前提下，不影響網(wǎng)絡(luò)上的其它應(yīng)用，最有效地利用帶寬資源； ·集視頻與傳感器數(shù)據(jù)接入、音頻出入、控制信號(hào)輸出于一體，系統(tǒng)功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)簡單； ·操作界面全部為中文可視化界面，局領(lǐng)導(dǎo)和值班人員使用非常方便； ·系統(tǒng)采用模塊化的軟硬件結(jié)構(gòu)，當(dāng)變電站擴(kuò)充時(shí)，只需要擴(kuò)充變電站設(shè)備即可，監(jiān)控中心無需增加任何硬件設(shè)備； ·數(shù)字錄像、檢索、回放、本地備份、網(wǎng)絡(luò)備份功能； ·實(shí)時(shí)觀看、錄像回放在監(jiān)控中心可同時(shí)進(jìn)行； ·攝像機(jī)位置預(yù)置、巡視功能； ·報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能：報(bào)警發(fā)生時(shí)，可以進(jìn)行高清晰錄像、預(yù)置位、聲光報(bào)警、發(fā)送EMAIL郵件、手機(jī)短信通知管理員等聯(lián)動(dòng)功能； ·支持監(jiān)控主機(jī)1:N或M:N硬件備份，在UMS管理下實(shí)現(xiàn)不中斷業(yè)務(wù)自動(dòng)切換； ·系統(tǒng)管理和記錄功能。包括優(yōu)先等級(jí)和使用權(quán)限的設(shè)置，多重密碼保護(hù)，用戶操作的記錄，控制權(quán)的分配協(xié)調(diào)； ·雙屏和電子地圖功能，操作界面簡潔明了； ·支持視頻移動(dòng)探測功能。 小結(jié) 由于本方案充分考慮了電力公司不同變電站間的網(wǎng)絡(luò)狀況差異，該電力公司按照此設(shè)計(jì)順利完成了所轄200多個(gè)變電站的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到了非常好的整體效果，目前正在計(jì)劃將原有的報(bào)警系統(tǒng)不增加任何器材成本地接入本監(jiān)控系統(tǒng)。相對(duì)而言，內(nèi)地的電力公司的通信網(wǎng)絡(luò)除了個(gè)別地區(qū)整體上要優(yōu)于此香港公司變電站的狀況，所以采用此設(shè)計(jì)方案會(huì)有更好的實(shí)際效果。