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[行业技术文章]无人值班变电所的远方图像监控技术的探讨

更新时间:2013-06-20 发布:m.1024sj.com

作者:童小如

1概述

  随着电力系统无人值班变电所的不竭增多,为领会决无人值班后变电所存在的一系列问题,如变电所的平安捍卫、装备的巡视、情况的监视等,近年来无人值班变电所的远方图像监控技术在电力系统内越来越被重视。若何来建设一个既具有一定进步前辈性又具有运行稳定、实用、经济的无人值班变电所图像监控系统,将是年夜家关心的问题。一种与传统图像监控系统分歧的,以计较机技术、网络传输技术及图像视频压缩为焦点的新型数字视频监控系统正在突起,并已在电力系统起头推行运用。

2远方图像监控应到达的基本技术要求

2.1图像质量

  图像质量应到达清晰、无干扰、图像不失真,色彩度好,在旁观勾当图像时不能泛起“卡通”现象,或旁观勾当图像及静止图像时不泛起“马赛克”现象。固然图像的清晰度与带宽、投资费用成正比,盲目追求图像的高清晰度将带来投资费用的成倍增加,笔者认为电力系统的图像年夜部门为静止图像,偶然也有勾当图像,若网络终端图像画面能到达VCD的水平(清晰度640×480、PAL25帧/s),色彩度方面能到达24~32位真彩色也已够了。

2.2远程点数目与图像旌旗灯号传输

  所谓图像前端监控主机也就是远程点,可以把要监控的每个变电所理解为一个远程点,凭据县一级电力系统的前景计划,一般选在30~40个变电所,是以图像前端监控主机数目也应选在30~40个为妥,以保证与前景计划的同步.
  局域网均位于各电力调剂年夜楼内,为了知足向导与生产有关科室、班组对无人变电所监控需要,要求远程点的图像旌旗灯号能在局域网上传输,并能在任一个网络PC终端上显示、挪用,观察图像时不影响MIS信息流的传输,任一个网络PC终端经切换又能运行MIS数据。
  由于系统采用了散布方式,可以将系统理解为有一个虚拟的监控中心,或无监控中心的系统。

2.3基本功能

(1)具有“一点对多点”的功能。也就是说在不用画面朋分器的情况下,系统自己能同时看到四个以上分歧远程点的勾当图像,其图像质量能到达25帧/s。

(2)具有“多点看一点”功能。在变电所失事故情况下,可以由网络中多个PC终端同时调看统一地址的勾当图像。

(3)具有后台录像功能。不仅在现场可以进行硬盘录像,主要的是在局年夜楼可以实时硬盘录像(录像方式为内置硬盘和外接录像机两种方式),以防工钱破坏现场,造成无档案记实。

(4)系统能与变电所已有的烟雾及防盗报警装配相跟尾。

(5)能和局域网并网。即在双绞线上同时传控制和图像旌旗灯号,在局域网上的任一PC终端,不加视频线,可控制镜头及观察图像的功能。

(6)图像预置功能。系统具有图像预置点功能(对球机言)。并能实行图像预置点巡航及摄像机巡航。

(7)连动报警功能。当外人进进变电所时,自动启动报警系统,告警灯亮光,启动摄像机并录像,并自动弹出告警画面。

2.4其他技术要求

(1)应具有功能丰硕的电子地图功能。在电子地图上直接可调看摄像镜头,图像不失真,无干扰,色彩丰硕。

(2)系统应扩容轻易且成本低。从此扩容时,只需增加外围站的投资,而没必要在中心站投资主装备。

(3)系统兼容性。系统在以太网上(或其它TCP/IP协议的网络),不管采用硬解压或软解压,不管采用何种编码方式,都必需兼容各类平台(如WINDOWS95、98、NT等)。

(4)系统具有图像上年夜屏幕显示的功能。系统应提供数字或模拟旌旗灯号接口,以便实现监控图像上年夜屏幕显示。

3图像旌旗灯号的处置和网络带宽分析

3.1视频压缩模式

  视频信息在不压缩的条件下,其传送速度可在140Mbit/s左右,至于高清晰度电视(HDTV)更可高达1000Mbit/s。为了勤俭带宽,让更多的多媒体信息在网络中传送,必需对视频信息进行高效的压缩。经过了近20年的起劲,视频压缩技术逐渐成熟,泛起了H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2等一系列的视频压缩的国际尺度。

  今朝无人值班变电所远方图像监控的图像旌旗灯号处置可分为硬件压缩硬件解压,硬件压缩软件解压两年夜类。硬件压缩硬件解压图像较清晰,图像监控终端控制切换响应时间短,但投资较年夜,非凡在从此扩容时还要在中心站投资装备。而硬件压缩软件解压图像清晰方面较着不如硬解压,控制切换响应时间也比硬解压较着长,但硬件压缩软件解压投资较省,从此扩容只需增加外围站的投资,而没必要在中心站投资主装备。随着计较机技术的飞速成长,预计硬件压缩软件解压是从此图像监控的成长标的目的和潮水。

3.2网络带宽分析

  一般供电局的网络条件为中心年夜楼100M以太局域网,经由过程E1(G703,2M带宽)与各个远方变电所毗连,整个网络适合于采用统一的TCP/IP方式,这样既利便了图像的挪用,也年夜年夜利便了数据文件的远程传输。

  凡是在100M的网络内文件数据传输占用较少带宽,固然压缩后的视频数据流占用的带宽越宽,则图像质量越好。假设100M的带宽中分出60M用来传输图像旌旗灯号,假设选用的软件产物具有96kbit/s~2Mbit/s可调带宽,现实选择768kbit/s~1.5Mbit/s的带宽范围。

  当用768kbit/s方式,对远程点来说,图像可到达20帧/s的速度,图像质量到达VHS质量。60M/768K=80点,运用768kbps带宽可以到达80个远程点。

  当用1.5Mbit/s方式,对远程点来说,图像可以到达25帧/s的速度,图像质量到达VHS质量,此种方式是尺度的MPEG花式,具有类似本机播放VCD的质量,可是由于在网络上进行传输,故有可能发生丢帧的现象。60M/1.5M=40点,运用1.5Mbit/s带宽可以到达40个远程点。

  是以采用不高于1.5Mbit/s带宽,一般能知足县局电力系统前景计划20~40个变电所的远方图像监控容量。采用二种分歧传输速度方案的性能比力见表1。



4.1确保局域网络的通顺

  远距离传输视频的可行方式是将模拟视频旌旗灯号数字化并压缩编码,在可哄骗的数字通讯线路上传输,旌旗灯号占用网络带宽越宽,则旌旗灯号传输越畅达,而且图像质量越是高,但与此同时却占用了年夜量的网络带宽,所以在肯定有几多远程点的情况下,再进行视频广播带宽的选择,从而到达优化的作用。为了确保系统运行的正常,一定要有一个通顺的具有足够的网络带宽的局域网络情况来保证。

4.2采用MPEG-1广播方式是解决“多点看一点”的较好法子

 “多点看一点”对电力系统来说相当重要,一旦某变电所发闹事故,在网上的所有网络PC终端有可能全都要旁观该变电所发闹事故的画面,这时候就发生了所谓的“多点看一点”情况,这时候的画面应清晰、稳定无干扰。

4.3应采用不中断电源供电

  有些厂商视频监控前端主机采用WINDOWSNT操作系统,一旦变电所所用电失电,系统不能自恢复,需要人工再启动,为了确保系统的正常运行,要装设不中断电源。

4.5做好防雷工作

  为了避免感应雷的袭击,必需做好户外球型摄像机金属部门的防雷接地,非凡是装在控制室楼房高处的球机更要做好防雷接地,接地电阻应≤10Ω。监控系统的电源线路,计较机数据旌旗灯号接口均要装设电涌防护器。

5竣事语

  当前无人值班变电所的远方图像监控有较多的模式,笔者经由过程无人值班变电所的远方图像监控工程的一些实践,比力倾向于采用全数化设计,视频旌旗灯号采用MPEG1压缩编码尺度,占用带宽适中(1.5Mbit/s),恢复图像质量到达VCD。采用进步前辈的IPMulticast技术,使网络传输主干带宽始终连结1.5Mbit/s,不因终端个数而变化,也没必要顾及阅读者PC所处的站点位置,形成完全散布式款式,这类散布式全数字远程监控系统,从经济性、实用性、稳定性、进步前辈性方面来说,当前较适合无人值班变电所的远方图像监控。
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