變電站智能輔助分析系統(tǒng)技術(shù)方案-文庫吧

【正文】 像監(jiān)視控制設(shè)備、各種類型的攝像機及相應(yīng)的輔助設(shè)備、材料（包括全部連接纜線）組成。系統(tǒng)采用流媒體轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，各視頻監(jiān)控中心和所有其他客戶的遠(yuǎn)程瀏覽全部通過監(jiān)控中心流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。各視頻監(jiān)控中心以及所有客戶的瀏覽和控制權(quán)限全部通過市電力局監(jiān)控中心的中心認(rèn)證服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一授權(quán)。系統(tǒng)還應(yīng)具有與監(jiān)控中心或各監(jiān)控終端進(jìn)行接口和遠(yuǎn)傳的功能。其中監(jiān)控中心或現(xiàn)有MIS用戶終端只需安裝相應(yīng)軟件和授權(quán)就能實現(xiàn)站內(nèi)圖像監(jiān)視終端的功能，而不需要安裝專用硬件設(shè)備。 系統(tǒng)功能本系統(tǒng)是以微機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)系統(tǒng)。可以與變電站安裝在監(jiān)視區(qū)設(shè)備進(jìn)行配合，對環(huán)境進(jìn)行防盜、防火、防人為事故的監(jiān)控，對變電站設(shè)備如主變壓器、場地設(shè)備、高壓設(shè)備、電纜層等監(jiān)視。提供強大的系統(tǒng)分散配置、集中管理構(gòu)架，面向未來寬帶廣域網(wǎng)的WEB瀏覽模式，強大多路圖像處理、顯示功能，方便的攝像機控制功能，完善的用戶管理功能，完善的控制優(yōu)先權(quán)機制，強大的系統(tǒng)分組功能，完善的錄像、檢索和回放功能，完善的事件日志功能。216。 性能指標(biāo)1 系統(tǒng)平均無故障時間：大于50000小時。2 同時監(jiān)視同一遠(yuǎn)端的用戶數(shù)：不限。3 同時監(jiān)控不同遠(yuǎn)端的用戶數(shù)：不限（網(wǎng)絡(luò)帶寬允許）。4 圖像質(zhì)量: CIF格式(25幀/秒)。5 圖像壓縮質(zhì)量：不低于VCD質(zhì)量。6 視頻信號制式：PAL或NTSC。7 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP。8 圖像傳輸速度：不小于25幀/秒。9 圖像記錄方式：25幀/秒。10 控制切換至圖像響應(yīng)時間:小于1秒。11 系統(tǒng)具備自診斷功能。12 系統(tǒng)可用率：%。13 圖像分辨率達(dá)到CIF格式（352288）14 計算機顯示分辨率：大于102476815 系統(tǒng)時鐘精度 ：小于1秒16 系統(tǒng)硬件平均無故障工作時間（MTBF）： 大于100000小時17 系統(tǒng)平均維護(hù)時間MTTR：小于 18 計算機CPU負(fù)荷率平均 ：小于 30%19 監(jiān)控畫面顯示與實際事件發(fā)生時間差：小于 20 系統(tǒng)內(nèi)存的配置應(yīng)完全滿足系統(tǒng)的上述響應(yīng)速度216。 監(jiān)視功能可自由縮放的一、四、九、十六畫面自動切換顯示變電站現(xiàn)場視頻圖像．?dāng)z像機預(yù)置：帶預(yù)置功能的攝像機，可預(yù)先將其方位，聚焦，變焦等參數(shù)存入預(yù)置位，從而很方便地監(jiān)視這些目標(biāo)，也可用這些預(yù)置位進(jìn)行自動掃描巡視或由報警信號觸發(fā)切換；各監(jiān)控客戶終端都可以選擇輪視功能，監(jiān)視畫面自動在同一監(jiān)控前端的不同攝像機之間或多個監(jiān)控前端之間按序輪流切換。各監(jiān)控客戶終端可以獨立地選擇設(shè)置加入輪視序列的監(jiān)視點，畫面切換間隔時間可靈活設(shè)置。當(dāng)監(jiān)控客戶終端選擇輪視功能時，對所有監(jiān)控前端不具有任何控制權(quán)。實時圖像監(jiān)視，彩色圖像以不少于4通道、每通道以每秒25幀的速率實時傳送和播放。視頻圖像大小隨意可調(diào)。支持VGA/HDMI、主輔音視頻及輔助視頻端口的本地輸出；VGA最高分辨率可達(dá)1280*1024，HDMI分辨率最高可達(dá)1920*1080；攝像機由用戶根據(jù)需要自由分組選擇，使得監(jiān)控現(xiàn)場更加方便直觀；根據(jù)用戶組的級別，不同用戶訪問地點及控制權(quán)限不同；基于優(yōu)先級的協(xié)商方式攝像機，云臺控制：擁有控制權(quán)的用戶可方便地對選定畫面作上下左右移動，縮放的操作；圖像抓拍：可實時抓拍屏幕上顯示的活動圖像，存入設(shè)定路徑，可隨時查看；信息查看：包括系統(tǒng)信息，用戶信息，事件信息等，最新的信息按照報警級別的不同以不同的方式顯示，可以以彈出式對話框的形式給出，其他的則在監(jiān)控畫面的信息顯示區(qū)按發(fā)生時間的順序顯示，并伴有聲音提示，同時提供查詢，打印所有過往信息的功能；錄像任務(wù)：所有在執(zhí)行的錄像任務(wù)有直觀指示，可顯示錄像任務(wù)的類型，地點，時長，并可隨時停止錄像或切換到錄像畫面；視頻報警：視頻報警包括視頻丟失報警和視頻運動報警兩種。一旦攝像機損壞或被竊或斷線等，引起視頻信號丟失，就會引起報警；對于設(shè)定的視頻報警區(qū)域，一旦有運動目標(biāo)進(jìn)入或圖像發(fā)生變化，也會引起報警。216。 控制功能提供攝像頭遠(yuǎn)程控制功能，控制中心的授權(quán)用戶可以方便地對站內(nèi)的一體化球機畫面作上下左右移動，縮放的操作。當(dāng)多個用戶同時想控制某個攝像機時，系統(tǒng)規(guī)定優(yōu)先級高的人可以控制，優(yōu)先級低的人不能控制，但可以瀏覽圖像；當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級用戶正在控制某攝像機時，高優(yōu)先級用戶可以接過控制權(quán)來控制，低優(yōu)先級用戶就暫時不能控制；相同優(yōu)先級的用戶誰先取得控制權(quán)系統(tǒng)就默認(rèn)由誰控制。216。 報警功能 168。 當(dāng)某個遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)生報警時，視頻監(jiān)控主站的主畫面可顯示該遠(yuǎn)端設(shè)備報警點聯(lián)動的視頻圖像，并有聲音提示。168。 報警換頁：當(dāng)同時產(chǎn)生多組報警時系統(tǒng)將依報警優(yōu)先級和發(fā)生的事件順序，自動換頁至報警發(fā)生畫面供操作人員確認(rèn)，以迅速排除故障。168。 具有視頻動態(tài)告警，動態(tài)靈敏度可調(diào)。168。 當(dāng)發(fā)生報警時，聯(lián)動切換攝像機畫面，并記錄下當(dāng)時現(xiàn)場的情況。告警信息源與視頻源之間的對應(yīng)關(guān)系可由配置文件方便地修改。168。 所有告警信息存儲可按時間、地點查詢，并回放對應(yīng)的錄像。168。 從告警發(fā)生到有人值守的調(diào)度中心接收到告警信息的時間間隔不超過1000ms。168。 系統(tǒng)支持視頻移動偵測報警，并于攝像機聯(lián)動，支持視頻丟失報警。168。 前端設(shè)備應(yīng)支持報警開關(guān)量輸入觸發(fā)，并具備圖片抓拍功能，例如紅外線偵測器、門禁、應(yīng)急鈴、煙霧報警器、可燃?xì)怏w報警器以及電子圍欄等。168。 防破壞報警，當(dāng)攝像機及入侵探測器的信號線、電源線被斷開或集中型網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器出現(xiàn)電、機械的及操作系統(tǒng)的故障時，應(yīng)可發(fā)出聲、光報警（聲壓40db,保持5分鐘以上；光信號應(yīng)在排除故障后被授權(quán)消除）。216。 圖象存儲回放功能攝像機的模擬圖像錄像信息通過網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號存儲在IP監(jiān)控存儲設(shè)備內(nèi)，在視頻監(jiān)控工作站通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用。通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以選擇不同的圖像保存方式: 定期定時保存、報警觸發(fā)保存、手工操作現(xiàn)場保存等；用戶可以根據(jù)實際需要來選擇圖像保存方式。1 視頻捕捉：把當(dāng)時活動的圖像存盤，并記下當(dāng)時的時間和地點信息。2 圖像快照：存儲一幅畫面，帶時標(biāo)，地標(biāo)。3 告警聯(lián)動存盤，含時標(biāo)，地標(biāo)，存盤時間長度可設(shè)定主站、子站同時存盤，互為備份。4 可多點同時告警存盤。5 所有存盤的信息可方便地分別按時間、地點查詢回放。6 可提供錄像回放編輯功能。7 具備存盤信息備份功能。可將需要備份的信息備份到視頻監(jiān)控工作站的硬盤上，然后使用Remon軟件，直接在視頻監(jiān)控工作站上回放。8 主站可方便地查詢、上傳各子站硬盤錄像信息。216。 與消防系統(tǒng)接口及電子防盜聯(lián)動報警功能系統(tǒng)能能通過通信接口實現(xiàn)與火災(zāi)報警及電子防盜系統(tǒng)的連接，在有人入侵或火警發(fā)生時，馬上發(fā)出報警信號，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端能在3秒內(nèi)作出響應(yīng)，自動彈出相關(guān)區(qū)域的報警畫面并自動打開燈光、警笛等報警聯(lián)動，將圖像和報警信息同時傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，以聲音、告警窗（需人工關(guān)閉）的方式通知值班人員發(fā)出聲音告警，在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的地理圖上顯示報警點的具體位置、報警類型，攝像機自動跟蹤至報警點的部位并開始錄像，報警區(qū)域燈光開啟，現(xiàn)場警鈴動作，存儲系統(tǒng)記錄所有數(shù)據(jù)等。當(dāng)變電所發(fā)生報警時，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的操作員或指定的授權(quán)者能對報警信號進(jìn)行復(fù)位。可以人工或自動進(jìn)行布撤防。216。 網(wǎng)絡(luò)通信功能1 支持以太網(wǎng)端口。2 支持TCP/IP協(xié)議，可以通過應(yīng)用軟件或瀏覽器設(shè)置參數(shù)、實時瀏覽視頻和音頻信號、查 看視頻設(shè)備狀態(tài)，可以通過網(wǎng)絡(luò)報警，可以通過網(wǎng)絡(luò)存儲壓縮碼。3 可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程升級，實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)。4 具備WEB SERVER功能，可以通過瀏覽器訪問。5 可根據(jù)用戶需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)權(quán)限。6 能滿足網(wǎng)上多個用戶同時接入， 通過通信網(wǎng)絡(luò)通道，將被監(jiān)視的目標(biāo)動態(tài)圖像以IP單播、組播方式傳到監(jiān)控中心，并能實現(xiàn)一對多（一個遠(yuǎn)程終端同時連接監(jiān)控多個變電站端視頻處理單元），多對一（多個遠(yuǎn)程終端同時訪問一個變電站端視頻處理單元）的監(jiān)控功能。l 報警信號、站端狀態(tài)信息、控制信息以TCP/IP方式與監(jiān)控中心實時通信。運行維護(hù)人員通過視頻處理單元或工作站對變電站設(shè)備或現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視，對變電站攝像機進(jìn)行（左右、上下、遠(yuǎn)景/近景、近焦/遠(yuǎn)焦）控制、也可進(jìn)行畫面切換和光纖編碼器的控制。l 宜采用MPEG4壓縮技術(shù)，優(yōu)先考慮硬壓縮技術(shù)。l 系統(tǒng)應(yīng)具備接收時間同步時標(biāo)的功能，實現(xiàn)全系統(tǒng)時間同步。圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)系統(tǒng)應(yīng)具有和變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)接口的功能，供方應(yīng)保證所提供的圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)系統(tǒng)與買方的所內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)調(diào)成功。216。 視頻分析與互動功能1 接受調(diào)度端或統(tǒng)一信息平臺的啟動分析命令，控制攝像機預(yù)置位完成監(jiān)視對象（如戶外刀閘、戶外開關(guān)）的視頻畫面捕捉；2 在指定時間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行模型比對；3 在指定時間內(nèi)以指定數(shù)據(jù)格式上傳分析結(jié)果，分析結(jié)果可以是模型數(shù)據(jù)，亦可是分析圖片或視頻片段。4 通過MMS網(wǎng)獲取需要聯(lián)動的信息，并按預(yù)先制定的規(guī)則進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動；5 在線修改聯(lián)動規(guī)則；6 可同時聯(lián)動不同攝像機；7 依據(jù)聯(lián)動信息，啟動錄像，并具有預(yù)錄像功能，預(yù)錄時間可設(shè)置；216。 環(huán)境信息采集處理功能1 能對站內(nèi)的溫度、濕度、風(fēng)力、水浸、SF6濃度等環(huán)境信息進(jìn)行實時采集、處理和上傳，采集周期小于5秒；2 可設(shè)置不同級別的環(huán)境信息告警值；3 環(huán)境信息數(shù)據(jù)的變化以IEC61850協(xié)議上傳視頻主站、一體化平臺，閥值可設(shè)；4 環(huán)境信息歷史數(shù)據(jù)應(yīng)能至少保存一個月，存儲周期為10秒至10分鐘可調(diào)。5 支持本地/遠(yuǎn)程控制空調(diào)、排風(fēng)扇、抽水泵的啟動和關(guān)閉。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D66 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計 系統(tǒng)組成變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)由硬盤錄像機/網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、室內(nèi)、外高速球型攝像機、一體化攝像機、燈光控制器、網(wǎng)絡(luò)交換機、防雷模塊、輔助燈源、紅外雙鑒報警器等組成。 系統(tǒng)特點表1　 在較低帶寬情況下，通過變碼流方式傳輸網(wǎng)絡(luò)視頻流，客戶端能獲得流暢的視頻圖像。表2　 通過電力視頻監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)所有數(shù)字設(shè)備的統(tǒng)一管理，包括段站光纖視頻編碼器、服務(wù)器和工作站。表3　 監(jiān)控軟件功能完善、穩(wěn)定，方便用戶的操作和管理，在大量的分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中體現(xiàn)了出色的性能。表4　 系統(tǒng)能實現(xiàn)監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)視頻圖像的切換顯示＜便于遠(yuǎn)程集中管理控制。表5　 攝像機逆光補償問題—變電站室內(nèi)光線不足背光補償BLC——BackLight Compesation的縮寫，也稱作逆光補償或逆光補正，它可以有效補償攝像機在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。逆光補償功能的應(yīng)用：逆光補償功能用于拍攝背景光線比拍攝主體明亮的畫面，比如一個人站在窗口，由于窗外光線明亮，使得攝像機的光圈自動收縮，造成拍攝的人物臉部發(fā)黑。當(dāng)使用此功能的時候，按下[BLC]按鍵，攝像機將對光圈的設(shè)定自動地進(jìn)行調(diào)整，使得拍攝的前景清晰。再按一下此鍵圖像恢復(fù)正常。此功能啟用后屏幕右上角會出現(xiàn)一個小探照燈的圖標(biāo)。此功能只有在自動光圈下才有效，并且如果環(huán)境光線比較暗使得攝像機已經(jīng)工作在最大光圈下時此功能可能會失效。另外此功能啟用后可能會造成拍攝正常的圖像時圖像發(fā)白，因此在使用后應(yīng)該及時關(guān)閉此功能。 未使用逆光補償(BLS)時的效果 啟用逆光補償(тLC)后，前景變得清楚本系統(tǒng)采用具有背光補償功能的海康威視高速球同時具有白平衡及寬動態(tài)功能，在變電站室內(nèi)光線普遍不足的環(huán)境下能充分滿足本項目的需求。 系統(tǒng)重點問題解決1) 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境低帶寬占用的情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)流高質(zhì)量的傳輸，多客戶同時瀏覽單路圖像或分別瀏覺多路圖像，而不產(chǎn)生動畫效果。我們的解決方法：在有限帶寬環(huán)境下，我們的系統(tǒng)盡量以最少的代價來保證信號的高質(zhì)量傳輸。(1) 采用雙碼流技術(shù)，主通道錄像采用高清晰碼流，子通道采用可變碼流，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況選擇碼流速率，保證圖像的流暢性(2) 可以提供流媒體服務(wù)器軟件，當(dāng)多用戶集中訪問某一路圖像時，前端信號與中心服務(wù)器的連接只占用一路視頻帶寬，從而節(jié)省了有限的網(wǎng)絡(luò)資源。如圖所示：2) 如何實現(xiàn)對所有數(shù)字錄像機的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)設(shè)備兼容、方便系統(tǒng)擴容。我們的解決方法：在我們的系統(tǒng)中，數(shù)字視頻錄像可以分散存儲或集中存儲，監(jiān)控中心將所有視頻服務(wù)器統(tǒng)一管理，對應(yīng)標(biāo)識監(jiān)控點名稱和集中型網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器端口。軟件平臺的中間件技術(shù)，解決不同品牌的兼容，達(dá)到系統(tǒng)良好的兼容性，統(tǒng)一管理。對用戶而言，傳輸和控制的過程是透明的，也是可操作的、可管理的。3) 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的安全性。采用統(tǒng)一管理機制保障了安全性。 前端設(shè)備安全性：前端設(shè)備的管理和配置權(quán)由管理主機進(jìn)行統(tǒng)一管理，充分保證前端設(shè)備的安全性，避免前端設(shè)備參數(shù)被惡意修改； 權(quán)限認(rèn)證：統(tǒng)一管理全網(wǎng)內(nèi)的所有數(shù)字視頻設(shè)備，客戶端實現(xiàn)靈活的權(quán)限控制功能，多級權(quán)限管理可以確定安全性，保證敏感畫面不會泄露； 網(wǎng)絡(luò)資源利用的安全性：前端設(shè)備的碼流抑制功能（帶寬控制），再結(jié)合對分控端軟件的多級權(quán)限管理及流媒體服務(wù)器的引入，可以做到精確控制對網(wǎng)絡(luò)帶寬資源的占用，確保網(wǎng)絡(luò)上其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的正常運行；4) 其他集中型網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具備可自由定義的移動偵測功能，采用移動正常功能能減少冗余信息，節(jié)約硬盤存儲空間，延長錄像保存時間。平臺可以實現(xiàn)定時向監(jiān)控中心上傳報警錄像，避免網(wǎng)絡(luò)高峰期造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，圖像不能上傳能情況發(fā)生。 主站（次主站）系統(tǒng)主站（次主站）系統(tǒng)由AAA（中心認(rèn)證）服務(wù)器、設(shè)備/用戶接入服務(wù)器、網(wǎng)管、數(shù)據(jù)存儲陣列、流媒體服務(wù)器、WEB服務(wù)器、會議電視網(wǎng)關(guān)等組成。1 AAA（中心認(rèn)證）服務(wù)器實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器向其他服務(wù)器提供設(shè)備和用戶的認(rèn)證、授權(quán)、事件管理等功能，同時具備客戶管理、權(quán)限管理、設(shè)備管理、業(yè)務(wù)信息管理等管理模塊。 用戶在申請享受服務(wù)時，需要得到用戶信息的認(rèn)證。在本系統(tǒng)中，客戶端發(fā)送認(rèn)證數(shù)據(jù)包給服務(wù)器，數(shù)據(jù)包包含用戶ID和password，服務(wù)器對數(shù)據(jù)包進(jìn)行驗證給出結(jié)果。驗證過程加密傳輸。 在本系統(tǒng)中，不同的用戶可以享受不同的服務(wù)。實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在通過用戶的認(rèn)證請求后，按照該用戶的權(quán)限來決定用戶是否可以享受申請的服務(wù)內(nèi)容。 信息管理主要功能包括用戶