1、數字化監控系統工程設計方案XXXXXXXXX有限公司2014年6月目 錄第一章項目概述3第二章項目需求分析和建設目標5第三章系統性能要求83.1主站系統83.2站端系統93.3系統設備環境條件要求103.4 系統設備可靠性要求113.5 系統軟件要求113.6 視音頻編解碼標準113.7系統抗干擾措施要求113.8系統施工技術要求123.9供電電源要求12第四章系統設計134.1系統設計原則和設計規范134.2數字視頻及環境監控系統設計154.3數字IP視頻及環境監控系統的優勢224.4系統功能23第五章經濟、社會效益分析265.1經濟效益分析265.2社會效益分析26第六章主要設備性能參數2

2、76.1網絡高速球機276.2網絡智能中速球296.3網絡固定攝像機326.4網絡高清攝像機346.5 SVR存儲器376.6視頻管理監控軟件38第七章參考配置清單41第一章 項目概述隨著計算機技術、網絡通訊技術以及電力系統保護及自控技術的發展，變電站的自動化運行水平不斷提高，大大減少了人為操作事故，使變電站的無人值守逐步變成了可能，并已成為電業系統的發展趨勢。目前已實現了將生產現場的設備運行數據、狀態傳送到遠方的調度中心，同時調度中心也可對遠程的現場設備進行控制和調節，這就是常稱的“遙測、遙信、遙控和遙調”。作為無人值守的變電站如只具備四遙是不夠的，因為調度中心無法了解現場情況致使一些安全防

3、范如“防火、防盜”等無法實現，因此變電站仍需要有人晝夜守護。隨著計算機技術、多媒體技術及通訊技術的迅猛發展，對于圖像、聲音等多媒體信號的數字化處理以及遠距離傳輸的技術已相當成熟，將這一成熟的技術引入電力調度自動化系統，在四遙基礎上增加第五遙-遙視，并且實現防盜、防火及出入口管理，將實現真正意義上的“無人值守”。隨著無人值守變電站管理模式的推廣，變電站遙視警戒系統正適應了電力部門的這一需要，在調度中心、集控中心等相關部門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告警接收處理。對前端視頻數據和監控數據采集編碼，并將編碼后的數據通過TCP/IP網絡傳輸到網絡可以到達的客

4、戶端。網絡客戶端接收編碼后的音視頻數據和監控數據，并進行監控、存儲、管理。變電站遙視警戒系統為實現變電站/所的無人或少人值守，從而為推動電力網的管理逐步向自動化、綜合化、集中化、智能化方向發展提供有力的技術保障。目前我省共已建設近千座10kV以上等級的變電站，其中部分變電站未能及時安裝視頻及環境監控系統，而已安裝視頻及環境監控系統的變電站主要采用嵌入網絡視頻服務器+模擬攝像機結構，還存在幾下幾點不足之處：1、傳統模擬攝像機的清晰度不能滿足變電站對設備遙視的高要求當前電力監控系統視頻圖像數據的采集采用一般的傳統工業30萬以內像數的 CCD攝像機配標準光學鏡頭器件，圖像的清晰度彩色不高于480線，

5、黑白不高于500線。2、環境對攝像機的干擾傳統模擬攝像機需要鋪設視頻線、電源線和控制線，在變電站這樣的特殊環境中，各種傳輸線會受到變電站的交變電場引起的電源或磁場的干擾，使監控系統受到干擾。3、鋪設線路繁多，施工復雜當前的傳統監控系統主要由攝像機、嵌入式網絡視頻服務器、監視器、錄像機等組成，他們之間由視頻線、控制線纜等連接。本地圖像監控系統一般采用模擬方式傳輸，采用視頻電纜(少數采用光纖)，傳輸距離不能太遠，需要實現系統需要鋪設大量的視頻線、控制線和電源線，使系統施工復雜，帶來了人力和物力上的巨大開銷。4、系統擴充復雜系統監控點位和存儲容量的擴充都較為復雜。傳統監控系統使用多臺NVS作為視頻存

6、儲的設備，逐臺操作NVS是一件很麻煩的事。且NVS構成的系統其功能簡單已經不能滿足電力系統監控的復雜需求。隨著監控系統在電力生產廣泛應用，建成后需要增加監控點位時，需要考慮新增NVS和存儲空間。4、系統不能實現自動冗余當前的嵌入式網絡視頻服務器采用模擬攝像機硬件接入，不具備硬件冗余功能，當嵌入式網絡視頻服務器故障后，相應變電站視頻及環境監控系統所有視頻圖像不能上傳到集控站，導致集控站不能正常監控變電站設備運行情況，無人值守后，存在變電站安全運行隱患。5、存儲硬盤故障后，錄像文件不能自動修復當前的系統錄像功能主要是由嵌入式網絡視頻服務器實現，而嵌入式網絡視頻服務器不能配置RAID 控制器，不支持

7、RAID 0、1、3、5等冗余功能，當其自帶的8塊存儲硬盤損壞后，存儲的視頻錄像文件不能自動恢復，也不支持硬盤熱插拔功能，如果一個硬盤出現故障，則往往需要中斷系統才能更換，視頻數據存在安全隱患。6、圍墻入侵報警系統誤報率高，可靠性差當前系統圍墻入侵報警系統主要采用紅外對射被動式探測器，紅外對射探測器全名叫“光束遮斷式感應器”(Photoelectric Beam Detector)，其基本的構造包括瞄準孔光束強度指示燈球面鏡片LED指示燈等，其偵測原理乃是利用紅外線經LED紅外光發射二極體，再經光學鏡面做聚焦處理使光線傳至很遠距離，由受光器接受。當光線被遮斷時就會發出警報。紅外線是一種不可見光

8、，而且會擴散，投射出去會形成圓錐體光束。紅外光不間歇一秒發1000光束，所以是脈動式紅外光束，利用光束遮斷方式的探測器 當有人橫跨過監控防護區時，遮斷不可見的紅外線光束而引發警報。常用于室外圍墻報警，它總是成對使用：一個發射，一個接收。發射機發出一束或多束人眼無法看到的紅外光，形成警戒線，有物體通過，光線被遮擋，接收機信號發生變化，放大處理后報警，故當小鳥飛過、小動物穿過、地面震動或風吹動樹葉遮擋等等都將引起報警，所以系統誤報率極高，可靠性差。第二章 項目需求分析和建設目標在變電站撤人實現無人值守后，變電站中一二次設備的實時運行狀態、數據采集以及遠程的監控成為必需，SCADA 系統雖然可以實現

9、部分的數據采集以及控制，但它對整個變電站的設備的外觀監視以及站區的防火防盜卻無法監控，因此，視頻及環境監控系統在變電站的應用就彌補了無人值守變電站的防火和防盜問題。使變電站的運行生產更加穩定和可靠。下面是對變電站監控系統的主要需求：一、 實時監視l 對重點變電站和重要機房做全方位視頻監控。l 實現對變電站區域內區內情況的遠程實時監視、監聽及語音對講；l 攝像機可晝夜監視、清晰度高，能監視變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的外觀運行狀態及（主控室、高壓室、電容器室、通信室、蓄電池室、電纜夾層等）的刀閘、開關分合、重要儀表、儲電池狀態等。具有全天候防護，云臺和鏡頭可控。l 設站端監控工作站，中文

10、Windows操作界面，多方式畫面顯示，并可將數字信號還原為模擬信號上電視墻及DLP大屏幕顯示。l 電子地圖多級監控，可方便的在地圖上增加鏡頭。可實現基于地圖形式的對前端設備的控制。l 錄像：事故發生后，提供事后分析事故的有關圖像資料。對監控圖像的多種控制方式的實時錄像、歷史及報警圖像的檢索回放，各種控制參數的設定等。l 用戶操作/控制的日志記錄、查詢、統計等。 l 密碼控制、上下級別權限控制機制等，對重要的系統操作有記錄功能。l 圖像字符時間疊加，可單獨設置疊加年月日時分攝像機編號區域名。二、 事后查詢能方便的進行事故事后查詢，用于幫助技術人員查看事故發生時變電站的狀況，從而盡可能地避免事故

11、再次發生。三、 現場操作指示變電站的各種操作要嚴格遵守操作規程，如果操作不當，將會造成危害。但是變電站的各種操作比較繁瑣，因此必須結合相應的保證措施，將誤操作的可能性降低到最小。視頻及環境監控系統的遠程實時監視功能，可以實現值班人員對遠方變電站操作人員的操作進行指導，如果發現不正確的操作，并能通過監控或電話、手機及時提醒操作人員，從而確保操作的萬無一失。 四、 安全防范通過使用各種傳感器，如煙感傳感器、紅外微波探頭、門禁傳感器、水浸傳感器、溫濕度傳感器、電壓電流傳感器等，在感應到有安全隱患時，將收到報警信號及時傳給調度中心，以做出相應處理。五、 遠程監控和管理的要求電力系統內各種生產設備類型復

12、雜，地域分布廣，人工維護困難。同時，為適應減員增效和現代化管理的要求，對監控系統在可靠性、易用性及易維護性上，尤其對遠程監控方面提出了更高的要求。六、 多功能監控的要求電力行業的遙視要求能夠在現有的電力信息網如：LAN、Internet、Intranet網絡上對各變電站的實時圖像、照度、溫度、聲音等進行監控,可進行調用錄像同時應包含聲音,同時對監控內容的事件進行有效的報警處理，以實現變電站真正的無人值守提供了安全技術保障。七、 數字化的要求現在隨著網絡技術和計算機技術的發展，基于TCP/IP協議的IP網的應用得到廣泛普及。高速寬帶主干網的建成和各地區高速接入系統的迅速發展，促進了基于IP技術的

13、各種視頻通信應用,對于已經實現數字化應用的電力系統來說，其計算機網絡資源相對較豐富，結合當前視頻監控數字化發展的趨勢，建設基于網絡的數字化監控系統。在電力安全監控系統中將是一種趨勢。因此方案設計應保障建成后的視頻及環境監控系統將是一個易于擴充、升級和管理使用的遠程網絡綜合信息平臺。可實現視頻/報警信號采集、系統實時控制、智能聯動、圖像數字存儲、智能檢索錄像資料、信號遠程傳輸和遠程控制等功能相結合的安全防范和分級管理系統。設備控制采用區域巡檢中心集中式管理和局各領導辦公室或相關職能部門分散式管理相結合模式，整個監控系統的設計原則，使監控中心和各子系統都互不干擾、獨立運行并實現其控制功能。系統采用

14、先集中后分散的設計思路，可根據變電站實際需要不斷擴充、升級，既有效的保護了項目的投資，又使系統不會落后。本期監控系統的具體建設目標為：1、以視頻及環境監控系統為主，對變電站內開關場地、高壓室、主控室、電容器室、主變、蓄電池室等視頻監控、語音對講及環境監控，與安保、消防、門禁等系統互聯，并與調度自動化系統和變電站自動化系統聯動。實現現場工作行為遠程監督、倒閘操作輔助監視、事故及故障輔助分析、輔助安防等功能，同時為我局進行事故處理、反事故演習、應急指揮等提供靈活統一的綜合應用支持。2、以環境監控系統為主，在變電站開關場、電纜溝、控制機房、圍墻等安裝各類探測器，形成一道電子防范墻，可根據變電站的實際

15、情況和具體要求靈活進行布防和撤防，也可設置全天候布防報警監測狀態。一旦探測到非法入侵、火災、水浸等報警信號將立即傳輸到監控中心，以聲光形式告警，同時啟動錄像系統。3、視頻監控系統配合報警監測系統，實現以多種防范手段，提高安全監測系數和監控效果。在重要部位安裝網絡型高速智能球形攝像機系統，可靈活設置圖像監視模式，如連續錄像模式、動態感知錄像模式（即當圖像上出現移動物體時才啟動錄像）和報警聯動錄像模式（即當報警探測器被觸發后錄像機自動轉到報警方位并啟動錄像），并且監控中心可任意操作控制前端智能球形攝像機的轉動和鏡頭的拉伸，以捕捉最佳圖像和畫面效果。4、區域集控中心作為整個系統的二級管理中心。整個系

16、統的運行、設備的控制全由安裝在集控中心的智能數字控制系統（包括IP存儲管理器、圖像管理服務器、WEB服務器、流媒體服務器等）完成。集控中心將對區域變電站進行集中管理，同時，遠傳到我局通信機房圖像監控系統統一平臺上，可將相關職能部門辦公室作為監控系統的分控端，這樣足不出戶即可了解各監控點的情況，大大節省了管理者的時間，提高了管理效率。5、建設多媒體網絡安防系統。集控中心的數字智能型主控設備具有強大網絡功能，不僅可在我局的局域網上進行分控管理，還可遠傳至省電網公司、南方電網總部視頻及環境監控系統平臺，實現遠程監控。該功能使監控信號的傳輸跨越了地域的限制，不論在哪個地方只要能上網絡，就可看到電站監控

17、現場的圖像信號。6、系統采用多方位冗余配置，具備極高的可靠性、穩定性，存儲編碼及網絡傳輸設備損壞不影響系統的正常運行。第三章 系統性能要求變電站視頻及環境監控系統按管理權限劃分主要有主站系統和變電站站端系統，主站系統又可分為局大樓通信機房圖像監控系統統一平臺和區域巡檢中心集控站。3.1主站系統主站系統是整個系統的管理、維護中心，具備完整的系統功能，系統應為分布式結構，由若干臺服務器、工作站、網絡設備及配套設備構成，選用符合國際標準的、通用的、先進可靠的計算機硬件，必須功能完善、性能穩定、維護方便；系統在結構和功能上都要實現分布式。系統應考慮容量、結構和功能設計的可擴性，應實現硬件配置隨時擴充而

18、不需要修改任何軟件。主要應用服務冗余配備且分布部署，主要性能要求如下：l 系統支持最大變電站數500；l 系統支持最大攝像機數10000；l 系統支持同時登錄最大用戶數100；l 工作站計算機顯示分辨率1024768；l 服務端平均CPU 資源占有率30%；l 單畫面視頻瀏覽分辨率702576；l 畫面視頻瀏覽幀率25 /s；l 單臺工作站最大視頻瀏覽數量16；l 同屏同時可監視的變電站數目16；l 系統時鐘精度0.5s；l 圖像控制切換響應時間1s；l 數據轉發延時1s；l 前端設備控制延時1s；l 監控畫面顯示與實際事件發生時間差2s；l 操作記錄數據保存時間1個月；l 系統登錄時間3s；

19、l 電子地圖支持最大圖層數32；3.2站端系統站端系統主要對變電站內開關場地、高壓室、主控室、電容器室、主變、蓄電池室等視頻監控、語音對講及環境監控，與安保、消防、門禁等系統互聯，并與調度自動化系統和變電站自動化系統聯動。實現現場工作行為遠程監督、倒閘操作輔助監視、事故及故障輔助分析、輔助安防等功能，主要由各類攝像機、探測器及傳輸設備組成，網絡編碼、存儲及傳輸設備冗余配置分布部署，主要性能要求如下：l 系統可用率 99%；l 視頻數據保存時間1 個月；l 系統平均無故障工作時間 MTBF 100000 小時；l 平均故障修復時間 MTTR0.5 小時；l 視頻控制切換響應時間 1 秒；l 控制

20、響應時間： 1 秒；l 站端監控畫面顯示與實際事件發生時間差 0.5 秒；l 事件報警到系統自動記錄相應畫面時間差 1 秒；l 各報警探頭報警到后臺信息顯示時間差 0.5 秒；l 各報警探頭報警到監控中心顯示時間差 1 秒；l 系統時鐘精度 1 秒；l 系統的使用不能影響被監控設備的正常運行；l 系統的局部故障不能影響整個監控系統的正常工作；l 系統設備應具有自診斷功能，對各種程序出錯、干擾等可自動恢復，軟硬件故障等要能夠診斷出故障并及時告警；l 系統應有具備處理同時發生的多事件的能力；l 系統設備應具備防雷和抗強電干擾能力。3.3系統設備環境條件要求3.3.1 室內環境條件：（a）溫度：-5

21、55C（b）相對濕度：95%（c）接地電阻：1歐姆（可根據需求設定）3.3.2室外環境條件：（a）溫度：-1565C（b）相對濕度：95%（c）接地電阻：1歐姆（d）周圍噪聲：50 dB A SPL3.3.3耐受地震能力：（a）地震烈度： 7 度（b）地面水平加速度： 0.2 g（c）地面垂直加速度： 0.1 g 3.4 系統設備可靠性要求為保證系統正常運行，系統設備必須具備如下可靠性保證：（a）系統的使用不能影響被監視設備的正常運行。（b）系統的局部故障不能影響整個監視系統的正常工作。（c）系統主要設備存在結構和功能冗余，系統不能存在瓶頸問題。（d）系統設備采用模塊化結構，便于故障排除和替換

22、。（e）系統設備應具有自診斷功能，對各種程序出錯、干擾等可自動恢復，軟硬件故障等要能夠診斷出故障并及時告警。（f）系統應有具備處理同時發生多事件的能力。（g）系統設備應具有防雷和抗強電干擾能力。3.5 系統軟件要求（a）圖像監視系統必須采用標準化、網絡化、免維護式的結構，具有高度的可靠性和安全性，同時符合ISO/OSI開放系統互聯標準。（b）圖像監視系統應為其它系統提供標準圖像接口，以利于其它系統調用及二次開發。（c）圖像監視系統所提供的支撐軟件能支持用戶進一步開發應用軟件。3.6 視音頻編解碼標準3.6.1圖像監視系統選用的視音頻編解碼標準，直接影響系統的整體性能，所以應采用低誤碼率、符合電

23、力遠程實時圖像監視需求的國際標準進行視頻流解碼和圖像存儲記錄。3.6.2視頻編解碼標準采用H.264。3.6.3 語音對講音頻壓縮標準音頻壓縮標準采用G.723.1或G.729標準。3.7系統抗干擾措施要求3.7.1系統應具有完善的防雷措施，系統應按照需要裝設視頻信號避雷器、數據信號避雷器和電源避雷器。3.7.2在系統與外部接口處應按照需要裝設隔離變壓器或光電隔離器件，防止外部干擾信號侵入。3.7.3采用具有屏蔽層的各種鎧裝阻燃電纜，所有電纜屏蔽層匯集在控制室單端接地。3.7.4當攝像設備安裝在靠近220kV及以上高壓導體附近時（如掛接于母線或線路絕緣子構架上），應考慮系統過電壓的影響，必要時

24、可用光纜傳輸實時圖像信息。3.7.5設備應有工作接地和外殼接地，并具有明顯標識。3.8系統施工技術要求3.8.1系統施工應遵循電力系統的各種相關規程、規定，確保對一次設備的帶電距離。3.8.2攝像機位置的選取即要便于觀察又要便于日后設備的運行維護。3.8.3電纜敷設應盡量利用站內電纜溝、架，必要時或可通過鍍鋅鐵管或PVC管等沿變電站外墻敷設，在電纜溝內敷設時，不得與一次電纜同層敷設。3.8.4系統設備應有標牌，標牌的內容至少應包括：設備名稱、生產廠家、生產日期或批次、供電額定值等。3.8.5系統各聯機端子和引線應以顏色、規格、標示、編號等方法加以標記，以便安裝時查找和長期維護。3.9供電電源要

25、求根據變電站供電的實際情況，對于變電站端系統的供電電源采用直/交流逆變電源，逆變電源外接1路交流220VAC電源、1路直流48VDC（通信機房）或1路直流220VDC（主控室），兩路電源采用變電站現有供電電源。保證系統的不間斷運行。對于監控中心設備采用不間斷電源供電，保證在市電或照明斷電時，系統能正常工作。所有設備由柜內配電器集中供電，電源配電器功率根據系統大小確定，具備一定功率冗余。電源配電器必須具備防雷和防過電壓能力。第四章 系統設計4.1系統設計原則和設計規范4.1.1設計原則為確保系統建成后順利運行及適應未來技術發展的需要，在本次視頻及環境監控系統工程設計中，我們堅持長遠規劃分布實施的

26、原則，將系統建設成為一種具有高起點，易于擴充、升級和管理，易于使用的監控系統。1、實用性及可靠性原則在本次視頻及環境監控系統工程中，我們首先考慮的是實用性和可靠性，遵循面向應用、注重實效、急用先上、逐步完善的原則，以確保使用的技術及設備成熟可靠。在系統的設計和實施工程中，充分考慮系統的可靠性。在整體設計時關鍵部位必須有充足的備份措施，對于重要的網絡部位應當采取先進可靠的容錯技術。2、先進性、成熟性與可擴展性原則在滿足實用性原則的基礎上，并結合變電站的實際情況，選用先進的設備、優化的結構、綜合布線方式及多媒體控制技術，力爭將系統的技術水平定位在一個高層次上，以適應新世紀現代生產管理發展的需要。系

27、統建設適應行業發展，充分考慮變電系統的特點，在整體設計、設備配置、通信方式、管理方式、維護方式等方面具有一定的先進性，采用國際標準的同時又是成熟的技術。系統具有良好的可擴展性，充分保證能夠將今后增加的新設備和新功能簡單方便地與原有系統相結合。3、開放性和標準化原則系統中所采用的布線設計、通信協議、系統設備及布線材料都符合國際標準、國家標準、工業標準和各類標準及相關行業標準。充分利用不同網絡的優勢，將它們有機地結合起來，為信息交換和設備互操作創造有利條件。系統結構設計及布線材料符合ISO/IEC11801綜合布線標準及CECS：72/97國家建筑與建筑群綜合布線系統設計規范。網絡系統硬件設備選型

28、、施工、安裝符合ISO9002標準。4、經濟性原則在完成系統建設目標的基礎上，力爭用最少的投資，取得最大的效益。在網絡設計、設備選型上，采用高性能價格比的方案和設備，不僅使資金的投入、產出比達到最大值，而且要降低整個系統的運行成本，以較低的人員與資金投入來維持系統的正常運行。5、可維護性、可管理性原則網絡設計和設備選型應具備實施安裝方便、配置方便等特點，盡可能采用先進的、直觀的管理手段，能夠合理配置、均衡和調整網絡資源，監控網絡運行狀態，控制網絡運行,還應有一定的故障自檢和系統恢復能力。6、靈活性原則系統設計方案應具有較強的靈活性，采用了標準化的布線方式及設備，方便地將傳感器偵測、報警聯動錄像

29、等功能接入本系統，便于今后系統擴容和設備的更新。4.1.2系統設計規范及標準 GB50198 民用閉路電視系統工程技術規范 EIA/TIA-569 商用建筑布線系統管道及空間位置標準 GBJ16-87 建筑設計防火規范 GB12663-90 防盜報警控制器通用技術條件 DL409-94 電業安全工作消防 GA/T75-94 安全防范工程程序與要求 JGJ/T16-92 民用建筑電氣設計規范 lGBJ42-84 建筑結構設計統一標準 GBJ115-87 工業電視系統設計規范 GB8566-88 計算機軟件開發規范 GB50168-92 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范 DL-108-91

30、電業安全工作規程 GBJ42-81 工業企業通信設計規范 GB50200-94 有線電視系統工程技術規范 GY/T121-95 CATV行業標準 GB/T 16677-1996 報警圖像信號有線傳輸裝置 JGJ/46-88 施工現場臨時用電安全技術規范 IEX255/22-1 高頻干擾試驗 IEX255/22-3 輻射電磁場干擾試驗 IEX255/22-3 靜電放電干擾試驗 GB/T17626.3 視頻電磁場輻射抗擾度試驗 GB/T17626.4 電快速瞬變肪沖群抗擾擾度 GB/T17626.5 浪涌（沖擊）抗擾度試驗 GB/T17626.6 射頻場感應的傳導騷擾搞擾度 GB/T17626.8

31、 工頻磁場的抗擾度試驗 GB50217-94 電力工程電纜設計規范 DL/T621-1997 交流電氣裝置的接地 GB/T17626-1998 電磁兼容試驗和測量技術 GB/T16435.1-1996 運動設備及系統接口（電氣特性） ITU-T H.320 窄帶電視電話系統和終端設備標準 ITU-T H.323 網絡電視電話系統和終端設備標準 CCITT G.703 脈沖編碼調制通信系統網路數字接口數標準 ITU H. 261 關于px64 kbit/s 視聽業務的視頻編解碼標準 ITU H. 263 視頻編解標準 ITU H. 264 視頻編解標準 DL 476-92 電力系統實時數據通信應

32、用層協議 DL548-94 電力系統通信站防雷運行管理規程4.2數字視頻及環境監控系統設計數字視頻及環境監控系統主要由網絡攝像機、IP智能存儲設備、解碼器、PC工作站、系統服務器以及網絡交換機組成，其系統結構如下：站端系統可以分為五部分：前端信號采集處理部分、信號傳輸部分、集控中心、環境數據采集、門禁系統等組成1、前端信號采集處理部分l 采用IP網絡攝像機，前端的網絡槍機和球機負責將視頻信號及控制信號進行編碼，轉變為網絡上傳輸的TCPIP包。為確保每個監控點到主交換機的傳輸距離不超過100米，數字視頻信號可通過接入層接入到主交換機（見系統圖）。l 采用SVR智能存儲器，每臺自帶2個10/100

33、/1000Mbps以太網口，分別接入到系統的主交換機。l SVR存儲器具有視頻存儲、網絡傳輸、前端攝像機管理、用戶管理及云臺控制等功能，采用獨立硬盤支架，支持硬盤熱插拔，支持RAID 0、1、3、5數據冗余配置，如系統采用5塊硬盤組成RAID 5磁盤陳列時，系統將校驗位按要求寫到了陣列中的某一臺驅動器上，將數據和奇偶信息分布在陣列中的全部磁盤上，例如磁盤3中的奇偶校驗塊是磁盤1、2、4和5上的數據的備份數據映像；磁盤2中的奇偶校驗塊是磁盤1、3、4和5上的數據的備份數據映像；磁盤1中的奇偶校驗塊是磁盤2、3、4和5上的數據的備份數據映像依此類推。如果一塊磁盤出現問題，控制器可以利用奇偶校驗塊來

34、重建數據，從而保證了數據的使用和安全。l 傳輸通道采用電力系統現有網絡。l 采用全數字的IP網絡攝像機，可以使本地或遠程管理用戶無需安裝任何軟件通過普通的IE瀏覽器即用WEB方式進行實時監控和管理配置等。l 百萬象素的IP攝像機為高清晰度和高分辨率的產品， 在配電室、電容器室等位置安裝，以便于可以清楚地看見設備情況、人員情況。l 采用網絡攝像機，利用屏蔽雙絞線或者光纜進行數據傳輸能夠很好的防止變電站強磁場環境的干擾。2、信號傳輸部分實現IP網絡監控，可以充分利用電力系統的光纖網絡，系統提供以太網接口，全部設備通過TCP/IP協議交換視頻和數據信息，做到完全數字化和網絡化。每臺IP攝像機采用H.

35、264編碼方式，每路D1格式的高清視頻傳輸最少需要3M帶寬，為保證圖像傳輸質量，建議變電站站端到主站集控中心最少保持50M網絡帶寬。3、集控中心端設計集控是整個監控系統的心臟，它負責管理系統的正常運轉，協調各個部分之間的有效協作。用戶可以在終端進行用戶管理、實時的視頻瀏覽、錄像的檢索和回放、接收并處理報警、實現報警聯動、對前端設備進行PTZ控制以及對視頻進行解碼上電視墻。該部分包含：中心管理服務器、錄像存儲服務器（可擴展）、網絡交換機以及客戶端軟件。1）中心管理服務器用來負責中心配置前端IP快球、網絡槍機限定用戶的訪問權限及錄像服務器編碼器列表配置。負責用戶管理，用戶只有登錄到該服務器，才能對

36、系統進行相關的配置和操作。負責系統中的用戶管理。實現了軟件和硬件權限的雙重限定，軟件權限可分為操作權限和配置權限， 硬件權限主要為該類用戶指定可以操作的前端攝像機，管理員可以根據用戶在系統中的位置角色來為用戶分配合適的權限。配置相關流媒體服務器，錄像服務器IP地址及管理的編碼器列表。對于系統中的每臺攝像機，為每個用戶分配一個控制權限級別，權限級別1-64級，同時控制時，權限高的搶占權限低的控制權。用戶只有登錄到中心管理服務器上才能獲得相應的配置權限，權限和用戶是完全綁定的，確保用戶從網絡任何一點登錄都有相同的權限。中心管理服務器提供虛擬矩陣功能及報警管理。可以提供數字視頻切換、巡視及成組切換及

37、報警聯動管理功能。2）錄像服務器（可擴展，實現視頻數據的多級存儲）負責錄像數據存儲，具體可實現如下功能：支持計劃錄像，計劃以星期為周期，可以精確到分。支持本地和網絡數據存檔功能，每天可多次定時備份。磁盤滿報警，當磁盤容量低于設定值時，報警通知用戶。3）客戶端軟件可安裝在系統中任意一臺電腦上，提供監控系統的主要用戶操作界面。用戶可以使用客戶端完成如下功能。實時視頻瀏覽，支持最多16畫面的實時視頻瀏覽，用戶可以在視頻窗口中進行設置好的巡視，并可以調用預先設置好的視頻模式，在實時瀏覽時，用戶可以方便的進行手動抓拍和本地錄像。配置和管理虛擬矩陣，具有權限的用戶可以通過客戶端對前端攝像機和視頻解碼器進行

38、統一編號，該編號在整個系統都是統一使用的。用戶可以在客戶端進行虛擬矩陣的配置，包括巡視、成組切換、時間定時器等，用戶可以在客戶端使用這些設置，實現虛擬矩陣功能。內嵌播放器模塊，可以實現本地和網絡檢索和回放錄像。報警處理，實現報警聯動。前端IP設備參數設置。對前端攝像機進行PTZ控制。4、圍墻入侵報警系統由于原系統紅外對射探測器可靠性差、誤報率高，故本次方案采用電子圍欄主動式防盜報警方式，電子圍欄周界報警系統一般由能量控制器（主機）、帶脈沖電壓的電子圍欄及通信系統組成時性, 主機產生脈沖電壓供給電子圍欄，探測入侵者，并發出報警信號；電子圍欄附件包括：受力柱、中間柱、緊線器、線夾、電子線、警示牌等

39、，通信系統主要通過有線與報警中心聯網。主機在電子圍欄上產生約5000伏低能量脈沖電壓，該電壓能有效擊退并威懾入侵者，由于其脈沖間隔1.30s，每個脈沖最大能量低于5J，每個脈沖最大電量0.98mC，輸出電流超過300mA的時間0.91 ms，脈沖作用時間3.12ms（歐洲檢測報告CCA-DK 98-00166）,對人體不會構成傷害。入侵者強行突破時，主機會感知并產生報警信號。能量控制器（主機）的聯動報警輸出信號傳輸給報警接入模塊，由報警接入模塊進行的處理，并完成一些邏輯關系，以數據的形式通過以太網上傳到集控監控中心管理服務器。在前端電子圍欄發生報警時，監控中心管理服務器根據事先的設定程序，執行

40、一系列關聯操作，如對指定監控點圖像進行錄像，通過報警接入模塊啟動變電站相關點位照明、控制一體化高速智能球形攝像機到相關預置點、自動彈出電子地圖顯示報警方位、啟動應急照明燈、聲光報警器等等。安裝后其效果如下圖：其功能說明如下：l 系統采用了先進的“阻擋為主，輔助報警”的周界安防理念，將威懾、阻擋、報警、安全集與一身。電子安全圍欄有三重功能：1) 威懾：電子圍欄上懸掛警示牌,告知并威懾入侵者，令其望而生畏，產生心理壓力；觸碰圍欄時又會受到非致命高壓電擊，入侵者有輕微的觸電感，會因為更加害怕而放棄入侵；2) 阻擋：電子圍欄是有形的屏障，具有難以攀越的高度，又有電擊，很難通過；3) 報警：當不法分子強

41、行突破，剪斷或短路電子線時，主機會發出觸網、斷路、短路三種報警模式，并將報警信號傳輸到報警中心，誤報率極低，不受自然環境（如霧、雨、雪等）、地勢及周界彎度的影響。4) 安全：先進的差電壓輸出功能：周界每條線都有點擊，相鄰線之間有電壓差，使周界圍欄無懈可擊。l 與紅外對射周界安防系統（以下簡稱紅外）相比，電子安全圍欄（以下簡稱脈沖）具有更低的誤報率，不受環境影響，紅外受自然環境（如霧、雨、雪等）及小動物的影響，誤報率很高，總是“狼來了”，保安人員容易麻痹大意；脈沖不受地勢及周界彎度的影響，而紅外要在直線上安裝；更重要的是脈沖首先可以拒不法分子于周界之外，報警時不法分之還在墻外，而紅外雖然可以報警

42、，但不是有形的屏障，不法分子在系統報警時已經進入墻內。l 電子安全圍欄成本低，維護方便。主機所有電路板之間均以接插件連接，可隨意更換；室外的電子圍欄線如果被剪斷，用線夾或緊線器直接連接，無須有技術的專業人員操作。l 主機可提供后備電源（UPS），7A/h電池每防區可持續供電約6小時,是完整的報警系統，當使用場所發生突發性停電，也不會影響主機的工作。l 主機有LED運行/報警指示、內置報警蜂鳴器，另有報警輸出接口（常開、常閉干觸點及直流12伏）與其它設備聯動。l 圍欄外形美觀，可與周圍環境融為一體,因為與國外相比線柱上不使用絕緣子，這樣的好處是：不給人以電網的感覺；可以節省材料，降低費用；電子纜

43、線不能被移動，也不能從絕緣子上摘下來，更安全；不存在橡膠絕緣子老化的問題。l 安裝方便：使用復合材料作線柱，本身就是絕緣材料，不必考慮電子線間的絕緣問題，直接在線柱上打孔穿線；不漏電；不用焊接；增加電子線時不需額外的支出；線柱安裝角度隨時可調，既縮短了工期又可滿足不同客戶的要求；安裝時間短。l 線柱（受力柱、中間柱）抗腐蝕性強：可耐酸（除強氧化性酸）、堿、污水、海水等，使用壽命是鋼材的幾倍到幾十倍；不會生銹，不易變形，使用壽命長。l 報警提示：所有報警輸出在報警25秒后停止，之后每過1分鐘提醒1次（報警時間1秒），直到有人復位。6、環境信息采集整個系統環境數據采集系統主要分為兩部分：前端傳感器

44、和系統數據采集器。前端傳感器由：溫濕度傳感器、水浸傳感器、風速傳感器和紅外對射探測器組成。主要功能是采集前端各個環境數據，通過RS485或者開關量信號采集和傳輸數據，設備選用國內知名品牌和國際進口品牌，以達到系統數據的高精確度和高穩定性。系統數據采集器：主要功能是收集處理前端各個傳感器的數據，同時通過網口實現數據的上傳，數據上傳后，保存在服務器中。4.3數字IP視頻及環境監控系統的優勢全數字視頻監控系統相對傳統視頻監控系統來說是一個顯著的飛躍，增加了更多的智能特性。尤為重要的是，數字化的視頻檔案更加便于管理，例如可以通過自動圖像分析方法來找到目的圖片；數字化信息通過網絡更便于傳輸；數字壓縮技術

45、還可以節省存儲空間并實現對所記錄材料的快速搜索，為了最大程度地減少網絡流量，可以對攝像機進行編程，使其只在特定事件時才發送圖像。比較目前常用的嵌入式網絡視頻服務器+模擬攝像機監控方式具有圖像質量高、安裝設備少、結構更簡單、使用更方便、后期維護成本低等優點，主要體現在以下幾點：1) 提高了圖像的質量與監控效率：利用計算機可以對不清晰的圖像進行去噪、銳化等處理，通過調整圖像大小，借助顯示器的高分辨率，可以觀看到清晰的高質量圖像。2) 系統易于管理和維護：數字視頻監控系統主要由網絡攝像機、以太網交換機、管理服務器、IP存儲器及監控終端組成，設備集成度高，視頻傳輸可利用有線或無線網絡實現。整個系統是模

46、塊化結構，體積小，易于安裝、使用和維護。3) 系統采用標準的TCP/IP協議，能架構在局域網、廣域網和無線網絡之上。可方便實現大型監控項目，可做到多級網絡的系統互聯，并能夠實現靈活的訪問監控和管理。4) 系統采用的是一種標準的WEB服務器的形式，具有很強的開放性和兼容性，完全能與各系統的MIS網方便地聯網，MIS網內的用戶只要使用IE即可進行圖像監控,無需任何設置。監控前端可以將許多現有的資源接入本系統，避免重復投資。5) 先進性：利用現有的綜合布線網絡傳輸圖像，進行實時監控系統所需的前端設備少，連線簡潔，前端安裝攝像機、后端僅需一套軟件系統即可；6) 可靠性：主要設備網絡攝像機采用了嵌入式實

47、時操作系統，所需設備簡單，而圖像的傳輸是通過綜合布線網絡實現的，系統可靠性相當高。7) 使用及維護性：系統的安裝極其簡單，軟件系統的安裝及使用也非常易懂。在維護性方面，系統的接線十分簡潔，而主要設備的可靠性很高，維護性能好，并可實現遠程維護。8) 擴展及延伸性：當需要增加監控點和監控主機時，只需要通過現有網絡增加一臺網絡攝像機或PC機即可，不需要對現有布線系統做什么改動。9) 相對于傳統的視頻監控系統：網絡攝像機監控系統無須同軸電纜、無須龐大的視頻分配器、網絡視頻服務器；軟件實現多對多(即多個觀察員可同時看多個鏡頭畫面)；安裝所需設備少（變電站僅安裝網絡攝像機、IP存儲器及本地監視客戶端既可）

48、，工程維護成本大幅降低。10) 網絡攝像機內置編碼器，由攝像機進行一對一編碼，不占用系統資源，故圖像質量高、可實現高清視頻監控。正是由于數字視頻監控具有傳統模擬監控無法比擬的優點，而且符合當前信息社會中數字化、網絡化和智能化的發展趨勢，所以數字視頻監控正在逐步取代模擬監控，廣泛應用于各行各業。4.4系統功能4.4.1 實時圖像監控 與變電站安裝在監視區設備進行配合，對環境進行防盜、防火、防人為事故的監控，對變電站設備如主變、場地設備、高壓設備、電纜層等進行監視。通過通信網絡通道，將被監視的目標動態圖像以IP單播、組播方式傳到遠程圖像監控中心，并能實現一對多（一個遠程終端同時連接監控多個變電站端

49、視頻處理單元），多對一（多個遠程終端同時訪問一個變電站端視頻處理單元）的監控功能。報警信號、站端狀態信息、配置和控制信息以TCP/IP方式與遠程圖像監控中心實時通信。運行維護人員通過圖像服務器或工作站對變電站設備或現場進行監視，對變電站攝像機進行（左右、上下、遠景/近景、近焦/遠焦）控制、也可進行畫面切換和數字錄像機的控制。實時圖像應進行存盤，并且保證至少能存放30天以上的數據，當硬盤存滿時應該能自動覆蓋最早的數據，也可以人工控制停止實時圖像存盤。對于有人、少人值班變電站應將后臺監控工作站設在主控室，對于無人值班變電站應將后臺監控工作站設在警衛室。4.4.2報警功能報警類別：消防報警、防盜報警

50、、門禁報警、圖像設備故障報警等；當發生報警時，變電站圖像服務器硬盤或數字錄像機能自動進行存盤錄像，同時傳送報警信息和相關圖像，并自動在地理圖上提示報警位置及類型；當發生報警時，能聯動相關設備，如啟動照明、警笛等，相關設備啟動后，應在設定的時間內自動關閉，且現場照明在白天（時間段可設）可不打開； 警笛安裝于變電站主控室和門衛值班室內。變電站內發生多點報警，上傳嚴重報警點的圖像，其它報警點上傳信息； 多點報警時采用按報警時間排序的方式顯示存貯，報警信息不得丟失和誤報；報警信息應該和錄像數據相結合，可由報警信息檢索回放相應的錄像數據。4.4.3 控制功能操作人員能對任一攝像機進行控制，實現對攝像機視

51、角、方位、焦距、光圈、景深的調整；對于帶預置位云臺，操作人員能直接進行云臺的預置和操作；應具有可控制設備的機械保護措施，在控制雨刷、云臺等設備時（自動狀態），系統應具有定時功能，即設備在運行后，應在設定的時間內自動停止，以防止人為的忘記關閉動作，以保護機械結構；保證控制的唯一性，即有操作人員對某一設備操作時，其它操作人員不準許控制該設備； 輪巡功能：在可設定的間隔時間內對全站的監控點進行圖像巡檢，參與輪巡的對象可以任意設定，包括同一站端的不同攝像機、同一攝像機的不同預置位等，輪巡間隔時間可設置；即拖即看功能：在窗口中拖動視頻畫面，可聯動該路攝像機（云臺）動作，而無需通過鼠標按動有關的操作鍵才能

52、控制攝像機的移動；實時圖像自動復位，即可對站端的攝像機設定默認監視位置，正常狀態下攝像機保持默認位置；在控制完成的可設定的時間段內恢復默認監視位置。4.4.4圖像錄像管理*支持最大120路音、視頻同步實時錄像。*可本地控制站端視頻單元實現手動錄像、定時錄像、報警觸發錄像、畫面動態偵測報警錄像；*能夠將任意一副回放圖像存放成JPEG或BMP 格式的圖像，供數據交換使用；*可本地回放站端任一攝像頭的歷史圖像及報警錄像；回放方式支持慢放、常速、快速等；*支持按日期、時間或報警事件等多種方式檢索錄像文件。4.4.5方案管理*設防、撤防方案：可按指定的時間對指定的探頭進行設防或撤防操作，并可由用戶自由編

53、程；*輔助開關方案：可按指定的時間對指定的開關進行打開或關閉操作，并可由用戶自由編程；*錄像方案：可按指定的周期（單次、每日、每周、每月）在指定的時間段對任意鏡頭或預置位進行錄像，并可由用戶自由編程；*輪巡方案：可按用戶指定的順序切換站點、鏡頭、預置位，停留指定的時間，并可由用戶進行自由編程； 4.4.6語音對講監控中心對變電站站端進行實時、全雙工語音對講，聲音清晰，無回音串擾，同時能進行在線文本交流4.4.7 透明串口圖像監控主機應提供一個串口用于數據傳輸，傳輸速率最高可達56Kbps。4.4.8 安全保護功能 系統采用嚴格的操作密碼保護機制。4.4.9系統維護系統維護管理包括系統信息錄入修

54、改，系統信息備份，系統信息恢復，系統幫助等。4.4.10 接口與遠傳功能 與變電所火災報警主機接口：圖像監控系統可通過串行通信方式(RS485)與變電所火災報警主機通信，實現傳感器與攝像機預置畫面的組態。在系統可視范圍內發生火災報警時，系統及時調整攝像頭對報警點進行錄像，并將報警畫面存盤。 預留與對應供電單位調度/集控中心MIS網的接口：變電所圖像監控系統具有按WEB網絡接口方式與監控中心MIS網連接的能力。4.4.11測試及自診斷功能 具有對自身工作狀態的定時檢測，發現故障及時提示。4.4.12視頻圖像自動聚焦功能 當運行人員在監控視頻時如需要清晰的觀測圖像上的某一點時可以通過選擇該位置進行

55、自動聚焦，系統自動將該監控點的鏡頭轉向并調整焦距使該點圖像清晰。第五章 經濟、社會效益分析5.1經濟效益分析1) 該系統可以在任何時間、任何地點通過MIS網絡實時、準確地為領導和生產管理人員提供變電站的現場情況，可操縱前臺攝像機進行變電站現場巡視，完全代替運行人員日常例行巡視。2) 該系統可通過遙控前端攝像機，觀察設備外型情況、刀閘位置，從而掌握設備的運行狀態，減少不必要的檢修工作。3) 該系統的火警和保安監控裝置可實現對變電站的防火、防盜保護。可對設備運行環境進行感溫監測，一旦溫度達到設定值即進行報警，將異常消除在萌芽狀態中。4) 綜上所述，經過測算，投入該系統后每年節約不必要的現場檢修、巡視、測溫投入的人工、材料和臺班等直接費用至少達10萬元。5.2社會效益分析1) 提高了供電的可靠性；2) 提高了電網運行的效率；3) 提高了配電設備技術水平；4) 提高了企業現代化管理水平，達到科學管理，合理運營的目的；5) 達到減員增效、提高勞動生產率的目的；6) 改進對無人值班變電站或少人職守變電站隱患的監控能力，提高服務質量，從而提高