基于嵌入式网络平台E-NVS系统的电网视频监控方案

2010-08-27 16:47:27 作者:ZHOU 责任编辑: zhouzycps 收藏本文

在电力视频监控系统中，对变电站的监控是最重要的部分。采用远程视频监控系统与传统的遥控、遥测、遥感、遥信等电力自动化系统相结合，可以大大提高重要变电站或无人职守变电站的安全性，保障整个电网的正常运行。本文邀请金三立视频科技(深圳)有限公司技术支持工程师钟武介绍基于嵌入式网络平台E-NVS系统的电网视频监控方案。

随着电力系统信息化建设的不断深入，基于SDH、PDH、微波等传输方式的电力专用通信网已经逐步建立起来，为各项网络化应用创造了良好的前提条件。其中，远程视频监控正逐渐成为建设电力自动化系统的新手段。

电力视频监控主要集成控制需求包括：

(1)视频监控：变电站外部情况、变电站内部各重要部分(如主控制室、高压室等)、主要设备运行情况等。同时将视频数据存储。

(2)数据传输：在进行视频监控的同时，需要把温度、红外感应、设备运行参数等各项数据传输到监控中心，实现对变电站的全方位监控。

(3)反向控制及联动：当变电站发生异常情况时，可远程控制现场设备，或根据各种数据的变化自动产生联动控制。

(4)语音对讲：当变电站发生异常情况时，可远程与现场工作人员语音通讯。

电力变电站监控项目的实际工程施工中，变电站分布在整个城市、乡村的各个角落，部署得非常分散；监控对象等级包括500KV、220KV、110KV、35KV 等不同等级，一般110KV以下都是无人值守。而目前大部分已建的监控系统都不适合长时间无人值守环境及多级联网功能。

金三立电力视频监控解决方案

电力视频前端设备长期工作在高电压、强磁场环境，因此对设备的抗电磁干扰性能有非常严格的要求；再者，电力变电站分布得很散，而且大多位于偏远地区，现场环境恶劣，因此对设备的长期稳定运行有着严格要求。

随着3G网络的开通，无线移动视频技术为移动终端用户带来了更快的数据传输速率，同时也为提升电力安全生产监管水平奠定了技术基础。日常巡检工作人员通过移动视频终端，可以更清晰、快捷的反映当前设备的运行状态。

针对这些新情况，金三立视频科技(深圳)有限公司针对前端监控的不同位置，提供各种应对产品，如表1所示。

监控位置	设备名称	设备型号
周界	智能高速球	ST-CC8369
电站出入口	宽动态摄像机	ST-CC6350
开关室	智能高速球	ST-CC8268
高压室	智能高速球	ST-CC8268
通讯监控室	彩色转黑白半球	ST-CC4095
配电室	彩色转黑白半球	ST-CC4095
电容室	彩色转黑白半球	ST-CC4095
移动视频终端	单兵系统	ST-NT3012

表1：变电站前端监控设备的选择。

对于变电站本地监控中心，根据变电站规模，分为有人值守和无人值守，一般500KV或500KV以上变电站，属于有人值守，200KV或200KV以下，属于无人值守变电站。因此在选择变电站核心设备时，应该注意以下几个方面的要求：

(1) 设备的高稳定性

为了保证设备长期运行的稳定，选用嵌入式管理平台或者嵌入式硬盘录像机、视频服务器等；

(2) 系统扩展性

因部分变电站长期处于无人值守状态，因此需要远程对变电站的门禁、报警、环境监测等其他系统、数据统一调度指挥，这就要求设备能做到与其他系统兼容统一。

(3) 多级系统级联

目前的电力专线大多基于E1链路的2M网络，在多级变电站级联下，需要保证站与站之间的数据实时、有效、稳定。因此要求站与站之间形成一个大的多域管理。

针对这些需求，金三立视频科技(深圳)有限公司推荐采用嵌入式网络平台E-NVS系统；嵌入式网络视频服务器ST-NT200系列提供1、2、4、8多通道输入端口；嵌入式网络硬盘录像机等全系列无人值守管理设备。如表2所示。

功能	设备名称	型号
音视频编码	嵌入式视频服务器	ST-NT200H
音视频存储	嵌入式网络硬盘录像机	ST-HD8000
系统管理	嵌入式网络视频管理平台	ST-NTMS
显示管理	嵌入式显示管理服务器	ST-NTMS-SD02
图像显示	液晶监视器	ST-CM2190A

表2：变电站本地监控中心设备的选择。

电力视频监控系统架构

整个系统的架构如图1所示。　　　

图1：系统整体架构。

(1)前端监控设备

在变电站设置球机以观察整个站的总体状况；在大门出入口设置摄像机观察整个通道人员的进出情况；在楼通道处设置摄像机以观察整个通道人员的进出情况；在开关室内设置摄像机观察各路开关的通断状态；在通讯及监控室设计球机以观测直流屏等重要设施；在电容室内设置摄像机以观察主要电容设备；在高压室内设置球机以观察高压开关情况，并安装门禁、烟雾探测、红外报警等探测、报警装置。另外，部分监控场所需要安装数据采集模块，采集温湿度、电压电流等数据。

(2)传输系统设备

通常从变电站到监控中心都有2Mbps的E1通道，将核心设备通过2M网桥连到光端机等E1通道上，把图像及相关数据传送到监控中心。

(3)监控中心组成

监控中心分为变电站分控中心和电网调度总监控中心。

变电站监控中心主要负责管理前端各个变电站设备，相应权限由调度总监控中心嵌入式网络管理平台E-NVS划分。根据实际情况选择录像或者将视频信号解码输出至电视墙。

工作人员通过E-NVS监控平台，用划分的用户名和密码登陆E- NVS管理平台，就可以进行远程监控、调度、录像、报警、电子地图等一系列功能。

在电力网络内的其他职能部门或相关领导，可以通过E-NVS平台客户端软件，或者IE浏览器，用指定的用户名和密码登陆E-NVS平台服务器，就可以进行远程调度、监控。同时，也可以在领导办公室设置一台触摸式控制终端，实现对所有视频的调度、历史视频的查询。

上述系统实现的主要功能包括：

●ST-NTMS、ST-NT200H等主要设备都采用了嵌入式设计和实时操作系统，具有极小的功耗，稳定性高。

●采用H.264高效视频编解码技术，在1M带宽下可提供高达704×576(D1)分辨率的实时视频码流。

●支持16Kbps～3Mbps的传输带宽，可灵活适应各种接入方式。

●支持内置Web服务和组播功能，可灵活地实现桌面监控，且大大降低传输占用的带宽。

●支持单码流、多码流、抽帧等多种录像模式以及定时、告警触发、手动等多种录像启停方式，最大限度地节约硬盘空间。

●支持E1、SMT-1、SMT-4、10/100/1000M以太网等各类传输方式，适应各种线路条件。

系统优势特点包括：

●采用嵌入式高集成度结构

为了保证系统运作的稳定性，所有设备采用嵌入式方式。该系统集成了平台软件、服务器、存储设备的所有功能，后台管理无需采用服务器及磁盘阵列/NAS/IPSAN等存储设备，使用RAID做硬盘管理(16盘位)，最大可支持16个SATA硬盘。

●支持网络键盘

可通过网络键盘对电视墙进行控制，同时键盘本身具备的液晶屏也可以实时查看调用网络视频。键盘控制方式与模拟矩阵相同。通过网络键盘的控制，实现全系统采用嵌入式设备运作，提高系统的稳定性。支持触摸式桌面交互终端，能直接通过终端接入管理平台，并能控制前端设备云台、镜头动作、历史视频查询等。

●单机管理300路D1网络视频，多机叠加实现更大容量的系统

单台E-NVS可以管理和存储300路D1分辨率的视频，并提供100路视频的实时转发或录像查询。对于规模大于300路的系统，可以通过多机叠加的方式进行扩容，实现更大管理容量的系统实施；

●支持矩阵控制功能

E-NVS通过前段是视频服务器对模拟矩阵进行控制，包括摄像机切换、云台镜头的控制。有效的实现了系统的利旧，节约系统联网的成本。支持各种品牌模拟矩阵。本系统能与一期的模拟矩阵实现联网，能随机切换模拟矩阵图像，控制云台镜头。

●3D快速定位：

为了规避网络延时带来的控制定位问题，结合金三立高速球型摄像机，要求前端球机实现鼠标点击居中，通过鼠标实现3D虚框放大的快速定位功能，保证云台镜头控制精确、快速；

●电子地图

报警部分支持载入变电站分布平面图或者GIS地理信息图，可随意在图上配置报警点，并支持布防，撤防。

未来趋势

2007年以来，电力行业开始试点视频监控应急系统，以电力生产应急指挥系统中的电力生产应急指挥平台为核心，管理配网视频监控系统、变电站单兵系统、统一通信系统、视频智能巡线系统等，并与已有的电网SCADA实时监控系统、供电设施、人员装备实时定位的GPS/GIS定位系统、配网台区实时故障信息的配电台区在线监测系统、指挥配网故障处置的配网故障信息管理系统、备品备件及工器具管理系统等系统实现信息共享。

我们认为，将来电力视频监控系统主要特点是：以实时视频监控为核心，建立了一套相对较完整的电力生产巡视、检修、操作的实时监管业务流程，避免习惯性违章和误操作的发生；以电子预案为核心，建立了一套完善的针对电力生产突发事件的应急处置流程，保证应急响应的正确性。

(作者是金三立视频科技(深圳)有限公司市场部技术支持工程师)

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关键词嵌入式网络平台 E-NVS系统电网视频监控

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