變電站聯(lián)網監(jiān)控

1、目 錄第 一 章 背景及需求- 1 -1.1 應用背景- 1 -1.2 需求分析- 1 -1.3 設計意義- 2 -第 二 章 系統(tǒng)總體設計- 3 -2.1 總體目標- 3 -2.2 總體架構- 3 -2.2.1 系統(tǒng)拓撲- 4 -2.2.2 系統(tǒng)組成- 4 -2.3 系統(tǒng)功能- 5 -第 三 章 設備性能- 7 -3.1 前端攝像機- 7 -3.2 平臺服務器- 8 -3.3 工作站- 9 -3.4 存儲系統(tǒng)- 11 -3.5 大屏顯示- 13 -3.5.1 大屏顯示子系統(tǒng)結構- 13 -3.5.2 LCD大屏亮點- 13 -I第 一 章 背景及需求1.1 應用背景智能變電站是堅強智能電網的

2、重要基礎和支撐，是電網運行數(shù)據的采集源頭和命令執(zhí)行單元，與其他環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，是統(tǒng)一堅強智能電網安全、優(yōu)質、經濟運行的重要保障，也是實現(xiàn)智能電網自動化特征的主要體現(xiàn)。因此，加強智能變電站的建設，對于國家電網公司堅強智能電網的建設至關重要。隨著變電站信息化建設，變電站內部管理從粗放型向集約型過渡，逐步加強了對變電過程的集中管理,通過數(shù)據源頭自動采集，借助變電站現(xiàn)有網絡資源自動加載到上級實時數(shù)據庫，為各級管理部門應用提供開放的數(shù)據平臺，使生產和管理人員及時控制和掌握生產動態(tài)，從而實現(xiàn)整個生產過程的自動化，并可以對取得的實時數(shù)據進行統(tǒng)計、分析、優(yōu)化，從而為保證生產設備正常運轉，降低生產成本提供重要依據

3、。變電站內現(xiàn)有部署設備眾多，能夠在遠程監(jiān)控中心及時、全面的了解和掌握對各前端設備裝置運行狀況、數(shù)據安全和故障現(xiàn)場進行遠程監(jiān)控。為了對各下屬變電站的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。本次設計在現(xiàn)有變電站監(jiān)控的基礎上建設一個總部監(jiān)控中心，部署高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過網絡傳輸至變電站總部監(jiān)控中心。1.2 需求分析根據對各遠程變電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析，需要建立一套適應變電站系統(tǒng)整體需求的現(xiàn)代化高清網絡監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)運行、業(yè)務、設備等進行統(tǒng)一、集中管理，需要實現(xiàn)以下目標：1) 各前端變電站利用現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使得各地的攝像機能夠在本次建設的總部監(jiān)控中心集中顯示監(jiān)控圖像；2) 監(jiān)控中心部署一套液晶拼接顯示設備，集中顯示

4、各地變電站的狀況；3) 監(jiān)控中心部署一套存儲設備，實現(xiàn)對前端各變電站視頻圖像的實時錄像；4) 成熟、穩(wěn)定、先進的體系架構：各地變電站及監(jiān)控中心整個系統(tǒng)架構應用采用標準化、開放式設計，以便于后期的大規(guī)模擴展、應用，消除系統(tǒng)性能瓶頸、減少關鍵設備故障對整個系統(tǒng)的影響、具有良好的開放性；5) 低延時、高質量的視頻保障機制：為滿足監(jiān)控系統(tǒng)在實戰(zhàn)中的快速反應能力，整個系統(tǒng)要求延時低、質量高。保證監(jiān)控實況流的實時傳送，監(jiān)控存儲流、存儲回放流的傳送質量，實現(xiàn)全網內圖像資源的快速、可靠的實時播放、存儲、調用。6) 整體性價比高：系統(tǒng)應將標準、成熟的視頻監(jiān)控聯(lián)網技術結合最新的監(jiān)控技術應用到聯(lián)網監(jiān)控系統(tǒng)中來。整個

5、方案有效降低變電站的監(jiān)控成本及后期的設備能耗的支出；降低后期的總體運營維護成本。1.3 設計意義1) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應用實現(xiàn)了監(jiān)控中心對各地變電站的集中管理，通過系統(tǒng)可以了解任意變電站的情況，滿足全方位管理的需要；2) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為變電站安全生產運行不可缺少的輔助技術措施，對變電站環(huán)境狀況、設備運行狀況、現(xiàn)場安全狀況等實現(xiàn)實時監(jiān)視，提高變電站安全生產和運行管理的水平；3) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)針對變電站運行模式，可作為遠方操作監(jiān)視以及設備巡視的輔助手段；4) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可通過錄像查詢對發(fā)生事故原因和事故處理過程提供圖像資料；5) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為生產管理信息系統(tǒng)的一

6、個應用，領導和專業(yè)管理人員在日常的生產管理工作中可直接根據現(xiàn)場的情況進行研究分析；6) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可作為現(xiàn)場安全作業(yè)督查、控制的輔助手段；7) 變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)可作為對外交流參觀、介紹公司裝備情況的平臺。第 二 章 系統(tǒng)總體設計2.1 總體目標變電站作為電網運營系統(tǒng)中的重要一環(huán)，穩(wěn)定運行的重要性不言而喻。利用綜合數(shù)據網，建立覆蓋變電站的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，以視頻監(jiān)控為核心，推動可視化生產管理，是提高安全生產管理水平的一項重大舉措。針對各變電站的系統(tǒng)現(xiàn)狀，我們將再總部監(jiān)控中心仙劍一套視頻監(jiān)控管理平臺，建立一套適應變電站安全生產的現(xiàn)代化綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對前端的運行、業(yè)務、設備等進行管理，并滿足上

7、級平臺集中管理、分層查看、分級監(jiān)督的需求，主要實現(xiàn)以下目標：1) 整個監(jiān)控系統(tǒng)采用二級管理方式，即總部監(jiān)控中心和各變電站遠程監(jiān)控點；2) 通過在變電站安裝高清攝像機實現(xiàn)對重點區(qū)域和重要設備的全方位、無死角監(jiān)控；3) 建設的高清攝像機能夠在各自的遠端監(jiān)控中心和總部監(jiān)控中心電腦客戶端觀看；4) 所有攝像機所錄取的錄像信息在各遠端存儲時間達到1個月，在總部監(jiān)控中心集中存儲，存儲時間為90天；5) 總部監(jiān)控中心部署一套3×4的液晶拼接墻用于實時顯示本次建設的變電站視頻圖像；6) 在外網可通過電腦客戶端登錄本次部署的平臺進行觀看；7) 可通過手機客戶端進行本次建設的圖像觀看。2.2 總體架構整

8、體系統(tǒng)如下：2.2.1 系統(tǒng)拓撲2.2.2 系統(tǒng)組成變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)由變電站前端系統(tǒng)、傳輸網絡和監(jiān)控中心三部分組成，其中監(jiān)控中心系統(tǒng)支持多級級聯(lián)方式。 變電站前端系統(tǒng)變電站前端系統(tǒng)是信息采集部分，本期項目主要部署變電站高清視頻監(jiān)控，主要負責對變電站現(xiàn)場視音頻信息進行采集、編碼、存儲及上傳，并進行本地的相關聯(lián)動。 傳輸網絡變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網絡承載于傳輸網絡綜合數(shù)據網，用于前端與平臺、平臺之間的通信，變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的網絡類型比較多元化，根據各地變電站的實際情況，可以依托已有的LAN、Internet等各種網絡。監(jiān)控中心及內網用戶可以對系統(tǒng)進行監(jiān)控，實時了解變電

9、站前端的運行情況；變電站系統(tǒng)的視音頻、報警信息可上傳至監(jiān)控中心并進入視頻監(jiān)控內網，供監(jiān)控中心及網絡授權用戶查看調用。 監(jiān)控中心監(jiān)控中心可管理所轄變電站的所有監(jiān)控設備，接收由所轄變電站上報的監(jiān)控、告警等信息，滿足區(qū)域監(jiān)控中心用戶視頻信息查詢的需求。2.3 系統(tǒng)功能1) 實時視頻監(jiān)控采用?？低暤母咂焚|攝像機，具有防塵、防水等功能特性。實時獲得監(jiān)控區(qū)域內清晰的監(jiān)控圖像，攝像機可以滿足不同區(qū)域監(jiān)控點的監(jiān)控需求，實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)控，實現(xiàn)全方位、多視角、全天候式監(jiān)控。2) 智能應用通過SMART攝像機，對于重要區(qū)域采用智能分析技術，通過行為分析和智能跟蹤的方式，實現(xiàn)安全防范監(jiān)控；本系統(tǒng)

10、中主要針對變電站特殊場景，對區(qū)域入侵、進入區(qū)域、離開區(qū)域等多種行為進行識別和觸發(fā)報警。針對變電站已有攝像機且攝像機不具備智能分析功能的現(xiàn)狀，可以在中心進行增加智能分析服務器的方式進行實現(xiàn)：域入侵、進入區(qū)域、離開區(qū)域等功能。3) 聯(lián)動預案通過現(xiàn)場設備和平臺軟件對前端設備進行關聯(lián)，制定聯(lián)動預案：在夜晚啟動智能分析功能，當前端攝像機探測到變電站有物體移動時，預設的報警能彈出窗口，并在監(jiān)控中心大屏上進行顯示。4) 錄像回放對監(jiān)控視頻進行實時存儲，記錄告警前后的現(xiàn)場情況，記錄變電站設備檢修過程；通過網絡調用回放錄像，提供設備故障發(fā)生時的資料，為設備故障分析和故障處理提供幫助，并為故障處理和標準化作業(yè)教學

11、提供寶貴的資料。5) 遠程配置維護系統(tǒng)提供遠程訪問功能，管理員不必到達設備現(xiàn)場，就可修改設備的各項參數(shù)，實現(xiàn)校時、重新啟動、修改參數(shù)、軟件升級、遠程維護等功能，提高的設備維護效率。6) 手機客戶端通過手機客戶端能夠對建設的前端監(jiān)控點等視頻設備的運行狀態(tài)進行統(tǒng)一監(jiān)控，方便外出人員遠程觀看變電站狀況。 - 16 -第 三 章 設備性能3.1 前端攝像機攝像機是整個系統(tǒng)的“眼睛”，監(jiān)視場景的畫面經攝像機鏡頭進入圖像傳感器，轉換為圖像信號，最終傳輸至系統(tǒng)后端進行存儲與顯示。?？低曁峁┴S富的產品形態(tài)，支持不同的場景下的對產品形態(tài)的需求：變電站均為封閉環(huán)境，且部分變電站沒有設計窗戶，尤其夜間容易光線不足

12、，雖有補光燈，也只是在需要時才人為打開，不能保證24小時的監(jiān)控效果，所以以下室內監(jiān)控選型我們均推薦使用帶紅外功能的攝像機?；诓煌慕咕啵t外燈照射距離以及不同功能進行組合，提供美化設計外觀，方便各種應用場景下的快捷安裝。旋轉調節(jié)支架可同時支持壁裝、吊裝，并可按需調整監(jiān)視角度，大大降低安裝難度。l 采用H.265 編碼,最高分辨率可達200萬像素（1920×1080）,最大可輸出Full HD1920×108030fps實時圖像l 逐行掃描CMOS,捕捉運動圖像無鋸齒l 碼流平滑設置，適應客戶不同場景下對圖像質量、流暢性的不同要求l 支持GBK字庫，支持更多漢字及生僻字疊加

13、,支持OSD顏色自選l 采用ROI、SVC等視頻壓縮技術,壓縮比高,且處理非常靈活, 超低延時,超低碼率,支持smart264編碼l 支持寬動態(tài)范圍達120dB,適合逆光環(huán)境監(jiān)控,支持3D數(shù)字降噪功能l 支持最大128G Micro SD/SDHC /SDXC卡本地存儲l ICR紅外濾片式自動切換,實現(xiàn)真正的日夜監(jiān)控；支持日夜兩套參數(shù)獨立配置l 可選智能溫控，低功耗加熱，支持低溫啟動(-H可選)l 采用高效紅外陣列燈，低功耗，照射距離最遠達50m(2.8-12mm)l 紅外增透面板，提高紅外光透過率l Smart IR功能，根據鏡頭焦距大小智能改變紅外燈亮度，使紅外補光均勻，近處物體不過爆，遠

14、處物體不遺漏l 支持除霧，防止設備內部起霧l 采用防雜光玻璃，保證畫面效果，排除雜光干擾l 支持本地模擬輸出,方便安裝調節(jié)l 支持三碼流,支持手機監(jiān)控l 支持透霧,并具有多種白平衡模式,適合各種場景需求l 支持背光補償,自動電子快門功能,自動光圈,慢快門,走廊模式,適應不同監(jiān)控環(huán)境l 具備越界偵測,場景變更偵測,區(qū)域入侵偵測,音頻異常偵測,虛焦偵測,移動偵測,人臉偵測,動態(tài)分析等多種報警功能l 支持智能后檢索，配合NVR支持事件的二次檢索分析l 功能齊全:圖片疊加,匿名訪問,IP地址過濾,心跳,鏡像,PTZ控制,報警,一鍵恢復等l 支持GB28181協(xié)議，支持E家平臺接入l 支持NAS、Ema

15、il、FTP、NTP服務器測試l 支持HTTPS,SSH等安全認證，支持創(chuàng)建證書l 初始設備開機修改密碼，保障密碼安全l 支持用戶登錄鎖定機制，及密碼復雜度提示l 支持IP67防護等級3.2 平臺服務器平臺主要有以下服務器：中心管理服務器、流媒體服務器等。其他軟件模塊可安裝在這些服務器實現(xiàn)功能。1) 管理服務器管理服務器是綜合輔助系統(tǒng)監(jiān)控中心系統(tǒng)的核心單元，應實現(xiàn)前端設備、后端設備、各單元的信令轉發(fā)控制處理，報警信息的接受和處理以及業(yè)務支撐信息管理，同時也需要提供用戶的認證、授權業(yè)務以及提供網絡設備管理的應用支持，包括配置管理、安全管理、計費管理、故障管理、性能管理等等。2) 流媒體服務器流媒

16、體服務器是綜合輔助系統(tǒng)監(jiān)控中心系統(tǒng)的媒體處理單元，實現(xiàn)客戶端對音視頻的請求、接受、分發(fā)，流媒體服務器僅接受本域管理服務器的管轄，在管理服務器的控制下為用戶或其他域提供服務。流媒體服務器能接受并緩存媒體流，進行媒體流分發(fā)，將一路音視頻流復制成多路。3.3 工作站1) 監(jiān)控工作站監(jiān)控工作站負責對平臺所轄變電站的實時預覽、錄像回放、報警管理及視頻、報警等系統(tǒng)信息的獲取和控制。軟件C/S控制客戶端專門用于對平臺視頻、報警調閱，對設備進行操作、控制，滿足控制客戶端的要求。2) 手機客戶端手機客戶端用于遠程視頻預覽和錄像回放：登陸平臺，獲取到平臺的監(jiān)控資源，然后進行實時預覽，并且能進行云臺控制登陸平臺以后

17、能獲取平臺的錄像資源，然后打開該資源，進行錄像遠程回放3.4 存儲系統(tǒng)由于前端各變電站環(huán)境條件和安全條件各不相同，為保證視頻存儲的可靠性，本次采用中心集中存儲的方式進行部署，按照60路1080P 3M碼流存儲30天計算，需要16塊硬盤，為保證后期擴展，本次采用24塊硬盤的存儲設備。Ø 磁盤檢測修復及RAID優(yōu)化技術磁盤檢測及修復提供磁盤使用前的預檢技術，做到未使用先預防；提供磁盤使用中的巡檢技術，做到及時報警；提供磁盤故障后的修復技術和復活技術，提高磁盤使用效率。RAID優(yōu)化技術支持RAID 0、1、3、5、6、10、50、VRAID多種RAID模式，以及全局熱備和局部熱備，多重數(shù)據

18、安全保護；支持監(jiān)控級硬盤組建RAID；支持RAID即建即用，支持邏輯卷的動態(tài)在線擴展。Ø 高級數(shù)據保護系統(tǒng)信息實時備份系統(tǒng)關鍵信息在系統(tǒng)卡和硬盤中進行同步實時備份，防止部分硬件故障導致應用不可恢復。數(shù)據防篡改提供基于RAID的寫一次讀多次數(shù)據防篡改技術，數(shù)據一旦寫入WORM空間，將不能被刪除或者更改，確保數(shù)據的真實性。數(shù)據同步提供設備間的數(shù)據同步功能，無須服務器參與。卷克隆當RAID不可用時，只要硬盤物理上可讀，即可通過卷克隆技術，恢復數(shù)據。Ø 綠色節(jié)能CPU智能調頻CPU根據負載動態(tài)調節(jié)工作頻率，降低系統(tǒng)功耗。風扇精智能調速提供智能精細化調速策略，有效提高散熱效率、降低噪

19、聲。硬盤智能休眠可依據業(yè)務負載的情況，使部分或全部無讀寫的硬盤進入休眠模式，減少能源浪費，延長硬盤壽命。Ø 人性化運維界面提供一鍵配置功能，快速完成系統(tǒng)配置；提供友好的圖形化界面，用戶可及時獲知設備運行狀態(tài)信息（關鍵部件、存儲資源、環(huán)控信息等）；提供豐富的報警管理方式，支持指示燈、手機短信以及郵件等告警方式，提升設備維護效率。Ø 安防專用直寫技術高性能的流數(shù)據管理結構實現(xiàn)基于裸空間的預分配策略，規(guī)避文件系統(tǒng)損壞引起的文件不可讀或丟失的問題，避免因文件碎片累積造成的覆蓋寫入性能衰減，保證性能穩(wěn)定?；旌狭髦贝嬷С忠曨l流、圖片流、SMART流混合直存豐富的視頻應用服務支持報警錄像

20、、定時錄像、手動錄像等多種錄像方式；支持抽幀存儲，可減少存儲容量；支持CVR集群技術，提供設備級保護，保證系統(tǒng)業(yè)務的持續(xù)性；支持智能補錄（ANR）、錄像丟失檢測報警，可確保網絡異常時錄像數(shù)據的完整性；CVR應用自我監(jiān)測及異常修復，可確保配置信息異常時數(shù)據不丟失、業(yè)務不中斷；支持存儲設備內部數(shù)據備份和設備間異地數(shù)據備份，進一步提高數(shù)據的安全可靠性；支持關鍵視頻數(shù)據的加鎖保護功能，防止循環(huán)覆蓋。VRAID（VideoRAID）數(shù)據保護RAID組壞多盤時，錄像業(yè)務“讀、寫”均不中斷。3.5 大屏顯示大屏顯示子系統(tǒng)建設的總體目標是：系統(tǒng)充分考慮到先進性、可靠性、經濟性、可擴充性和可維護性等原則，建成一

21、套采用先進成熟的技術、遵循布局設計優(yōu)良、設備應用合理、界面友好簡便、功能有序實用、升級擴展性好的液晶大屏幕拼接系統(tǒng)，以達到滿足大屏幕圖像和數(shù)據顯示的需求。3.5.1 大屏顯示子系統(tǒng)結構大屏顯示子系統(tǒng)不僅包含用來視頻圖像顯示的大屏顯示部分，還包括解碼控制等產品，根據監(jiān)控中心實際環(huán)境，本次為監(jiān)控中心設計的是LCD大屏拼接控制系統(tǒng)。本次設計是的2*3的46寸大屏拼接。3.5.2 LCD大屏亮點亮點1：高亮度常規(guī)電視、電腦顯示器等顯示設備亮度值介于250300cd/m²之間，?？低曇壕唇悠恋牧炼戎到橛?50800cd/m²之間。高亮度保證了畫面顯示質量，可以更加真實反映出信號源的畫面質量。普通顯示方案 海康威視高端顯示方案亮點2：高對比度?？低曇壕唇悠恋膶Ρ榷雀哌_2000：14500：1。高對比度可以更有效的凸顯畫面本身的層次感，畫面過度更顯細膩，有助于觀看者有效捕捉到畫面中的每一個細節(jié)。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案亮點3：快速響應真正8ms響應時間，有效消除畫面的拖尾現(xiàn)象，畫面更加流暢，更佳的適應高速動態(tài)畫面顯示。普通顯示方案 海康威視高端顯示方案亮點5：超寬視角水平、垂直178°的超寬視角，站在任意角