变电站远程图像警戒监控技术方案.doc

3 ANT综合数字网络视频及会议集中监控系统第一章 方案概述1.1 、引言在数字图像压缩技术的日益成熟及计算机网络技术和光纤通信技术的高速发展的今天，远程数字图像监控技术得到了长足的发展。远程数字图像监控系统给人们带来了极大的便利，是现代科技给人们提供的千里眼、顺风耳。不仅可通过它远程巡视各类设备的运行情况；在各种恶劣、危险的环境中，再也无需人们涉险进行现场巡检；还能实时获得来自事故现场的报警信息 火警、非法入侵等，并将事故现场实况记录下来，为分析事故原因提供第一手的资料。电力远程图像监控系统将变电站的视频数据和监控数据由变电站前端的设备/处理机采集编码，并将编码后的数据通过计算机网络传输到监控中心。监控中心接收编码后的视频数据和监控数据，进行监控，存储、管理。电力遥视警戒系统的实施为实现变电站/所的无人值守，从而为推动电力网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。电力远程图像监控系统采用IP数字视频方式，能够对各变电站/所的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，能够实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出反应, 适应现代社会的发展需要。该系统对于设备运行的机械状况及规范管理有着显著作用，同时对安全防范、环境状况和对付自然灾害等有着重大意义，能起到切实提高无人/少人值守变电站的安全水平。 这些都使电力系统变电站的无人值守成为可能和可行。为了提高变电站运行的安全性、可靠性和经济性，实现“减人增效”，建设我局水城地区变电站遥视系统具有极大的必要性和紧迫性。 其中，作为多媒体会话型通信业务的一种典型，视频会议业务已在社会性的信息交流中发挥了巨大的沟通作用。视频会议通过通信网络把两个或多个地点的多媒体会议终端连接起来，在其间传送各种图像、话音和数据信号，使出席会议者有亲临现场的感觉。除了用于多点多媒体会议之外，视频会议系统还应用于远程教育、远程医疗等需要传送实时音频、视频和数据的业务。 视频会议能为用户提供直接、全面的沟通交流，并能节约时间、降低成本、提高生产率，因此巨大的市场需求推动了视频会议技术的发展。国内外很多科研机构和厂商都进行了多媒体多点会议通信系统的研究，并推出了各自的视频会议系统。在研究各视频会议系统的基础上，国际电信联盟(ITU-T)形成了视听多媒体通信系统国际标准的H.200系列建议，使不同厂商的多媒体通信产品能够互通，推动了多媒体通信技术标准化的进程。随着网络技术的不断进步，以及视讯技术的快速发展，音、视频技术在网络中的实现已变得日渐轻松，尤其突出的是在良好的产品支持下，基于网络的视频会议应用必将成为多业务办公环境的重要组成部分1.2、 系统设计原则根据我局的实际应用要求和有关国际、国家及行业标准，结合系统投资的长期效益考虑，对系统进行优化设计。设计原则如下：1.2.1、实用性：重点考虑系统的实用性，注重系统的综合能力和总体性能。1.2.2、稳定性、可靠性：须选用先进、成熟、可靠并在电力行业中运行业绩良好的硬件设备，操作系统软件、应用软件和网络拓朴方式及先进、可靠的数据通信规约。图像监控系统的采用不应影响被监控设备的正常运行。图像监控系统的局部故障不应影响整个监控系统的正常工作。监控系统应具有较强的抗干扰功能。系统具有自诊断功能。1.2.3、开放性：考虑到系统投资的长期效益，设计与选型注重开放性，图像监控系统中各产品符合国际标准以及有关国家标准和行业规约等，满足系统的可扩性和可移植性，使其他计算机网络用户便于浏览和查询。图像监控系统的软、硬件应采用模块化结构，便于图像监控系统的扩容和升级。为适应将来整个电网系统多级监控需求，图像监控系统应具有灵活的多级组网功能。为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的接口以便系统扩充之用。系统中控制部件（软、硬件）采用模块式结构、模组式交换矩阵、内部总线化等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。灵活的组网方式，方便被监控变电站的增加。几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统，可按多级（至少三级）组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。1.2.4、先进性：系统采用先进的图像压缩技术MPEG-4和TCP/IP网络组播技术，能反映当今技术的先进水平，监控前端采用专用芯片完成实时图像压缩，保证系统的稳定运行。系统可以很方便进行软件升级，保证用户投资。可调节图像质量与带宽占用，系统采用软件编解码，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等。多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面多种浏览方式。具有强大的数据和告警的采控和处理功能。当发生报警时，能把报警信息以短消息形式发送到指定移动电话上。与数据监控系统的无缝结合，实现告警时灯光、警笛联动并录像。功能完善的录像管理体系。系统可选用手动、告警、定时录像三种录像方式；提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。被授权的网上任一操作人员可对任一摄像点进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整。进行云台的预置和控制。有专为电力系统监控设计的红外测温和门禁管理功能接口。1.2.5、标准化：系统按标准化设计，包括设备造型标准化、信息格式标准化、系统开发标准化和数据传输规约标准化。1.2.6、便于维护：人机界面友好，全中文界面，便于系统运行人员操作和管理员维护。1.2.7、安全性：提供不同的几种用户类别，具有不同的浏览查询和操作权限。1.2.8、实时性：从告警发生到有人值班的监控中心接到信息的时间1秒，视频延时小于0.5S。1.2.9、经济性：在满足以上要求的同时，使系统投资最少，具有良好的性能价格比。1.3、系统设计依据和实施标准本系统设计依据以下国家有关设计规范及标准：A、安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94）B、工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87）C、计算机软件开发规范 （GB8566-88）D、电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 （GB50168-92）E、民用闭路监视电视系统工程技术规范 （GB50198） F、火灾自动报警系统设计规范 （GBJ116-88）G、电业安全工作规程 （DL-408-91）H、民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92）I、工业企业通信设计规范 （GBJ42-81）J、电力系统通信站防雷运行管理规程 （DL548-94）K、报警图像信号有线传输装置 （GB/T-16677-96）L、电子测量仪器电磁兼容试验规范 （GB6833-87） 1.4、系统主要功能：远程图像监控、报警功能、数据存储和查询和系统管理功能,视频会议功能,远程管理功能1.4、监控对象1.4.1、变电站厂区内环境。1.4.2、主变压器外观及中性点接地刀闸。1.4.3、对变电站内的全部户外断路器、隔离开关和接地刀闸的合、分状态给出特写画面。1.4.4、对变电站内各主要设备间的监视(包括大门、控制室、继保室、通信室、高压室、电容器室、电抗器室、低压交流室等)。 第二章 技术要求2.1 系统功能2.2.1、图像监控功能A、远程图像监视：任意一个监控终端经授权，都可监视来自前端摄像机的图像，不受距离限制，只要有通信网络或/和以太网相连。B、 多点监视一点：多个监控终端可同时监视同一前端，控制权自动协商。C、一点监控多点：一个监控终端可同时监控多个前端，即在计算机屏幕上多画面分割显示，且每个画面的图像实时活动。D、摄像机预置：可采用带预置功能的云台镜头一体化摄像机，对于每个要监视的目标，可预先将其方位、聚焦、变焦等参数存入预置位，从而可方便地监视这些目标，也可用这些预置点进行自动扫描巡视。E、软解压功能：操作人员使用的监控主机，只要与局域网（如MIS网）相连，可以不安装硬件，只安装监控软件并授权； F、硬盘录像：网上任何一个终端都可以进行硬盘录像，对于设置为报警服务器的监控终端，还具有硬盘报警录像功能，即由报警信号自动启动录像，并可预录报警前8分钟以上时间。G、 图像抓拍：可抓拍屏幕上显示的活动图像，存入磁盘或通过打印机输出。I、画面分割功能：编码器内置4、8和16画面分割功能，不需要专门的画面分割器，就可实现同一前端的多路摄像机视频信号的同时传输，并可对每个画面进行控制权协商。2.2.2、报警功能A、安防报警：可配置各种安防报警装置，如红外报警器，超声、次声报警器，微波、激光报警器，双鉴探测器，电子围栏，玻璃破碎探测器，震动报警器，报警开关等，报警信号直接送入报警控制器。B、消防报警：可配置各种消防报警器，如光电烟雾探测器，温感报警器等，报警信号可直接送入报警控制器。C、视频报警：视频报警包括视频丢失报警和视频运动报警两种。一旦摄像机损坏或被窃或断线等，引起视频信号丢失，就会引起报警；对于设定的视频报警区域，一旦有运动目标进入或图像发生变化，也会引起报警。D、超温报警：采用智能一体化红外测温摄像机或金属热感检测器和一体化球形摄像机，可进行设备发热自动巡检，防患于未然。E、警视连动：一旦出现警情，如有非法闯入或发生火警，则系统立即启动现场警笛，并自动切换到相应摄像机，对有预置功能的摄像机，还能自动转到相应预置点；前端主机同时主动连接报警服务器（可将某一值班人员使用的操作终端设为报警服务器），并在该服务器上推出报警点画面，同时给出报警声音，同时启动数字录像。F、运动跟踪：如果在图像布防区有非法运动目标闯入，或运动目标触发了报警器，使该目标进入跟踪型一体化摄像机的预置画面，则系统能在发生报警的同时自动跟踪目标，同时进行数字录像。G、设备连动：系统能与其它电力监控设备连机，接收这些设备的告警、故障等信号，图像监控系统的报警信号也能送给动力监控设备，确保报警信号的发送。2.2.3、系统管理功能A、用户管理：用户的增减，用户的授权，用户优先级、用户密码等，均由系统管理员完成。B、系统网管：系统服务器自动进行管理，包括设备在线检测、连接管理、自我诊断、网络诊断等。C、系统日志：对于系统中的操作，如系统报警、用户登录和退出、报警布防和撤防、系统运行情况等等，都有系统日志记录。D、控制权协商：当多个用户同时监视一个前端或同一画面时，为了避免控制混乱，只能有一个用户对前端设备进行控制，这可通过网上自动协商完成；若在多个用户监视同一前端时，要改变画面分割方式，也可通过网上自动协商完成。E、信息查询：登录用户可查询系统的使用和运行情况，如在线用户名单、前端运行状态、报警信息等。2.3、本方案的主要技术特点集音视频监控、远红外激光测温及防火防盗于一体，远程监控及会议电视功能于一身。要求图像压缩效率更高、图像质量更好的MPEG4；图像压缩编码主机采取脱离PC机的独立工作方式，保证了系统稳定性；系统结构面向网络方式和面向通信信道的方式，大大提高了系统的适应能力。l 整个系统是一个开放系统，兼容性强，能与现有电力MIS网和其他监控系统互融，提供完整的维护业务平台。l 可多级组网、任意组合。l 采用国际最新的MPEG-4图像压缩处理技术，图像清晰，画面质量高，占用带宽小，实时性强。l 须具有图像动态检测、联动报警功能，可以任意设置多个图像区域。l 须具有设计独到的视频流量管理功能和功能完善的录像管理体系。l 须具有强大的数据和告警的采控和处理功能。l 系统稳定性高，设备体积小，便于安装。l 有专为电力系统监控设计的红外测温接口，与图像监控系统的数据库有机结合，融为一体。l 系统具有前端监听语音，远程视频、音频同步传输功能，提高系统监控的准确率。l 系统具有很强的安全性，适合电力系统的要求。系统采用MPEG4压缩编码标准，图像清晰度须达到准DVD标准。该设备内置画面分割单元，可实现多路（116）图像的画面分割合成传输，每个画面实时活动（市售画面分割器难于做到），更适合于电力环境的多输入、少输出、高质量、快切换、低成本的组网监控要求，是当代图像监控系统的必然选择。关于系统配置的技术层面，具备以下主要的技术特点：2.3.1、采用先进的图像编码技术，以保证了图像的高清晰度和实用性要求。 采用了当今国际上分辨率和清晰度最高的MPEG4图像压缩形式，这样做的好处是：A、MPEG4编码的图像质量高，单路图像的分辨率可达1024768，远远高于MPEG3。即使是8路图像组合传输，每路的分辨率仍然达到352288的VCD质量，并且每路图像都是实时动态显示的，满足多通道跟踪、高分辨图像的要求。B、MPEG4适于数字录像，并且完全兼容MPEG3。在信道带宽较窄时，可自动降为MPEG3方式运行，从而降低信道的占用率（在500kbits/s时仍有VCD质量）。C、采用具有音频、视频同步压缩功能的MPEG4芯片，完全实现视音频信号的同步传输和录像。MPEG4更适合于多媒体通信环境。MPEG4文件不仅与计算机多媒体系统完全兼容，同时保证了录像文件的高清晰度要求，还可以借助于Windows的媒体播放器ingPlayer、超级解霸、PowerDVD等软件进行播放，而且能轻易转换并刻录成VCD或DVD等形式。2.3.2、须采用多画面分割整合技术，实现了单通道的多路图像的实时同时传输。系统须具有很高的图像分辨率和压缩性能，真正实现116路图像全实时画面分割传输的设备，满足了后端多路图像的即时动态跟踪要求。 2.3.3、须采用了高度集成的DSP芯片，保证了系统的高可靠性。从前端编码设备到中心的视频服务器都采用了DSP芯片，所有控制操作均由后端完成，保证系统的高可靠性，整个系统的MTBF须超过100000小时。2.3.4、采用RTP/RTCP实时传输和实时传输控制协议，进一步增强了图像传输的实时性和可靠性。RTP/RTCP是为满足实时多媒体应用而设计的一套协议，它提供一种网络传输质量实时检测的方法，可对网络上的数据传输延时、抖动和数据包的丢失率做出准确的估计和判断，并且根据这种估计对图像码流量在可能范围内做一定调整，从而减少了峰值流量对网络的冲击，优化了整个网络的性能。2.3.6、采用流媒体软件技术专门设计了适合变电站遥视警戒系统所使用的视频服务器软件。它的主要作用是根据网络带宽、流量和用户的请求合理地分配各个视频流数据的传输，并可以依据用户网络的实际情况采取网络多播（MutilCast）技术以降低多个用户请求同一视频流数据时的网络流量。从而保证了图像质量，有效降低了在多用户并发操作下的图像延迟和带宽占用。同时也保证了高级别用户可以及时有效地获取所需信息。并且使变电站遥视警戒系统的采用不会影响在同一网络上用户其他系统的正常运行。2.3.7、数据采控技术通过网络视频服务器的485总线方式，接入各种数据采集设备。采用一体化数据采集平台，具有数字输入量，模拟输入量和数字控制量的平滑接入能力，用于采集红外、门禁等告警数据，要求准确率高，反应时间短。 2.3.8、数据传输技术TCP/IP网络协议是目前最流行也是最稳定的网络协议。采用基于TCP/IP网络协议的适合多点视频和数据的并发传输技术，降低了系统资源的占用率，便于录像文件的传输。该通讯层支持多种TCP/IP协议的传输，包括TCP、UDP、多播等。2.3.9、数据存储、处理、分析技术为了对告警数据进行分析处理，系统使用Microsoft公司的SQL Server数据库系统，实现数据库的分布存储和访问，有效地降低了系统负担，大大提高了系统的稳定性。同时，系统支持对数据的多种查询和分析方式。同时系统提供了各类数据库。主要有告警数据库、历史统计值数据库、实时曲线数据库、系统事件数据库。从而为整体数据的存储、处理及分析提供了强有力的依据。 对于变电站常见的抗干扰、防雷等问题，要求在变电站使用统一的机柜和规范的走线形式。工程实施规范、整齐、简洁、美观。在系统的防雷设计上，采用接闪器通过引下线接入地网以防止直机雷，采用电源避雷器、信号避雷器以防止感应雷。在系统的防磁和防数据干扰上，采用设备内置信号滤波器和外壳接地，使用双绞数据线和外围屏蔽层接地。对电磁干扰比较严重的地点可以采用信号线穿管的方式进行。第三章 系统的组成及设计说明3.1 系统组成A 、前端变电站数量系统不限定前端变电站/所的数量，本期工程实现27个前端变电站的远程图像监控，系统应可扩充至100个前端变电站，监控点数量不限，并保障系统有最佳性能。B、传输信道选择目前，对于变电站遥视警戒系统通常有以太网传输方式以太网传输方式要求各变电站（所）的光纤提供100M以太网接口，以便于变电站（所）的图像、声音及数据经监控主机通过以太网接口上传至监控中心。或者要求变电站（所）已经和监控中心通过局域网相连。变电站（所）的图像、声音及数据经监控主机通过以太网经过100M以太网桥传至监控中心。采用光纤100M以太网数据传输方式，具有很好的图像质量、实时性和扩展性，可获取较高的性能价格比，图像以数据方式显示。C.系统介绍 ANT898数字网络视频及会议集中监控系统美国ANT视频会议系统由多台数字监控DVR主机,控制中心服务器、VideoPoint（客户端终端）三大部分组成，是一种基于IP网络的高可靠性，大容量，高性能的多点实时交互式数字网络视频及会议集中监控系统DVR主机 响应申请，发送视频、对讲提出申请、开会、对讲响应申请，发送视频、对讲DVR主机DVR客户端控制中心（调度中心）提出申请、开会、对讲DVR客户端 图1 系统总体示意图如上图所示，在无人值守的变电站一级建立视频和环境监控体系，将多个变电站的视频和数据信息通过通讯网络上传到监控中心。监控中心对所属各变电站信息进行分析处理，进行相应的显示、录像和控制。D、系统组网方式变电站前端组网如图 至监控中心100M以太网桥 视频 ANT数字主机 采集控制器 可控摄像机 图2 前端变电站系统原理图 红 烟 水 温 灯外 雾 浸 湿 光度 联 动前端变电站组成描述：组成：100M-以太网桥、数字视频压缩主机、通用数据采集器及各种传感器。在门卫、围墙四周合理设置报警装置，在一些重要的设备区及场所设置摄像点，达到监控无肓区。 视频：前端视频信号，经网络视频主机数字化处理后，通过网桥上传至监控中心，数据：通用数据采集器主要用于前端告警量的接入，并经网络视频服务器提供的透明串口上传到监控中心。系统为二级组网结构，具体系统网络结构如附图1所示。第一级包括监控中心和各监控终端，由设在城中变的监控中心和局MIS网上有关领导和职能部门办公室的图像监控终端组成。考虑到变电站无人值守，监控中心与各变电站间采取1：N的控制方式，为了保障系统运行的可靠性，因此，监控中心内的监控管理服务器和视频监控工作站采取冗余配置，监控中心设备组成如下：由监控管理服务器（可由两台能连续运行的计算机担当）、视频控制工作站（两台），网络交换机、路由器、网络附件等组成操作平台，均采用Windows NT 4.0操作系统）。E、各设备工作原理简介：视频控制工作站是图像监控系统的操作主机，用于实现图像监控的各种功能。它基于Windows操作系统，界面友好，操作方便，可对远程前端实现及监视、控制、布防等功能。MIS网上的其它计算机也可根据需要配置成图像监控主机，并设置不同的用户的权限和优先级。监控中心管理服务器起着对整个系统的管理和服务作用。包括系统配置，如图像编码器、摄像机、报警探测器等设备的配置情况及编号或名称；也包括监控终端和用户的管理，如操作权限、优先级等等；还可对系统事件，如用户登录和退出，布防和撤防，报警等等进行记录。还能自动监测网络流量，根据网络上的负荷，自动控制上网图像数据流。还有就是召集开会,控制会场发言,网上讨论等功能用户在MIS网电脑上安装监视软件就可以监视并控制远程变电站图像和设备。视频编码器将接收到的视音频数据，通过IP网络转发到监控终端，采用Multicast组播技术，多个监控终端可同时监控一个前端。监控终端可由普通PC机担当，基于Windows平台，各前端的图像数据均由软件进行解压还原，一台监控终端可同时实时监视多个前端。因采用了Multicast（组播）技术和先进的网络管理技术，MIS网上的图像监控用户可按地址分组，若组内没有用户调用某一路图像，则该路图像数据不会发送到这一组用户的网络上，只发送给有人调用的组，从而大大减少网络阻塞的可能性。任一台MIS网上监控终端均支持多任务工作方式，图像存储、监视、远程控制及系统管理（仅限系统管理员）可同步进行，而不用增加任何硬件卡。第二级为各变电站的前端设备，包括远程数字图像编码器、彩色监视器、报警控制器、云台镜头控制器、灯光控制器、各类摄像机（如固定摄像机、带万向云台摄像机、一体化球形摄像机等）、各类报警器（如红外双鉴报警器、烟雾报警器、温度传感器、红外对射报警器等）、标准机柜及其它辅助设备等。各设备工作原理简介：远程数字图像编码器 该设备提供视频输入和控制接口，分别连接摄像机视频输出或视频切换控制设备、报警设备，并提供以太网接口与监控中心通信。编码器采用MPEG4压缩标准，帧率为400帧/秒以上，图像数据流为300Kbps以上。具有116画面实时画面分割功能 报警控制器：提供16路开关量报警输入接口，完成有关报警信号的采集。灯光控制器：用于灯光控制，可控制射灯、白炽灯、日光灯、镝灯等照明器材。一般在照度太低的情形下，必须配上灯光才能获得清晰的图像。云台镜头控制器：用于多路摄像机的云台镜头控制，提供8路云台镜头控制接口。彩色摄像机：采用十六倍连带镜头一体摄像机，该摄像机为自动光圈，在遥控时，只要控制位置和焦距即可，镜头倍数高，图像清晰，须具有逆光补偿功能（用于室内配室内密封防护罩，具有防尘、隐蔽，外观美观）。室外配室外密封防护罩，兼有加热、风扇、温控、雨刷。摄像机具有昼夜连续工作能力，室外摄像机具有全天候工作能力。高速一体化预置位球型摄像机：采用适合于电力系统环境下的具有防雷击、防过压、防静电、防电磁干扰功能的一体化智能快速球型摄像机。自动巡航远红外跟踪摄像机：利用自动巡航远红外运动摄像机加强对变电站一次设备运行中，实时运动图像的不间断检测、及时报警、故障录像和数据储存的特有功能，及对非法入侵进行智能跟踪监视。该设备集机械、电子、光学、图像和红外技术于一体，通过机械装置借助激光定位技术，在30米内可瞄准直径为0.1米大小的物体，操作者可通过网络完成多目标的瞄准和预置，实现远距离多目标温度检测和图像监控，其可设置80个预置点。F、对上述装置的要求如下：A、 采用抗雷电、抗干扰设计，能在环境恶劣的户外全天候地工作。B、 整机结构轻巧，外形美观。C、 独特的防尘护罩设计，防雨的同时，实现良好的防尘目的。D、 高解析度彩色摄像机，22倍光学变焦，8倍数字变焦，最大可达176倍。E、 手动/自动聚焦、自动光圈及背光补偿。F、 水平360度、垂直90度连续旋转，旋转速度可调。G、 80个预置点，可指定预置点自动巡航。H、 可自动记忆摄像头的光圈、焦距等参数，报警时自动寻找目标点、清晰地监视目标点，真正起到警视联动的效果。I、 自翻转使摄像机倾斜到底部时进行0至360度旋转。J、 内置温度调节装置，使摄像机全天候工作。K、 创新的焦距/速度自动匹配技术，旋转速度根据焦距长短自动调节。L、 由于对云台、镜头等一体化设计，装置运行可靠性高，安装方便。M、 独创的自动跟踪功能，更有效实现安全防范。G、监控中心组成描述中心设备：10M-以太网桥、以太交换机、视频接入服务器、业务台、打印机等。流程：中心通过10M-以太网桥接入前端采集信号，同时进入中心以太交换机，中心通过以太网分挂接入服务器、业务台等，业务台可实现采集信号的处理分析：视频信号可进行录像及检索，如果接受到前端传感器发生报警信号，可对前端进行控制，包括控制云台转动到相应报警地点，控制灯光照明及拉响警笛；另外可通过软件预置，当发生报警时，可自动拨号到指定移动电话+视频接入服务器可对重要视频信号备份，并通过以太网络上传到上级浏览台，可供上级部门进行查询。上级部门可随时通过视频接入服务器调用当前视频图象。见图3所示。 前端变电站1 前端变电站N100M以太网桥100M以太网桥 MIS 路由器以太网交换机 监控台A服务器B服务器A监控台B 打印机 图3 监控中心原理图3.2、系统工作原理：视频图像的传输是一个上行的过程，即从变电站传输到图像监控中心或MIS网上监控服务器的过程。首先，变电站图像编码器接收各摄像机输出的视频信号，并基于MPEG4的压缩编码方式将其转换为50帧/秒的数字图像，然后通过网桥转发到图像监控中心或MIS网；最后，图像监控中心或MIS网上的监控终端选择接收来自前端的图像数据，通过软解压将图像显示在计算机屏幕上。报警信号的传输与图像信号传输一样，也是一个上行过程，但必须确保信号的及时到达。发生报警时，图像编码器自动控制和切换摄像机以获取报警点的图像，监控中心的监控主机接收到报警信号后立即发出声音信号、记录报警事件、进行硬盘录像。摄像机控制、灯光控制、布防等控制信号是下行传输的，由监控中心或MIS网上的监控主机发出各种控制信号，图像编码器收到控制信号后，通过云台镜头控制器或直接控制摄像机，完成布防操作。系统局端网络通信采用TCP/IP和网络组播(Multicast)技术，最大限度地利用了网络的传输性能和网络带宽，避免了网络的拥塞。会议系统的设计. 其中各部分产品配置说明如下：（1）、ANT898-1600服务器（1台）推荐配置：高性能服务器1台。运行Win2000 Server操作系统。所有呼叫和会议均由此负担。 安全考虑： 通过防火墙连接到骨干网。具有公共固定IP地址 防火墙需要：1） 打开H.264端口（1720）接受呼叫。2） 根据ANT898-1600服务器的申请动态打开端口（102465536）。1720端口（或配置成其他端口）接受呼叫后，会自动检测对端的应用程序是否是可靠的应用程序，然后向防火墙申请打开相应的端口。由于服务器不接受其他端口和其他应用程序的请求，可以保证服务器的安全性，而防火墙只在接受服务器的请求（可靠请求）后，才打开相应的端口。最新的防火墙（如Cisco PIX515,Cisco PIX520, HP e-FireWall，CheckPint CheckPointFireWall-1等）设备或软件均支持H.264协议，可参考相关防火墙使用手册中如何配置H.264端口的说明。（2）、 DVR及会议客户终端ViewPoint推荐配置：27台PC，每个分会场均配置一台PC，安装美国ANT的高性能监控及会议终端软件。（3）、管理终端推荐配置：1台PC，并安装美国ANT管理员终端软件。管理能力：l 配置ANT898-1600服务器，和终端等设备。l 监视和显示网络中各设备的运行状态：运行、离线、异常等。l 显示会议即时信息，包括会议名、终端名、各种会议资源等。l 记录各种操作，各种事件和异常日志。l 可以管理多个多点服务器和终端，多组会议。l 会议登记与取消。l 建立，维护系统数据库。l 接收会议召集人的会议申请。l 形成会议总体网络拓扑信息。l 用户，会议状态查询。l 控制会议的召开与结束，以及终端的加入和释放。4、系统特点根据不同的用户网络环境，美国ANT系统可向不同带宽接入的终端提供相同服务，不同图像质量。特点如下： 高性能，高可靠性的平台 对硬件的要求很低 优秀的图象声音质量针对Intel的IA架构进行优化，在2M带宽下可以保证CIF大小30帧的图象。 服务器的大容量设计- 支持多服务器并行处理- 支持服务器的级联 支持所有的网络接入方式 支持不同网络间的互通 QoS保证- 自动带宽调节- 手动调节：- 话音优先- 唇音同步 支持多种视频输入 多种方式的会议支持 低时延 同其他视频网络的互通3、系统远程消防报警的设计采用区域火灾报警控制器，实现了远程图像监控系统、消防报警系统的互联 ，即任何一个探头发生报警，就会自动切换到相应的摄像机镜头。区域火灾报警控制器采用RS232标准接口与远程数字图像编码器通信，可以将发生报警烟感探头的具体位置发送给远程数字图像编码器，从而实现警视联动、报警图像复核的功能，提高了消防报警的准确性，对变电站安全运行起到了实质性的效果。3.4、系统远程安防报警的设计 安防报警由红外双鉴探头和红外对射探测器组成。红外双鉴探头有效测控范围为半径35m。一旦发生非法进入，系统则立即自动将报警信息送监控中心，以声光结合的方式通知值班人员；同时自动切换摄像机镜头，并启动录像设备录像，切实起到对非法入站人员的监视作用。3.5、系统抗干扰功能设计由于变电站地处强电场、磁场环境，容易对图像数据等信号产生干扰，因此在现场安装中对视频线采用铝带屏蔽，对控制信号线包括RS485的传输采取良好的接地和隔离保护措施，以起到抗干扰和过电压保护作用，对变电站主机、摄像机、云台、控制器等外壳做好接地保护。要求供货商产品在设计中都有TVS器件和防雷器件进行抗雷击保护。通过这些措施必须符合GB6833.1中规定的静电放电敏感度试验、电源瞬态敏感度试验、辐射敏感度试验及传导敏感度试验要求。其它抗干扰措施还有：A、组合电缆：根据电力系统对电缆的特殊要求：阻燃、防火、防小动物，鉴于市场上无铠装的视频电缆，要求供货商定做了包括控制电缆、视频电缆和电源电缆三合一的铝带铠装阻燃电缆，同时对高压电磁场起到了良好的屏蔽作用。B、镀锌管、PVC管和PVC槽 户外埋地电缆加套热镀锌管，电缆沟内普通电缆加套PVC管，室内电缆加套PVC槽。3.6、系统稳定性和可靠性设计对于图像监控系统，稳定性和可靠性是最重要的。系统运行的稳定性和可靠性，取决于硬件设备和软件系统的可靠性，优秀的抗干扰能力和良好的运行维护管理工作。 可靠性要求如下：A、监控系统所选择的设备、操作系统和应用软件均具备连续、可靠工作的能力。B、整个图像监控系统有完善的接地措施，具有良好的抗干扰（强磁场、强电场、高频、低频等干扰）能力及防雷能力。C、监控前端主机具有自动恢复功能；能长期稳定地工作。D、系统可在气温-2080、地震烈度不高于7级的环境下正常工作。E、本图像监控系统能实现本次工程设计的所有功能，在MIS网上控制操作时不会影响MIS网原有系统的正常工作。F、由于监控系统中的图像编码器和系统中的服务器均采用了嵌入式处理器和实时操作系统（RTOS），摆脱了Windows操作系统和PC机模式，大大提高了系统的稳定性，同时避免了病毒和黑客的侵袭。G、系统平均无故障工作时间：100000小时。第四章 系统功能详述本方案使得操作员无论在本地、还是在远程监控终端均可完成所有的监控操作，包括画面分割显示、各类摄像机的控制、灯光等各类开关型设备的控制、报警系统的布/撤防、报警联动控制等所有强大功能。4.1、音视频传输通过同一传输通道，各变电站前端与监控终端（监控中心及MIS网络终端）之间实现音频信号的双向传输和视频信号的单向传输，图像信号和音频信号分开传送。MIS网用户终端的图像监视权限由监控管理服务器控制，且系统管理员可通过MIS网上任何一个终端，对整个视频系统（包括各主要监控设备）进行管理和维护。4.2、摄像机A、通过合理设置摄像机的位置，系统能清晰监视户内、户外各场地环境，包括出入口、道路、设备区。B、能清晰监视户内外设备，如主变压器及其它充油设备是否漏油，油位指示、各类高压电器等，主闸刀的分合状态，线路及设备的接地情况以及操作人员的操作情况等。C、 能清晰监视开关室内环境。D、 能清晰监视控制室内的环境，能清楚地看到室内设备、控制盘、仪表。满足大范围、远近距离监视的要求。E、 能实时、清晰地显示图像，摄像机信息能与地理位置图相关联，并有摄像机的地点提示。4.3、报警器材及功能A、能设置报警时图像的存储方式、存储时间、存储间隔时间以及控制输出设备的联动方式。能手动对远程图像进行捕捉存储；可随时调出查询或打印。B、对报警设备进行布防、撤防的操作员及时间自动存档；报警事件的报警设备名称和报警时间自动存档。C、控制中心操作员或指定的授权者能实现对变电站报警点进行逐个布防、撤防。并且能在电子地图上进行布防、撤防；以及控制输出设备的联动方式（如照明灯光、警笛等）。同样可在本地实现所有这些功能。D、报警时在监控中心能及时获取现场图像，通过录像，保留全过程。发生报警能进行自动录像，以便于事故处理与分析。E、在变电站利用周界布防的红外对射报警器、双鉴报警器、门禁等进行防盗报警；在开关室、电容器室、主控室、GIS室等处布设烟感报警装置及温度报警。F、报警装置在有效范围内保证可靠动作。对于红外双鉴报警器的有效防护范围为半径20米；对于温感、烟感探测器的有效防护面积不小于80平方米；对于烟感探头达到消防二级灵敏度启动标准；具有报警器材故障和断线自检测功能。并可延时0.1 5s发送。G、一旦远方变电站有人入侵或发生火灾，马上发生报警，当地主机将在1秒内响应，系统能自动切换到相关位置的图像并启动警笛，将图像和报警信息同时传送到监控中心；监控终端（指定的报警服务器）和本地的控制键盘能在1.5秒内自动弹出报警信息，以声光的方式通知值班人员，在主机的地理区域图上显示报警点的具体位置，报警类型，自动显示并在监控终端上实时录制相关摄像机的图像，同时发出告警。当发生多点报警时应采用覆盖方式。H、当变电站发生报警时，远程监控中心的操作员或指定的授权者能对报警信号进行复位。I、报警时监控前端能自动打开灯光、警笛等报警联动设备。J、远程用户可以设置多个布防文件，根据不同的时间段系统能自动调用不同的布防文件进行布防，时间段用户可以设置。K、系统提供所有烟感报警组合的一个无源遥信接点,并接入RTU装置。4.4、切换与控制A、终端户外摄像机具有自动调温保护功能。B、监控终端具有定时自动切换，人工手动切换，报警自动切换等三种方式或设定其中的几种切换方式。C、自动循环切换方式包括同一站点的摄像机切换、同一有预置功能摄像机的不同预置点的切换和不同站点间的轮回切换。所切换的摄像机个数可以任意设定组合，其中切换时间可以任意设定(5 60秒)。D、MIS用户终端的图像，监控权由监控管理服务器控制。当优先级较高的监控终端接管优先级较低的监控终端对某一远程图像的控制权时，优先级较低的监控终端上能给出相应的提示信息。E、系统能实现多点看一点的功能，实现MIS网上多个用户终端同时观测某变电站终端的某一摄像机的实时图像。此时的控制权在第一召集人的用户终端，其他用户终端可以通过网络协商获得控制权（本地操作员拥有最高优先权）。F、系统能满足多个网络终端同时观测某变电站终端的116路实时图像。G、系统具有多点对多点功能，多个网络终端可同时监控多个不同的变电站终端。H、监控终端能选择远方变电站终端(受控端)的任一摄像机进行监控，本地操作员通过控制键盘同样可以实现。实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整；如果是带预置点的云台，监控中心操作员能控制云台直接到预置的方向和观察角度（包括水平转动角度和垂直转动角度）；镜头的预置点位置以中文列表形式显示。能控制远端监控终端的受控设备，如照明灯光等。I、监控终端能手动对远程图像进行录像，可随时调出查询并对录像文件进行回放。J、图像切换时间：当远程图像处于连接状态时切换时间小于0.5秒；当远程图像不处于连接状态时，还应加上建立连接的时间；正常连接时间应不大于2秒。远程控制摄像机云台、镜头和灯光及警笛时，控制响应时间小于0.5 秒。K、终端摄像机具有电源远方投切功能（如为防止摄像机在夏季运行时温度过高影响设备寿命，平时可设置断开工作电源，待连接时自动或手动给摄像机上电传送图像，如系统发生报警时会全部自动正常投入运行）。4.5、权限系统由系统管理员统一管理，系统管理员能设置操作员的数量、用户名和原始口令，具有设置和控制监控终端和操作人员的连接权限、控制权限和管理等级等使用权限的优先级功能。A、每台远程监控终端可指定其监控范围。B、每台远程监控终端可任意指定其所能查询的摄像机数目。C、每台远程监控终端有32级优先级别之分，优先级体现在控制权协商上。每个远程用户的各项操作权限可以分别给予和禁止，特别是一些涉及到系统安全性的重要操作。D、同一远程监控终端的操作人员可分为不同的管理等级，不同管理等级的操作人员具有不同的权限；远程操作员具有进入和退出监控软件、修改口令、连接远端、控制远程摄像机和云台、控制远程受控监控终端的输出、报警设备的布防和撤防、接收和处理报警信号、设置图像自动切换的方式和时间等权限。E、远程操作人员进入和退出监控软件需输入用户名和口令；能随时对监控软件的操作进行锁定和解锁。F、远程操作人员对监控软件的使用记录自动存档。第五章 系统软件51、系统软件平台图像编码器和视频服务器均采用了高性能的系统，无须人为操作，开机即可工作。网络服务器和监控中心值班员工作站采用WINDOWS NT中文操作系统。其他用户采用WINDOWS 98/2000中文操作系统。5.2、应用软件A、 安装安装设置方便，有专用安装软件、安装向导，有中文提示。B、工作方式l 有防病