一、 系統簡介

電是國家能源的核心，而變電站是電力輸送控制的核心環節。變電站電壓等級越高，供電范圍越大，地位也越重要。變電站所發生的任何閃失，都會給整個電網帶來巨大的壓力。隨著我國電力事業的不斷發展，變電站的安全防范已成為電力部門越來越重視和關心的問題，如何在第一時間對可能或已經發生的異常現象做出及時處理并保存現場的圖像資料，為分析事故原因提供第一手的資料，是變電站對安防系統提出的新要求。在現實應用中，變電站面積大，防范區域分布面廣，配套設施多樣，傳統閉路電視監控系統整個變電站安防狀態的監視、信息手段之一，需要做到和其他傳感器全天候24 x 7保護區域，降低安保人員使用監控器監控，提高報警準確率，縮短從報警確認到反應所需要的時間。但是，對于關鍵基礎設施的安全防范，傳統方法通常缺少真正的保護，經常依賴與安保人員或者警衛監視多個攝像機或者其他傳感器。典型結果是造成安全環境完全依賴在人的注意力上。 隨著時間的過去，這個注意力嚴重下降，造成并沒有使用一個安全系統，或者這個安全系統被忽略了，因此這個基礎設施變成高度脆弱，不安全。

而智能視頻監控系統可以通過圖像分析及報警管理軟件，采集并分析各區域的前端控制器上傳來的報警及圖像視頻信號，由應急指揮中心的系統管理平臺實現對周界系統進行管理，邊界設置、防護等級劃分，監視所有的周界攝像機，配置顯示設備和其他輔助設備，同時具備檢測終端設備故障的功能。通過此管理平臺，當出現報警信息時，在電子地圖上顯示報警的位置，顯示破壞者的數量，行進軌跡等。當發生有人試圖翻越進入或可疑車輛靠近時，探測器能和視頻圖像分析系統立即發出報警信號，相應的攝像機圖像傳輸到圖形監控工作站上進行監視、處理，同時發出聲光報警信號，提示值班人員進行接、出警，有效的避免了傳統方法過度依賴人力的弊端，真正達到“技防”的效果。

二、需求分析

變電站遙視系統的功能，主要體現在以下幾個方面：

通過圖像監控、安防系統，保護無人值守變電站設備的安全。

通過圖像監控結合遠程和本地人員操作經驗的優勢，避免誤操作。

通過圖像監控、燈光聯動、環境監測監視現場設備的運行狀況，起到預警和保護作用。

配合其他系統（如變電站綜合自動化系統等）的工作。

主要監控對象：

變電站（所）內場區環境。

主變壓器外觀及中性接地刀。

對變電站（所）的戶外斷路器、隔離開關以及接地刀閘等地合分狀態進行監控。

對變電站（所）內的各主要設備間進行監視（包括大門、控制室、繼保室、通訊室、高壓室等）。

三、系統組成

前端由攝像機，智能開關量，模擬量等系統接入嵌入式視頻編碼器，經過視頻服務轉換成數字信號，變電站一般能提供一個E1鏈路。

變電站遙視系統采用計算機的網絡傳輸，可通過鋪設的網絡將數字視頻信號傳輸到監控中心，真正做到了多網并一網。另外，信號傳輸采用了標準的TCP/IP網絡協議，使遠程監控變成了可能。

下面介紹整個系統組成：

前端監控現場根據變電站具體情況安裝相應數量的攝像機，以及相應的報警器（比如紅外報警器、煙霧報警器等），把攝像機視頻線纜、控制線纜等都連接到網絡視頻服務器上，根據網絡視頻服務器的不同，每個視頻服務器可以連接1-16個攝像機。網絡視頻服務器有網絡接口，可以直接連接到交換機上，把圖像及相關數據傳送到網絡上。假如變電站有相關溫濕度、電壓電流等部分模擬量需要監控，可以配置IP數據模塊（內置RJ45網絡口，直接連接網絡）和相應的溫濕度傳感器和電量傳感器，可以把相關數據傳輸到監控中心。

在電業局調度監控中心配置一臺中心監控服務器，安裝變電站遙視系統中心服務器管理軟件，負責管理前端所有攝像機，所有視頻服務器，同時管理后端所有上網監控用戶。領導及相關值班人員只需要用IE瀏覽器訪問中心監控服務器，獲得授權后即可監控前端攝像機以及獲取相關數據。

還可以在調度中心配置電視墻服務器，根據視頻輸出路數不同配置不同數量的電視墻解碼卡，直接解碼輸出模擬視頻信號，送到電視墻顯示出來，可以通過電視墻軟件任意進行圖像的切換顯示。

根據組網方式分為變電站監控現場、傳輸網絡和調度監控中心三個主要部分，下面分別加以介紹。

變電站監控現場

變電站現場監控設備主要由視頻服務器、攝象機（防護罩、攝象機、鏡頭、支架）、報警器、網橋、網絡交換機、數據模塊、穩壓電源（可選）等主要設備組成。主要完成圖像的采集、編碼和傳輸、攝象機的控制和報警數據的輸入/輸出工作。

在變電站室外場區根據具體情況安裝一個到數個室外可控球型攝像機（可控攝像機需要配置相應的云臺鏡頭解碼器），室外球型攝像機保護性好，可以有效的防雨除霜，而且可以可帶加熱器和風扇，自動加熱、自動排風，云臺可以上下左右的轉動，并且鏡頭可以拉遠、拉近，可以大范圍地監控場區，并且可以監控主變壓器、大門等地。一般安裝在房屋的高處或電線桿的適當地方。

在主控室可以采用帶變焦的室內可控攝像機，可以大范圍的掃描主控室的情況，而且可以對主控室的儀表盤等進行特寫，可以比較清楚地看到儀表盤上的讀數。

在高壓室等其他設備間，可以安裝相應個數的固定攝像機，對重點部位進行觀察。

對重點部位可以安裝相應的報警器，包括在設備間室內安裝煙霧探測器、溫濕度傳感器，在設備間或主控室門口和窗邊安裝紅外雙鑒探測器、門磁開關等。

在變電站四周考慮防盜的需要，可以考慮配置相應的紅外對射探測器，一旦有人翻越圍墻，阻斷紅外線傳輸，報警器就報警，同時視頻服務器可以自動錄像，假如聯動攝像機，可以自動轉動攝像機對準報警處。

考慮到設備供電的安全性，可以給監控設備配置穩壓電源或UPS不間斷電源，可以考慮配置相應的視頻線控制線防雷器。

前端攝像機的視頻信號通過嵌入式網絡視頻服務器壓縮成數字信號，結合其他數據信號統一打成IP數據包，通過視頻服務器的RJ-45以太網口直接送到變電站的交換機上，交換機再連接2M以太網橋轉換成2M E1專線信號傳輸到監控中心去。

通訊網絡

目前，變電站視頻數據傳輸到監控調度中心主要有以下兩種傳輸方式：

1、以太網傳輸方式

各變電站到監控中心的信道直接為以太網接口，光纖或微波傳輸設備直接提供以太網接口，各變電站的圖像數據信號經過各級交換機、路由器上傳至監控中心。

2、2M-以太網傳輸方式

各變電站到監控中心的信道為2M專線，通訊設備僅提供2M接口，變電站的圖像數據信號需要通過2M以太網橋轉化為2M接口，上傳到監控中心相應的2M以太網橋轉化為網絡信號，進入監控中心的網絡。實際上相當于用2M以太網橋通過2M專線組網。

調度監控中心

在電業局調度監控中心，主要由中心監控管理服務器、電視墻服務器、監控客戶終端等組成。主要完成現場圖像接收，用戶登錄管理，優先權的分配，控制信號的協調，圖像的實時監控，錄象的存儲、檢索、回放、備份、恢復、電視墻的顯示切換等。

在電業局中心機房放置一臺高性能的服務器，安裝變電站遙視系統中心服務器管理軟件，中心服務器管理前端所有的攝像機、視頻服務器、報警器等，管理后端所有的監控客戶機。

在值班室安裝一到數臺監控客戶機，IE用瀏覽器即可監控觀看，同時可以安裝配置多畫面顯示的電視墻，配合電視墻服務器，可以把前端攝像機的信號解碼出來，送到電視墻上顯示，利用“守望者”電視墻軟件的強大功能，任意切換顯示前端攝像機圖像。

系統不但能夠在值班室觀看，而且授權用戶可以非常方便地在自己的辦公微機上用IE瀏覽器即可觀看。領導在自己辦公室可以非常方便地觀看，無需復雜的軟硬件安裝。

四、系統功能

服務器模塊管理

中心服務器軟件采用了一系列有效手段保證服務器穩定運行。

首先，管理軟件采用Windows

service方式后臺運行，極大地提高了服務器軟件的工作穩定性。其次各功能采用模塊化結構，各模塊相對獨立，因此一個模塊出現異常不會影響到其他模塊的正常運行。各模塊由service管理，能夠設定手動啟動或開機時自動啟動。

用戶身份認證功能

系統采用嚴格的操作密碼保護機制。

用戶權限管理

系統提供了強大的用戶權限管理功能，其中包括用戶默認權限和用戶特定權限。

視頻設備管理

系統提供視頻服務器IP地址設置、端口號、鏡頭命名、云鏡控制協議和RS-485設備地址設置等功能。

鏡頭分組

綜合智能網絡監控系統具有強大的分組功能，支持在服務器上將攝像機根據監控編成不同的預定義工作組。

報警和聯動功能

系統的報警可以來自視頻服務器的視頻丟失、移動偵測或者報警輸入，也可以來自其它數據采集設備。用戶可根據報警的工作屬性任意設定報警啟動和關閉的時間。

中心錄像功能

系統支持中心分布式錄像功能，可以設定錄像服務器IP地址、磁盤報警和循環覆寫的磁盤余量、報警錄像保存時間等。

電子地圖功能

系統提供帶監控地圖和數據地圖編輯功能的地圖引擎。用戶可將各監控點的鏡頭分布情況繪制成監控地圖，點擊相應鏡頭圖標自動切換到當前攝像機位置，便于用戶方便、直觀的了解攝像機的分布情況。

系統數據查詢

管理員用戶可以按照時間段查詢報警情況，并提供打印功能。

五、變電站智能視頻監控系統帶來的效果

系統實施后可智能的通過對目標物的高度、寬度、速度以及其他特征的分析來區分目標物。可以精準的識別并追蹤目標物，為保安人員提供目標物的具體位置、坐標和行進方向。可以區分人、車輛、自行車（摩托車），并盡可能以模擬圖標可以在的地圖上根據現場實時情況進行實時同步移動，并顯示出軌跡，實時的反映整個現場的實際情況。

系統在偵測目標物時應能夠避免各種室外環境因素干擾（例如云的陰影，濃霧、大雨等惡劣天氣，攝像機晃動和視頻干擾訊號），同時也可有效地排除由小動物或飛鳥所造成的干擾性警報，系統在提供本地監控的同時也能通過計算機網絡將視頻及報警系統上傳至遠程的控制中心。

可以在系統所包含的攝像機所覆蓋的任意區域任意的設置虛擬圍界，這道保護屏障可以跨越圍圍墻，當出現任何非法活動時，每一個入侵者都會被顯示在顯示器上。一旦他們試圖穿越防區，將要達到物理圍欄 ，系統通過聲音報警和實時的視頻提示控制中心。系統可自動切換PTZ攝像機到報警區域，并可實時跟蹤目標物，直至目標物移動出監視區域，同時在夜間聯動室外照明。 值班的警衛也可以通過PTZ攝像機手動搜尋現場的場景，判斷現場將受侵害情況，派遣現場保安人員增援。系統能夠自動發出警報。報警時的錄像（含非法入侵物體的運動軌跡）也實時存入設備，便于隨時調用。