1、新型變電站視頻監控系統組網方式的研究一、序言電力工業發展是國民經濟發展的重要基礎，電力作為國民經濟的命脈廣泛應用于人民生產和生活的各個領域。隨著我國經濟實力的提升，電力安全的發展已經進入的一個嶄新的歷史發展階段。目前國家不斷加大對電力設施的基礎投入，大容量、超高壓、交直流混合、長距離輸電等使得電力系統的復雜性明顯增加，這就使得電力安全防范成為了電力系統一個不可或缺的部分。變電站的視頻監控系統在此過程中得到了充分的發展和完善。隨著電力系統的蓬勃發展和體制改革的逐步深入，變電站的規模逐漸增大，越來越多的變電站朝無人職守的方向發展。這樣變電站在運行過程中，必須建立一個更加安全的運行環境，對變電站各種

2、設備的運行狀態及影響變電站安全運行的因素進行全方位的監控，并要同時滿足本地、遠程、集控中心等不同層次的監控需要。視頻監控系統作為一套獨立運行的網絡平臺，不同的組網方式就成為了其性能優略的一個重要因素，本文就針對新型的變電站下，視頻監控系統網絡平臺組網方式進行深入剖析與解讀。二、新型變電站的崛起隨著電力工業的不斷發展，各發電廠、變電站、變電所、通訊站等都要通過監控系統實現少人、無人監管，以提高生產效率和效益。無人值守監控系統通過現有的電力通信網對所屬變電站實現遠程實時圖像監控、遠程故障和意外情況報警接收處理，可提高變電站運行和維護的安全性和可靠性， 并可逐步實現電網的可視化監控和調度， 使電網調

3、控運行更為安全、可靠。在電力系統稱之為遙視系統。加之遙測、遙信、遙調、遙控等功能，這個“五遙”系統使得變電站實現了真正意義上的無人值守。要確保無人職守變電站的安全可靠運行, 就要求各級調度人員和運行監控人員在獲得各類數據信息、設備運行狀況的同時, 也應獲得現場設備運行狀況的實時圖像和環境情況, 真正實現對變電站的全方位監控。數字視頻遠程監控技術不但彌補了上述不足, 而且不影響變電站設備的正常工作和原有的控制功能, 是對無人值班變電站的進一步完善。三、視頻監控系統的網絡化發展視頻監控系統發展至今，經過了模擬視頻監控時代、數字視頻監控時代和全網絡化視頻監控時代三個階段的發展。1、模擬視頻監控在20

4、世紀90年代初及其以前，主要是以模擬設備為主的閉路系統，稱為第一代視頻監控系統，即模擬視頻監控系統。2、數字視頻監控20世紀90年代中期，隨著計算機處理能力的提高和視頻技術的發展，人們利用計算機的高速數據處理能力進行視頻的采集和處理，從而大大提高了圖像質量，增強了視頻監控的功能。這種基于多媒體計算機的系統稱為第二代視頻監控系統，即模擬輸入與數字壓縮、顯示和控制系統。因為核心設備是數字設備，因此可以稱為數字視頻監控系統。 這一時期的特點：（1）視頻監控系統中信息流的形態沒有變，仍為模擬的視頻信號。（2）系統的網絡結構沒有變，主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網絡，介質專用是他的特點。（3

5、）監控系統的工作方式沒有變，主要是通過專用監視器來顯示圖象，以人的直接觀察為提取圖像信息的方法。（4）系統控制設備主要是以前臺管理為主（前端設備的控制和遙控、信號的分配和切換）在整個過程中對攝像機輸出的視頻信號基本上不做任何處理。（5）對于重要的遠程傳輸功能，現有技術仍然是模擬專線傳輸。3、全網絡化視頻監控到了20世紀90年代末特別是近兩三年；隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高，以及各種實用視頻信息處理技術的出現，視頻監控進入了全數字化的網絡時代，稱為第三代視頻監控系統，即全數字視頻監控系統或網絡數字視頻監控。第三代視頻監控系統以網絡為依托，以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核

6、心，以智能實用的圖像分析為特色，引發了視頻監控行業的技術革命。全網絡化視頻監控系統具有如下優點：（1）網絡化結構線纜的高效復用性網絡化的好處是視頻、音頻、數據可以在一條網絡線纜內同時傳輸，解決了傳統布線一種電纜僅僅能夠傳輸一種信號的問題。前端攝像機直接接入網絡視頻服務器。模擬視頻信號轉換為標準的IP包，通過TCP/IP網絡傳輸數字視頻，不再需要經過傳統的布線，如光纖、同軸電纜等等。這個結構可以利用系統已經具備的LAN布線系統極其方便的傳輸視頻信號。打破了傳統布線的點對點方式，有效地節省用戶的前期投資以及后期的線路維護工作投資。即使是需要新敷設線路，其鏈路所需要的線纜量以及線纜敷設、維護的工作量

7、也較模擬系統小得多。（2）網絡化結構良好的擴展性網絡化結構使得日后系統的擴展工作變得極其容易。我們僅僅需要找到一個信息點（網絡接入點）就可以，不必再敷設任何的電纜。（3）嵌入式操作系統系統的高穩定性網絡視頻服務器使用嵌入式操作系統，系統的穩定性能、安全性能極高。通過網絡，用戶可以方便的進行遠程的管理以及固件的更新。（4）分布式存儲存儲的靈活性基于B/S（瀏覽器/服務器）結構，這種結構提供多服務器服務，允許客戶根據實際需要靈活的配置存儲和管理服務器。存儲服務器可以在目錄服務器的管理下任意的分配和切換需要存儲的攝像機圖像，結合硬盤錄像服務器的本地錄像功能，可以為系統提供更多的靈活性。（5）分布式存

8、儲、分布式觀看良好的易用性系統的客戶端可以分散在LAN的任何地點，數量沒有限制。假如不對客戶端的權限進行限制的話，那么每一個客戶端都可以觀看所有網絡上的圖像。這一點是DVR系統目前的技術所不能夠達到的。目前的DVR系統同時可登陸的用戶數量不會超過5個，在多于這個數量級時，系統的速度會明顯下降，表現的現象為：圖像刷新速度下降、丟幀。B/S結構以及多服務器結構有效的解決了這個問題。（6）強大的多點組播-更加靈活的網絡機制圖像存儲和圖像瀏覽可以同時進行，不會相互影響。借助視頻組播技術，可以使多臺設備同時接受監控信號，使視頻監控系統更具網絡靈活性。4、小結毫無疑問，視頻監控系統的網絡化發展，已經在監控

9、領域迎來了一場翻天覆地的革命，它借助網絡的拓展，將安全防范提升到了一個嶄新的高度。四、變電站監控網絡組網方式的探究對于現在的變電站，實現無人職守是必然的發展趨勢，這就要求現代的視頻監控網絡除了滿足本地安防的需要，還要實現遠程監控的功能。集控中心通過網絡可以及時準確的了解下屬變電站的運行狀態，而每個變電站的視頻網絡又是獨立運行，不會受到其他網絡的干擾。1、視頻監控網絡組網方式變電站的監控網絡采用分布式的網絡結構，將視頻負載平衡，系統可容納上千路的視頻接入。其拓撲圖如下：2、系統網絡組成變電站整個視頻監控系統由變電站設備、集控中心設備和上級監控中心設備三部分組成。變電站設備：（1）前端設備前端設備

10、分為圖形采集設備和報警設備兩類：圖形采集設備根據需要可選用高速球型攝像機或槍式攝像機。報警設備有溫濕度采集器、紅外對射報警器、高壓脈沖報警器等。前端設備將采集到的模擬信號傳輸給服務器進行編碼處理。（2）網絡視頻服務器網絡視頻服務器的主要功能是視頻編碼，它將前端采集到的模擬信號編碼成數字信號傳輸到網絡，另外它也將前端的報警信號同時編碼，以便處理。（3）磁盤存貯陣列磁盤存貯陣列用于儲存整個網絡的視頻信號，方便日后查看和調用。磁盤陣列多采用冗余存儲方式，防止磁盤意外損壞而造成視頻丟失。（4）流媒體服務器流媒體服務器是用于配合視頻工作站，進行網絡視頻轉發，平衡網絡視頻負載。它根據網絡規模的不同既可以與

11、視頻工作站合為一體，又可以多臺同時使用，靈活多變。（5）本地客戶端本地客戶端是用于視頻監控信號的本地查看，方便系統的現場調試和故障檢測，本地客戶端并不直接訪問硬件設備，而是通過流媒體服務器進行轉發，以增強系統的穩定性。集控中心設備：（1）視頻工作站視頻工作站是監控網絡的核心，負責處理所有用戶的登錄、瀏覽及其他功能請求，用戶也可以通過工作站對前端設備進行參數設置。（2）視頻監控電視墻視頻監控電視墻是由于顯示下級變電站的視頻監控信號，方便對下屬所有變電站進行統一查看管理。（3）報警服務器報警服務器主要負責接收各變電站的報警信號，確認其真實性并將報警信號上傳到上級監控中心，方便上級機關統一管理。上級

12、監控中心：（1）網絡客戶端網絡客戶端可以根據權限收看不同集控中心的視頻監控畫面，客戶端可以處在變電站視頻內網中也可處在集控中心的上級網絡中。（2）報警接受及處理器報警接受及處理器主要負責接收來自集控中心的報警信息，并下達處理意見的裝置，方便上級機關對報警問題的統一處理。3、視頻網絡平臺組網特點（1）分布式的網絡結構分布式的網絡結構使得系統可以承受較大的負責，不但可以容納上千路的視頻流，而且可以處理多用戶并的發訪問請求，為系統平臺的擴展提供了保障。（2）使用流媒體轉發服務器使用流媒體轉發服務器可以使用戶不直接訪問硬件設備，降低了硬件設備的負擔，提高了設備的穩定性。在多用戶并發訪問的情況下，流媒體轉發服務起到了成倍降低網絡流量、節省網絡帶寬的作用。（3）統一管理機制整個系統融入了統一管理的思想，從變電站的集中管理，到集控中心的上級指揮，處處體現了統一的管理機制，提高了整體管理的效率和質量。（4）遠程維護管理通過集控中心可以對下屬變電站進行設備參數設置和維護，而不必到變電站現場進行。同樣對于上級監控中心，也可通過遠程對各集控中心乃至所有變電站設備進行管理和控制，大大提高了管理和維護效率。（5）良好的系統擴展性對于系統擴展只需進行簡單的軟件設置，而不需要額外的設備增加，大大降低了系統的擴展成本，使系統可以滿足集成化的需要。（