高壓輸電線路遠程可視監(jiān)控系統(tǒng)

分類：解決方案日期：2009-09-10 08:56:20 來源：廠商

第一章.應用背景概述

隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求量越來越大，對供電部門提供電力供應的質(zhì)量（穩(wěn)定性、不間斷性及伴隨服務）要求也越來越高，因此遠距離高壓輸電線路的電網(wǎng)運行的安全性顯得尤為重要。

架空輸電線路遠程可視監(jiān)控系統(tǒng)利用先進的數(shù)字視頻壓縮技術(shù)、低功耗技術(shù)、GPRS/CDMA/3G無線通訊技術(shù)、太陽能技術(shù)，將現(xiàn)場圖像、溫度、濕度等環(huán)境信息通過GPRS/CDMA/3G網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，從而實現(xiàn)對輸電線路及環(huán)境參數(shù)的全天候監(jiān)測。使管理人員及時了解現(xiàn)場信息，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。有效地減少由于導線覆冰、洪水沖刷、不良地質(zhì)、火災、導線舞動、通道樹木長高、線路大跨越、導線懸掛異物、線路周圍建筑施工、塔材被盜等因素引起的電力事故。在巡視人員不易到達地區(qū)，大大減少巡視次數(shù)。為輸電線路的巡視及狀態(tài)檢修開辟了一條新的思路。被形象地稱為“線路巡視管理的千里眼”。系統(tǒng)可以將電力桿塔、線路現(xiàn)場的圖像、氣象信息經(jīng)過壓縮、分組后通過GPRS/CDMA/3G無線網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，也可通過PDA手機實時監(jiān)看連續(xù)的現(xiàn)場視頻圖象。從而實現(xiàn)對輸電線路周邊環(huán)境及環(huán)境參數(shù)的全天候監(jiān)測。管理人員及時了解現(xiàn)場信息，將事故消滅在萌芽狀態(tài)。減少巡視次數(shù)，為輸電線路的巡視及狀態(tài)檢修開辟了一條新的道路。

同時該系統(tǒng)在應用方案上采用適時攝像與快速抓拍相結(jié)合，輔以圖像處理、歷史數(shù)據(jù)比對、遠程調(diào)控、夜視（夜間拍攝）、加熱（防攝像機鏡頭結(jié)霜）、環(huán)境溫度監(jiān)測、無線傳輸?shù)燃夹g(shù)，適時準確的監(jiān)測高壓輸電線路覆冰厚度，同時發(fā)出預警處理信息，從而有效的避免了斷纜事故的發(fā)生。

該系統(tǒng)在設計方案上充分利用了 DSP 嵌入式技術(shù)的低功耗、高集成以及嵌入操作系統(tǒng)（RTOS）精簡內(nèi)核的特點，從而使得系統(tǒng)具備啟動快速、使用方便、性能穩(wěn)定、安全可靠的高效性能，滿足了系統(tǒng)長時間、不間斷工作而免維護的需求。

第二章.系統(tǒng)工作原理、架構(gòu)框圖

2.1 系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)的由兩部分組成，分別是無線視頻終端系統(tǒng)（無線視頻終端+攝像機），監(jiān)控中心系統(tǒng)（中心服務器和監(jiān)控客戶端）。無線視頻終端是一臺高性能的嵌入式網(wǎng)絡視頻編碼器，它部署在圖像監(jiān)控的現(xiàn)場，它從攝像機采集模擬視頻信號，然后把圖像數(shù)據(jù)進行編碼和壓縮成為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，最后利用GPRS/CDMA/3G無線傳輸模塊將圖像發(fā)送到監(jiān)控中心的中心服務器。中心服務器和監(jiān)控客戶端分別是裝有遠程圖像監(jiān)控服務端軟件和客戶端軟件的 PC 機，它們都連接在互連網(wǎng)絡上。

2.2.系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)拓撲圖

系統(tǒng)架構(gòu)框圖

第三章.需求分析：

² 配送地域廣，要求地圖數(shù)據(jù)完備。

² 有效的危機處理機制，充分保證輸電線塔設備與財產(chǎn)的安全

² 保證視頻隨時隨地可以打開瀏覽實時圖像，保證視頻文件不間斷錄像

² 中心站點管理所有電站高壓輸電線路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并應能夠提供錄像、檢索、播放等系統(tǒng)管理方式。

² 視頻需要以數(shù)字視頻的形式存儲在硬盤上，網(wǎng)絡中的授權(quán)用戶，可以很方便檢索、下載、回放。并可以轉(zhuǎn)送到投影儀或者某個監(jiān)視器上

² 系統(tǒng)建立起了高壓輸電線路與系統(tǒng)之間迅速、準確、有效的信息傳遞通道。輸電企業(yè)可以隨時掌握高壓輸電線路的狀態(tài)，及時發(fā)布控制命令。還可以為現(xiàn)場提供服務信息，有多種監(jiān)控方式可供選擇。

第四章.系統(tǒng)設計原則

² 貫徹電力部門關(guān)于“預防為主”、“人防與科技防范相結(jié)合”的安全管理方針。

² 整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計先進，配置合理，符合標準化、規(guī)范化、現(xiàn)代化的要求。

² 系統(tǒng)設計和設備選型，充分考慮系統(tǒng)的可靠性、實用性、先進性和經(jīng)濟性。

² 分布式監(jiān)控，集中式管理，智能化設置、人性化操作。

² 系統(tǒng)中局部故障不影響系統(tǒng)全局的正常工作，系統(tǒng)穩(wěn)定，易維護。

² 系統(tǒng)具備很強的擴展能力，為以后的系統(tǒng)更新、升級、擴展，預留了很大的空間。

² 多種網(wǎng)絡接入方式，適合各種網(wǎng)絡環(huán)境，應用領域廣泛。

第五章.系統(tǒng)設計

5.1.系統(tǒng)設計說明

本系統(tǒng)設計是基于GPRS/CDMA/3G無線傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)，將無線視頻終端和攝像機安裝在高壓輸電線塔上，利用GPRS/CDMA/3G傳輸視頻信號，無需鋪設網(wǎng)線，極大地降低建設成本，同時可以輕松實現(xiàn)隨時隨地的遠程視頻監(jiān)控，視頻資料可以隨時進行錄像，方便檢索查閱。系統(tǒng)的設計充分考慮了系統(tǒng)擴展性，系統(tǒng)擴展時只需添加無線視頻終端和攝像機等前端設備，即可不影響系統(tǒng)正常運行的情況，實現(xiàn)系統(tǒng)擴展。相比傳統(tǒng)視頻監(jiān)控具有不可替代的優(yōu)勢。

整個系統(tǒng)分為前端系統(tǒng)和監(jiān)控中心兩部分：

1.前端系統(tǒng)

前端視頻采集系統(tǒng)由無線視頻終端、攝像機（云臺）等組成。其中無線視頻終端作為核心設備，負責將攝像機采集的各監(jiān)控點視頻圖像并經(jīng)過壓縮編碼后通過GPRS/CDMA/3G上傳到監(jiān)控中心，實現(xiàn)視頻的遠程觀看。同時可以根據(jù)監(jiān)控中心的操作發(fā)出的命令來控制視頻切換、鏡頭變焦、近景/遠景、光圈調(diào)節(jié)等以及控制云臺上下、左右和自動巡視等動作。具體設計為：

（1）前端子系統(tǒng)采用LZ8713C無線視頻終端和攝象機，完成對所有監(jiān)控站點的布設；

（2）LZ8713C無線視頻終端和攝像機之間通過屏蔽同軸電纜線連接，長度在300M以內(nèi)。無線視頻終端通過RS485串口控制云臺解碼器，控制線建議采用用屏蔽雙芯線，有效長度在1200M以內(nèi)；

（3）LZ8713C無線視頻終端自動撥號無線上網(wǎng)，獲取一個動態(tài)公網(wǎng)IP地址。撥號成功之后，通過GPRS/CDMA/3G網(wǎng)絡無線通道，把通過H.264壓縮算法編碼后的圖像信息流，主動發(fā)送到網(wǎng)關(guān)程序中

（4）用戶通過監(jiān)視軟件，連接到GPRS/CDMA/3G網(wǎng)關(guān)程序中，獲取視頻或控制攝像機。

2.監(jiān)控中心

在監(jiān)控中心機房，配置3臺服務器分別作為中心服務器（無線視頻網(wǎng)關(guān)）、存儲服務器、以及監(jiān)控主機，實現(xiàn)對各監(jiān)控點視頻的管理、存儲和視頻瀏覽，以及對前端攝象機的控制。

（1）中心服務器上安裝“服務器管理平臺軟件”、“SQL2005”軟件，負責對整個系統(tǒng)的管理；

（2）存儲服務器安裝“存儲服務器”軟件，負責各監(jiān)控點視頻資料的錄象。所需硬盤空間大小由錄像視頻數(shù)目、錄像時間長短、錄像保存周期，圖像質(zhì)量、幀率以及畫面復雜度等決定。通常1路運動畫面1小時的錄像文件大小在70M左右，靜止圖像約20M左右，典型值約50M。例如：50路視頻錄像3天，每天錄像24小時，所需磁盤空間：50M/H×24H×3天×50路≈200G；

（3）監(jiān)控主機安裝客戶端軟件，實現(xiàn)對各監(jiān)控點的視頻瀏覽和攝像機姿態(tài)調(diào)整等功能。

（4）監(jiān)控中心安裝有網(wǎng)絡視頻解碼器，負責將前端的采集來的數(shù)字信號解碼還原出圖像和聲音傳輸?shù)诫娨晧ι稀?/DIV>

（5）手機用戶可以直接登陸中心服務器觀看前端視頻。

第六章.系統(tǒng)功能

6.1遠程圖像傳輸

系統(tǒng)采用GPRS/CDMA/3G無線傳輸，用戶可以使用PDA手機觀看前端視頻。監(jiān)控中心安裝視頻監(jiān)控服務器，局域網(wǎng)中的授權(quán)用戶可通過IE瀏覽器監(jiān)控遠程現(xiàn)場。不同的監(jiān)控用戶可根據(jù)自己的監(jiān)控需求靈活切換到任意一個監(jiān)控現(xiàn)場，可多人同時觀看一個現(xiàn)場，也可以不同用戶選擇任意現(xiàn)場監(jiān)控。

6.2遠程設備監(jiān)控

監(jiān)控用戶可分配給不同的控制權(quán)限?？刂茩?quán)限高的用戶可優(yōu)先對設備進行控制，如控制云臺轉(zhuǎn)動選擇監(jiān)視區(qū)域?qū)ο?；調(diào)節(jié)攝像機鏡頭改變監(jiān)視范圍和觀察效果；還可以對指定的其他現(xiàn)場設備開關(guān)進行控制等。

6.3多畫面監(jiān)視

系統(tǒng)具有在同一客戶終端上同時監(jiān)視一路、二路、三路、四路前端圖像的功能，用戶點擊某一路圖像時可放大實時監(jiān)控。

6.4多畫面輪巡

監(jiān)控用戶可將監(jiān)控現(xiàn)場在特定的時間間隔內(nèi)按順序輪流切換，也可在一個圖像框內(nèi)輪巡顯示全部的攝像機畫面。畫面切換間隔時間可靈活設置，畫面間隔時間可調(diào)節(jié)。

6.5控制優(yōu)先權(quán)機制

管理機制完善，可以給不同級別的用戶分別分配相應的控制權(quán)限。

6.6遠程可進行語音對講

可以實現(xiàn)監(jiān)控中心和指定無線視頻終端進行雙向語音交流，方便領導進行遠程指揮操作。

6.7 支持手機觀看

無線視頻終端無需布線，可以在監(jiān)控現(xiàn)場快速部署，無線傳輸圖像，利用各種無線網(wǎng)絡實時地無線上傳視頻監(jiān)控圖像。

6.8錄像與回放

用戶可以按時間、攝像機號、報警事件等條件智能化快速檢索回放記錄的錄像資料，可以用軟件內(nèi)置的播放器進行播放。圖像播放速度可手動調(diào)節(jié)。

6．8．1計劃錄像

系統(tǒng)管理員可設定多個時間段對多個監(jiān)控前端的圖像進行錄制，圖像數(shù)據(jù)保存在圖像監(jiān)控系統(tǒng)服務器的硬盤上。定時方式可選擇單次錄像和每天定時錄像，各個時段可以單獨設置。錄像速度可以調(diào)節(jié)。

6．8．2報警自動聯(lián)動錄像

若某一報警探測器布防時選擇錄像功能，則當該報警探測器有報警發(fā)生時，自動進行錄像，錄像時間用戶可以事先設定，錄像速度也可以調(diào)節(jié)。報警自動錄像文件保存在圖像監(jiān)控系統(tǒng)服務器的硬盤上。

6．8．3手動錄像

監(jiān)控終端用戶可根據(jù)需要隨時選擇系統(tǒng)各個監(jiān)控前端進行錄像控制，圖像數(shù)據(jù)保存在客戶端本地的硬盤上。

6．8．4錄像回放

6．8．5 錄像管理

錄像SD卡空間：錄像空間管理采用自動循環(huán)覆蓋的方式，即可根據(jù)用戶的需求保存相應

第七章．無線視頻終端功能

LZ8713C無線視頻終端采用了三項自主產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)：超低碼流H.264視頻壓縮技術(shù)、專有信道動態(tài)適配技術(shù)、針對無線信道設計的準可靠傳輸糾錯技術(shù)，同等無線條件下圖像質(zhì)量高于國內(nèi)外同類產(chǎn)品視頻圖像清晰連貫，平均延時在3-5秒。可以滿足不同行業(yè)無線視頻傳輸，圖片抓拍無線數(shù)據(jù)采集，應急指揮等應用。產(chǎn)品廣泛應用于公安、邊防、消防、路政、城管、環(huán)衛(wèi)、公交、客運、電力等行業(yè)。

產(chǎn)品特點

1、最優(yōu)秀的視覺效果
超低碼率H.264編碼單卡最高可達15幀/秒，多卡捆綁最高可達25幀/秒，平均延時約3-5秒，圖像連貫性好；專有圖像處理技術(shù)，畫面細節(jié)豐富，同等網(wǎng)絡條件下視覺效果優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。

2、實時數(shù)據(jù)采集
設備具有標準的RS232通信接口，提供高速、永遠在線的雙向透明串行數(shù)據(jù)傳輸，通過與數(shù)據(jù)采集器連接，可以實時采集傳輸現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度）、設備狀態(tài)（電壓、電流）等數(shù)據(jù)

3、靈活的報警聯(lián)動
兩路開關(guān)量輸入，1路繼電器輸出，支持前端聯(lián)動設置，報警時會主動觸發(fā)開關(guān)量輸出、啟動視頻上傳、自動抓拍圖片、觸發(fā)設備上線；輸入輸出接口的數(shù)量可以根據(jù)用戶需求定制

4、GPS數(shù)據(jù)傳輸
支持視頻、音頻、數(shù)據(jù)和GPS定位信息的同步傳輸，提供GPS數(shù)據(jù)過濾、漂移修正功能，管理系統(tǒng)軟件支持GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可以配合專業(yè)GPS軟件使用，也可直接采用Mapinfo軟件的電子地圖功能

5、短信觸發(fā)上線
設備除了支持常在線(加電上線)、報警觸發(fā)上線、定時上下線等常規(guī)上下線方式外，還可以通過短信觸發(fā)上線，用戶只要通過鼠標點擊短信上線，系統(tǒng)平臺會自動通過短信的方式觸發(fā)對應的設備連線，可節(jié)約無線網(wǎng)絡資源和使用費

6、安全加密策略
用戶登錄過程使用CHAP協(xié)議，密碼沒有明碼傳輸，防止惡意竊??；命令通道采用DES加密技術(shù)，杜絕身份偽裝；使用加擾技術(shù)對數(shù)據(jù)加密，擾碼更新周期短，防止暴力破解。同時，系統(tǒng)支持VPDN虛擬撥號專網(wǎng)接入方式，將系統(tǒng)徹底與公網(wǎng)隔離，防止惡意攻擊。針對軍方用戶可以提供通過國家密碼管理委員會辦公室鑒定的硬件加密機（加密機費用另付）

7、專業(yè)的平臺軟件支持
所有型號的設備與管理平臺無縫兼容，可以組建大型的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)支持手機瀏覽功能，實現(xiàn)隨時隨地監(jiān)控；通過網(wǎng)絡視頻解碼器和電視墻管理器，可以實現(xiàn)電視墻功能，將模擬監(jiān)控與數(shù)字監(jiān)控完美結(jié)合；同時提供功能豐富的專業(yè)監(jiān)控客戶端軟件和充滿行業(yè)特色的WEB界面方式。