多媒體監(jiān)控系統(tǒng)在變電所的應(yīng)用

摘　要：本文提出了一種變電所多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方式，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的組成，系統(tǒng)的功能及所用技術(shù)，適用于變電所監(jiān)控系統(tǒng)及其他監(jiān)控場合。
　　
　　關(guān)鍵詞：多媒體　監(jiān)控系統(tǒng)　變電所　應(yīng)用
　　
　　1　引言
　　
　　隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展和城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的持續(xù)推進(jìn)，電力部門網(wǎng)絡(luò)改造正在全面展開。各地區(qū)變電所基本上實現(xiàn)了少人/無人值班。電業(yè)局通過設(shè)立運行管理部門及調(diào)度部門，負(fù)責(zé)各變電所的日常運營及維護(hù)，運行水平得到了很大提高。但現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)只實現(xiàn)了遙測、遙信、遙調(diào)和遙控，還不能全面直觀地反映變電所的運行狀況，比如防盜、防火、防爆、防水、氣泄漏等內(nèi)容。為了全面實現(xiàn)對各變電所的數(shù)據(jù)、環(huán)境參量及設(shè)備的控制和監(jiān)視，具體地了解和掌握現(xiàn)場情況，以便及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng)，需引入變電所多媒體監(jiān)視系統(tǒng)。
　　
　　電力部門正在加快步伐建設(shè)電力通信網(wǎng)，鑒于此，本文提出一種將多媒體監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于變電所的新方法，此種方法具有以下特點：
　　
　　(1)將多媒體監(jiān)控與微機(jī)防誤閉鎖、綜合自動化監(jiān)控和調(diào)度自動化監(jiān)控有機(jī)結(jié)合起來，實現(xiàn)真正意義上的變電所自動化系統(tǒng)。
　　
　　(2)實現(xiàn)變電所信息的數(shù)字化綜合傳輸，在保證信息傳輸實時性的前提下，將遠(yuǎn)動信息、話音、圖像通過同一條信道送到上級主站，充分利用電力系統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)或E1信道的通道資源。
　　
　　2　系統(tǒng)構(gòu)成
　　
　　多媒體監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于變電所，實現(xiàn)真正意義上的變電所自動化系統(tǒng)

　　圖1中綜合自動化系統(tǒng)，完成保護(hù)、測量及對一次設(shè)備的控制，其中遠(yuǎn)動功能通過RS232直接接入綜合接入設(shè)備上，其后臺機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口接入以太網(wǎng)，防誤閉鎖系統(tǒng)主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口接入以太網(wǎng)，多媒體監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)直接接入以太網(wǎng)，各系統(tǒng)之間完全實現(xiàn)了資源共享。當(dāng)進(jìn)行變電所間隔層操作時，多媒體監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視每一步操作，并及時反饋信息給操作員，當(dāng)進(jìn)行電動機(jī)構(gòu)操作時，通過多媒體監(jiān)控系統(tǒng)控制監(jiān)視窗口到所操作設(shè)備上，從而直觀地觀察所操作的設(shè)備的位置狀態(tài)。
　　
　　從圖1中已經(jīng)可以看出，在調(diào)度控制中心，調(diào)度自動化主站與多媒體監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)于同一局域網(wǎng)，在一個控制中心可以觀測到各變電所的全部數(shù)據(jù)及設(shè)備情況。
　　
　　多媒體監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)、鏡頭、云臺、云臺控制器、報警輸入輸出設(shè)備、電視墻、主機(jī)（包括視音頻壓縮卡、聲卡、通訊卡、切換卡）、拾音器等構(gòu)成。多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的職責(zé)是采集音視頻信息并采用MPEG1/MPEG2壓縮后傳輸?shù)街髡荆�各類探測器和傳感器通過報警卡采用RS485方式與主機(jī)連接，將報警信息傳輸?shù)街髡荆�并接收主站下發(fā)的控制命令，云臺鏡頭的控制通過云臺控制器，采用RS485方式與主機(jī)連接。
　　
　　3系統(tǒng)功能
　　
　　多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的功能如表1所示。
　　表1　多媒體監(jiān)控系統(tǒng)功能
　　
　　　
　　
　　功　能  描　　　述 
　　多屏顯示  將視頻畫面任意進(jìn)行分割，并疊加文字信息 
　　視頻報警  選定視頻圖像的報警區(qū)域并根據(jù)視頻圖像上的變化進(jìn)行報警 
　　報警聯(lián)動  全部由程序設(shè)定，無需動線，全自動智能化 
　　虛擬地圖  完全仿真監(jiān)控現(xiàn)場的實際情況，可監(jiān)控事件一目了然，并可進(jìn)行虛擬監(jiān)控 
　　電視墻　　可手動切換、自動切換、分組切換、關(guān)聯(lián)切換任意組合 
　　視頻聯(lián)網(wǎng)  提供多種寬帶選擇，適應(yīng)目前全部線路狀況 
　　權(quán)限管理  分多級密碼權(quán)限管理，權(quán)責(zé)分明 
　　工作日記  工作日記記錄用戶的操作信息和報警信息，便于監(jiān)督工作，分清責(zé)任 
　　報警輸入  通過報警卡接入各類探測器 
　　行動輸出  通過報警卡輸出各類控制信息 
　　控制功能  標(biāo)準(zhǔn)云臺鏡頭及一體化智能球 
　　定時錄像  在規(guī)定的時間段中自動錄像 
　　手動錄像  可以任意控制某一路或多路進(jìn)行手動錄像、手動停止 
　　磁盤管理  每個硬盤分區(qū)存儲滿時會自動清理最早一天的錄像資料，并繼續(xù)錄像，始終保持規(guī)定時間段內(nèi)的錄像資料 
　　圖像回放  可以快進(jìn)/快退或單幀前后播放 
　　檢索方式  按錄像時間、地點進(jìn)行自由檢索 
　　
　　4　技術(shù)分析
　　
　　(1)軟件全部采用底層的核心技術(shù)，模塊化設(shè)計，真正意義的32位多媒體軟件包，全面支持WINDOWS95/98/2000,WINDOWSNT。
　　
　　(2)系統(tǒng)軟件自動探測已配備的編解碼器數(shù)目，當(dāng)系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)會自動監(jiān)測各編解碼器的存在，在軟件中會有一個類似WINDOWSIE圖標(biāo)的動態(tài)提示，實時反映設(shè)備的運行狀態(tài)。
　　
　　(3)在通訊上采用握手機(jī)制，重發(fā)機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)傳送的正確性。
　　
　　(4)建立點名制度，系統(tǒng)在一定時間之內(nèi)確保與每個解碼器通訊一次，每點一個編解碼器，編解碼器若存在，并且正常，則回答到。如果系統(tǒng)點名之后，未收到應(yīng)答信號，則就表明被點編解碼器不正常，或通訊線路故障。
　　
　　(5)把報警布防圖制成可視的、可操作的多媒體電子地圖，采用樹狀分層式管理結(jié)構(gòu)，建立層面與監(jiān)控要素之間一對一的關(guān)系，將有助于操作者現(xiàn)場操作，形象直觀，一目了然。
　　
　　(6)數(shù)字多畫面技術(shù)將多路視頻信號以多分屏的方式同時顯示在一臺計算機(jī)屏幕上，完成對多路視頻進(jìn)行同時監(jiān)控，是真正意義的多媒體監(jiān)控的一個重要標(biāo)志。
　　
　　(7)采用MJPEG、MPEGI、MPEGII壓縮算法等，根據(jù)用戶的不同要求，可選配不同的硬盤錄像系統(tǒng)。壓縮標(biāo)準(zhǔn)決定了圖像質(zhì)量，分辨率、存貯空間的大小等要素，能同時完成多路不丟幀硬盤錄像，并能實現(xiàn)多路及單路回放，完成硬盤跳區(qū)，自動循環(huán)錄像，數(shù)據(jù)備份等功能，是體現(xiàn)其技術(shù)含量的分水嶺。
　　
　　(8)視頻報警技術(shù)。一種方式是采用對比幀間變化量，首先選擇一個固定數(shù)量的幀，計算出其變化數(shù)值，固定數(shù)量幀的選取，是采用隨時間推進(jìn)方式的，不斷變化的，可以自動感應(yīng)光線的緩慢變化，只有幀間變化量超過了某一極限才會報警，大大減少了誤報率。另一種方式是動態(tài)檢測技術(shù)，動態(tài)檢測時將畫面中活動物體提取出來，進(jìn)行分析、統(tǒng)計，做出正確的判斷，可同時對多路進(jìn)行動態(tài)檢測、跟蹤。
　　
　　(9)基于PSTN、ISDN、DDN專線，光纖、微波、衛(wèi)星線路等進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，每秒高達(dá)近20幀/s，圖像清晰，可進(jìn)行遠(yuǎn)端視頻捕捉，遠(yuǎn)端報警自動上傳，完成中心對遠(yuǎn)端云臺、鏡頭、外部設(shè)備的控制。
　　
　　5　結(jié)論
　　
　　我們研發(fā)的變電所多媒體監(jiān)控系統(tǒng)從2001年12月投入試運行，運行情況很好，并于2002年12月通過了國家公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心的檢測，在同月通過了省科技廳的科學(xué)技術(shù)成果鑒定，得到了與會專家的廣泛好評。