采用高压感应供电和公共服务GIS系统的高压输电线路无线视频监控系统（部分供参考）.doc

采用高压感应供电和公共服务GIS系统的高压输电线路无线视频监控系统（部分供参考）引言在我国经济快速增长、能源日益紧张的今天,电网的安全性越来越受到重视,对供电部门提供电力供应的质量(稳定性、不间断性及伴随服务)要求也越来越高,遍布全国各地的远距离高压输电线路的电网运行的安全性显得尤为重要.高压电力线路具有分布区域广、传输距离长、地形条件复杂多变、受环境气候影响大等特点,而且组成的电力设施众多,参数复杂,对输电线路的管理和维护的工作量非常大,目前人工维护巡检方式的电力输电线路维护所面临挑战如下:电力设施被盗和外力破坏输电线路上大跨段导线舞动带来的隐患导线和设施的自然老化或质量缺陷环境恶劣的天气对输电线路的破坏微气候的影响自然灾害导致的破坏其他因素的破坏随着通信技术、计算机网络技术以及数字成像技术的飞速发展,对输电线路实行远程视频监控成为可能,由于输电线路固有的分布范围广的特点,实施远程无线视频监控有其独到的优势,更是得到越来越广泛的应用.架空输电线路远程可视监控系统利用先进的数字视频压缩技术、低功耗技术、在波通讯、光纤通讯或者GPRS/CDMA/3G/wifi无线通讯技术,将现场图像、温度、湿度等环境信息通过GPRS/CDMA/3G网络传输到监控中心,从而实现对输电线路及环境参数的全天候监测.使管理人员及时了解现场信息,将事故消灭在萌芽状态,有效地减少由于导线覆冰、洪水冲刷、不良地质、火灾、导线舞动、通道树木长高、线路大跨越、导线悬挂异物、线路周围建筑施工、塔材被盗等因素引起的电力事故,在巡视人员不易到达地区,大大减少巡视次数,为输电线路的巡视及状态检修开辟了一条新的思路,被形象地称为线路巡视管理的千里眼.系统可以将电力杆塔、线路现场的图像、气象信息经过压缩、分组后通过通讯网络传输到监控中心,从而实现对输电线路周边环境及环境参数的全天候监测.输电线路视频监控系统采用实时摄像与快速抓拍相结合的方式,结合图像处理、侵入报警、历史数据比对、远程调控、夜视(夜间拍摄)、加热(防摄像机镜头结霜)、入侵报警、越界报警、环境温度监测、无线传输等技术,实时准确地对监测高压输电线路进行监测,同时发出预警处理信息,从而有效的避免了线路事故的发生.输电线路分布地域广,地形复杂,地理信息系统(GIS)是线路管理和可视化的理想手段,传统电力GIS采用专用软件、专用地图,建设周期长,投资大,利用率低,互联网以其开放性和友好界面迅速成为网络信息处理和发布的载体.随着互联网应用的普及以及地理信息系统技术的逐步推广,Web已经成为传播地图的理想媒介,成千上万的人通过www访问静态的、动态的或用户自定义的地图.Internet将信息传播给广大用户,使得普通公众(而不仅仅是GIS的专业人员)都能从地理信息系统技术中获益.基于Internet的GIS已经成为当代GIS最热门也是最重要的发展方向之一. 网络地图服务使海量的空间数据在集中或分布的服务器中存储、发布、组织和管理.用户通过客户端对空间数据进行在线检索、查询、分析、下载,并且以地图的方式显示,不受时间和空间的限制,突破了传统地理信息系统应用的范围和需要较高程度的专业知识的限制,同时网络地图服务还使得分布在不同地域、不同部门的用户能够基于空间数据进行协同工作,从而达到提高系统资源利用率,扩大信息使用范围,快速高效地完成所需的功能和节约投资的目的.目前网络地图服务存在两个发展方向:一个是从万维网地理信息系统(WebGIS)角度,强调实现网络地图的空间分析功能,着重于解决开放式、分布式地理信息服务平台中的异构系统间的互操作及跨平台的数据集成与共享等问题;二是从互联网.NET角度,以提供地图搜索服务为主,强调采用高效的索引算法来提供快速的网络查询服务和方便的位置服务,Google Earth、Google Maps是这种新型网络地图服务的代表.但也正是由于互联网的开放性,使得Web GIS服务在要求高安全性的电力系统难以得到应用,本项目采用开放接口和布设于专网的专用地图服务器相结合的方式,设计并实现基于WebGIS的电力GIS地图服务系统.无须专用地图,无须巨额投资,即可实现大范围,跨省市的高清晰度卫星影像和平面地图相结合的地图服务.快速搭建专用输电线路地理信息系统,并合理解决地图更新问题.视频监控该系统的由两部分组成,分别是智能网络无线视频终端系统(无线视频终端+摄像机 ),监控中心系统( 中心服务器和监控客户端) .无线视频终端是一台高性能的嵌入式网络视频编码器,它部署在图像监控的现场,它从摄像机采集模拟视频信号,然后把图像数据进行编码和压缩成为数字视频数据,最后利用GPRS/CDMA/3G无线传输模块将图像发送到监控中心的中心服务器,在我们的方案中,采用最新设计的将3G(或CDMA、GPRS)通讯、视频终端和摄像机集成的智能无线网络摄像机,同时集成入侵报警、红外夜视功能,也提供其他报警联动接口,支持可变帧数据采集和可变压缩比、可变分辨率视频采集,支持远程遥控.中心服务器器和监控客户端是部署在后端网络环境的远程图像采集、存储、管理、分析和监控系统. 智能无线网络视频摄像机主要性能指标最高D1图像解析度,高清晰画质视频支持红外夜视自动除霜、加热,防高寒支持多种录像方式、可循环录像、音频监听、音频会议、视频会议,支持多人观看,支持IE浏览操作方便,客户端软件支持切割功能,最高可进行64路画面切割,软件搜索IP客户端可分配IPIP地址自主管理,帐号名称区分,密码保护视频图像移动侦测,报警输入,输出定时录像,即时录像云台与镜头控制支持多种云台协议,通过客户端软件控制云台和电子镜头,可进行远程控制随时随地可以打开浏览实时图像,保证视频文件不间断录像中心站点管理所有电站高压输电线路的视频监控系统,并应能够提供录像、检索、播放等系统管理方式. 系统建立起了高压输电线路与系统之间迅速、准确、有效的信息传递通道.输电企业可以随时掌握高压输电线路的状态,及时发布控制命令.还可以为现场提供服务信息,有多种监控方式可供选择. 多种网络接入方式,适合各种网络环境,应用领域广泛. 卫星影像和平面地图相结合的线路监控GIS地图服务采用google map地图和自主开发的地图服务系统;保持Internet Google Map的所有特点,支持高清晰度卫星影像地图和二维大比例尺地图;输电线路及杆塔数据实时标注,支持实时数据采集,可以与线路巡检系统集成或扩充GPS/GIS线路巡检功能;视频数据与GIS系统无缝集成;全Web方式视频和地图服务,支持全网范围内运行,支持管辖区隔离和保密.监控中心在监控中心机房,配置2台服务器分别作为中心服务器(无线视频网关)、存储服务器、以及监控主机,实现对各监控点视频的管理、存储和视频浏览,以及对前端摄象机的控制.负责各监控点视频资料的录像.所需硬盘空间大小由录像视频数目、录像时间长短、录像保存周期,图像质量、帧率以及画面复杂度等决定.通常1路运动画面1小时的录像文件大小在70M左右,静止图像约20M左右,典型值约50M.例如:50路视频录像3天,每天录像24小时,所需磁盘空间:50M/H*24H*3天*50路200G; 监控主机安装客户端软件,实现对各监控点的视频浏览和摄像机姿态调整等功能. 监控中心安装有网络视频解码器,负责将前端的采集来的数字信号解码还原出图像和声音传输到电视墙上. 监控中心主要功能包括:远程图像传输:系统采用GPRS/CDMA/3G无线传输,监控中心安装视频监控服务器,局域网中的授权用户可通过IE浏览器监控远程现场.不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场,可多人同时观看一个现场,也可以不同用户选择任意现场监控. 远程设备监控:监控用户可分配给不同的控制权限.控制权限高的用户可优先对设备进行控制,如控制云台转动选择监视区域对象;调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果;还可以对指定的其他现场设备开关进行控制等. 多画面监视:系统具有在同一客户终端上同时监视一路、二路、三路、四路前端图像的功能,用户点击某一路图像时可放大实时监控. 多画面轮巡:监控用户可将监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换,也可在一个图像框内轮巡显示全部的摄像机画面.画面切换间隔时间可灵活设置,画面间隔时间可调节.控制优先权机制:管理机制完善,可以给不同级别的用户分别分配相应的控制权限. 远程可进行语音对讲:可以实现监控中心和指定无线视频终端进行双向语音交流,方便领导进行远程指挥操作. 录像与回放:用户可以按时间、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料,可以用软件内置的播放器进行播放.图像播放速度可手动调节.计划录像 :系统管理员可设定多个时间段对多个监控前端的图像进行录制,图像数据保存在图像监控系统服务器的硬盘上.定时方式可选择单次录像和每天定时录像,各个时段可以单独设置.录像速度可以调节. 报警自动联动录像:若某一报警探测器布防时选择录像功能,则当该报警探测器有报警发生时,自动进行录像,录像时间用户可以事先设定,录像速度也可以调节.报警自动录像文件保存在图像监控系统服务器的硬盘上. 手动录像:监控终端用户可根据需要随时选择系统各个监控前端进行录像控制,图像数据保存在客户端本地的硬盘上. 录像回放:用户可以按时间、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料,可以用软件内置的播放器进行播放.图像播放速度可手动调节. 关键技术大功率高压线感应供电安装在高压输电线路上的视频监控设备要持续稳定工作必须解决供电问题,目前主要的技术手段是采用太阳能设备配合高容量蓄电池进行供电,在东北高寒地区冬季低温环境或在持续阴雨天情况下,太阳能发电装置和蓄电池装置都无法提供稳定的供电,太阳能设备也易受环境影像,长时间运行积灰后输出功率会大大降低,蓄电池本身的寿命问题也会为后期维护带来很大的负担,另外太阳能供电方案成本高昂也影响了系统的推广应用.电源供给问题已经严重阻碍了高压线路监控设备的开发和应用,本方案对性地解决了这一技术难题,实现了电源在线供给,是高压线路电气设备的理想电源.主要设备及性能特点网络摄像机:采用高性能、功能强大的可编程媒体处理器,单芯片SOC,内置(ARM9+DSP)和高速视频协处理器.高灵敏度SONY CCD传感器.优化的H.264 Baseline ProfileLevel 2.2压缩算法,方便在窄带上实现高清晰的图像传输.最高支持D1解析度的实时编码(PAL:704*576 25帧/秒NTSC:704*480 30帧/秒).最大可支持10个用户同时浏览.内置Web Server方便用户使用标准的IE浏览器实现对前端的实时监看和设置管理.支持CDMA1X、GPRS和3G 移动网络,支持手机监看.支持远程系统升级功能.支持动态域名解析,支持LAN和Internet (ADSL、Cable Modem).支持多种网络协议:HTTP, TCP/IP, UDP, SMTP, DDNS, DNS, SNTP,BOOTP, DHCP, FTP, SNMP.支持双向语音对讲和语音广播.网络自适应功能:根据网络带宽自动调整码流大小和编码帧率.提供视频丢失、移动检测(区域、灵敏度可设)和传感器报警功能.提供RS485/RS232 串口和内置各种解码器协议,支持透明传输协议.异常自动恢复功能,网络中断自动连接功能.性能指标图像传感器:520线0.5Lux彩色1/3SONY Super HAD CCD.自动镜头控制:DC驱动.彩色清晰度:520线.视频压缩算法:H.264 baseline profileLevel 2.2.视频解析度:PAL:352x288(CIF),704x288(2CIF),704x576(D1).NTSC:352x240(CIF),704x240(2CIF),704x480(D1).彩色夜视:支持.可调视频参数:Brightness, hue, contrast, saturation and image quality.流格式:纯视频流或音视频复合流.视频帧率:PAL:125帧/秒.NTSC:130帧/秒.视频压缩码率:16Kbit/S4Mbit/S.视频输出:1通道复合视频输出.线性音频输入:1通道线性输入,输入阻抗:1k.语音对讲输入:1个内置麦克风.音频压缩算法:G.726.音频输出:1通道线性输出,1通道内置喇叭,1通道内置蜂鸣器.支持协议:TCP, UDP, IP, HTTP, FTP, SMTP, DHCP, DNS,ARP, ICMP, POP3, NTP, Ipsec, UpnP, RTP, RTCP.系统接口:10Base-T/100Base-TX 以太网接