变电站联网监控

1、目 录第 一 章 背景及需求- 1 -1.1 应用背景- 1 -1.2 需求分析- 1 -1.3 设计意义- 2 -第 二 章 系统总体设计- 3 -2.1 总体目标- 3 -2.2 总体架构- 3 -2.2.1 系统拓扑- 4 -2.2.2 系统组成- 4 -2.3 系统功能- 5 -第 三 章 设备性能- 7 -3.1 前端摄像机- 7 -3.2 平台服务器- 8 -3.3 工作站- 9 -3.4 存储系统- 11 -3.5 大屏显示- 13 -3.5.1 大屏显示子系统结构- 13 -3.5.2 LCD大屏亮点- 13 -I第 一 章 背景及需求1.1 应用背景智能变电站是坚强智能电网的

2、重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，与其他环节联系紧密，是统一坚强智能电网安全、优质、经济运行的重要保障，也是实现智能电网自动化特征的主要体现。因此，加强智能变电站的建设，对于国家电网公司坚强智能电网的建设至关重要。随着变电站信息化建设，变电站内部管理从粗放型向集约型过渡，逐步加强了对变电过程的集中管理,通过数据源头自动采集，借助变电站现有网络资源自动加载到上级实时数据库，为各级管理部门应用提供开放的数据平台，使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态，从而实现整个生产过程的自动化，并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化，从而为保证生产设备正常运转，降低生产成本提供重要依据

3、。变电站内现有部署设备众多，能够在远程监控中心及时、全面的了解和掌握对各前端设备装置运行状况、数据安全和故障现场进行远程监控。为了对各下属变电站的运行状态进行监控。本次设计在现有变电站监控的基础上建设一个总部监控中心，部署高清视频监控系统，通过网络传输至变电站总部监控中心。1.2 需求分析根据对各远程变电站监控系统现状的分析，需要建立一套适应变电站系统整体需求的现代化高清网络监控系统，对系统运行、业务、设备等进行统一、集中管理，需要实现以下目标：1) 各前端变电站利用现有视频监控系统，使得各地的摄像机能够在本次建设的总部监控中心集中显示监控图像；2) 监控中心部署一套液晶拼接显示设备，集中显示

4、各地变电站的状况；3) 监控中心部署一套存储设备，实现对前端各变电站视频图像的实时录像；4) 成熟、稳定、先进的体系架构：各地变电站及监控中心整个系统架构应用采用标准化、开放式设计，以便于后期的大规模扩展、应用，消除系统性能瓶颈、减少关键设备故障对整个系统的影响、具有良好的开放性；5) 低延时、高质量的视频保障机制：为满足监控系统在实战中的快速反应能力，整个系统要求延时低、质量高。保证监控实况流的实时传送，监控存储流、存储回放流的传送质量，实现全网内图像资源的快速、可靠的实时播放、存储、调用。6) 整体性价比高：系统应将标准、成熟的视频监控联网技术结合最新的监控技术应用到联网监控系统中来。整个

5、方案有效降低变电站的监控成本及后期的设备能耗的支出；降低后期的总体运营维护成本。1.3 设计意义1) 变电站综合监控系统的应用实现了监控中心对各地变电站的集中管理，通过系统可以了解任意变电站的情况，满足全方位管理的需要；2) 变电站综合监控系统作为变电站安全生产运行不可缺少的辅助技术措施，对变电站环境状况、设备运行状况、现场安全状况等实现实时监视，提高变电站安全生产和运行管理的水平；3) 变电站综合监控系统针对变电站运行模式，可作为远方操作监视以及设备巡视的辅助手段；4) 变电站综合监控系统可通过录像查询对发生事故原因和事故处理过程提供图像资料；5) 变电站综合监控系统作为生产管理信息系统的一

6、个应用，领导和专业管理人员在日常的生产管理工作中可直接根据现场的情况进行研究分析；6) 变电站综合监控系统可作为现场安全作业督查、控制的辅助手段；7) 变电站综合监控系统可作为对外交流参观、介绍公司装备情况的平台。第 二 章 系统总体设计2.1 总体目标变电站作为电网运营系统中的重要一环，稳定运行的重要性不言而喻。利用综合数据网，建立覆盖变电站的综合监控系统，以视频监控为核心，推动可视化生产管理，是提高安全生产管理水平的一项重大举措。针对各变电站的系统现状，我们将再总部监控中心仙剑一套视频监控管理平台，建立一套适应变电站安全生产的现代化综合监控系统，对前端的运行、业务、设备等进行管理，并满足上

7、级平台集中管理、分层查看、分级监督的需求，主要实现以下目标：1) 整个监控系统采用二级管理方式，即总部监控中心和各变电站远程监控点；2) 通过在变电站安装高清摄像机实现对重点区域和重要设备的全方位、无死角监控；3) 建设的高清摄像机能够在各自的远端监控中心和总部监控中心电脑客户端观看；4) 所有摄像机所录取的录像信息在各远端存储时间达到1个月，在总部监控中心集中存储，存储时间为90天；5) 总部监控中心部署一套3×4的液晶拼接墙用于实时显示本次建设的变电站视频图像；6) 在外网可通过电脑客户端登录本次部署的平台进行观看；7) 可通过手机客户端进行本次建设的图像观看。2.2 总体架构整

8、体系统如下：2.2.1 系统拓扑2.2.2 系统组成变电站综合监控系统由变电站前端系统、传输网络和监控中心三部分组成，其中监控中心系统支持多级级联方式。 变电站前端系统变电站前端系统是信息采集部分，本期项目主要部署变电站高清视频监控，主要负责对变电站现场视音频信息进行采集、编码、存储及上传，并进行本地的相关联动。 传输网络变电站综合监控系统的网络承载于传输网络综合数据网，用于前端与平台、平台之间的通信，变电站综合监控系统的网络类型比较多元化，根据各地变电站的实际情况，可以依托已有的LAN、Internet等各种网络。监控中心及内网用户可以对系统进行监控，实时了解变电

9、站前端的运行情况；变电站系统的视音频、报警信息可上传至监控中心并进入视频监控内网，供监控中心及网络授权用户查看调用。 监控中心监控中心可管理所辖变电站的所有监控设备，接收由所辖变电站上报的监控、告警等信息，满足区域监控中心用户视频信息查询的需求。2.3 系统功能1) 实时视频监控采用海康威视的高品质摄像机，具有防尘、防水等功能特性。实时获得监控区域内清晰的监控图像，摄像机可以满足不同区域监控点的监控需求，实现24小时不间断监控，实现全方位、多视角、全天候式监控。2) 智能应用通过SMART摄像机，对于重要区域采用智能分析技术，通过行为分析和智能跟踪的方式，实现安全防范监控；本系统

10、中主要针对变电站特殊场景，对区域入侵、进入区域、离开区域等多种行为进行识别和触发报警。针对变电站已有摄像机且摄像机不具备智能分析功能的现状，可以在中心进行增加智能分析服务器的方式进行实现：域入侵、进入区域、离开区域等功能。3) 联动预案通过现场设备和平台软件对前端设备进行关联，制定联动预案：在夜晚启动智能分析功能，当前端摄像机探测到变电站有物体移动时，预设的报警能弹出窗口，并在监控中心大屏上进行显示。4) 录像回放对监控视频进行实时存储，记录告警前后的现场情况，记录变电站设备检修过程；通过网络调用回放录像，提供设备故障发生时的资料，为设备故障分析和故障处理提供帮助，并为故障处理和标准化作业教学

11、提供宝贵的资料。5) 远程配置维护系统提供远程访问功能，管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，实现校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能，提高的设备维护效率。6) 手机客户端通过手机客户端能够对建设的前端监控点等视频设备的运行状态进行统一监控，方便外出人员远程观看变电站状况。 - 16 -第 三 章 设备性能3.1 前端摄像机摄像机是整个系统的“眼睛”，监视场景的画面经摄像机镜头进入图像传感器，转换为图像信号，最终传输至系统后端进行存储与显示。海康威视提供丰富的产品形态，支持不同的场景下的对产品形态的需求：变电站均为封闭环境，且部分变电站没有设计窗户，尤其夜间容易光线不足

12、，虽有补光灯，也只是在需要时才人为打开，不能保证24小时的监控效果，所以以下室内监控选型我们均推荐使用带红外功能的摄像机。基于不同的焦距，红外灯照射距离以及不同功能进行组合，提供美化设计外观，方便各种应用场景下的快捷安装。旋转调节支架可同时支持壁装、吊装，并可按需调整监视角度，大大降低安装难度。l 采用H.265 编码,最高分辨率可达200万像素（1920×1080）,最大可输出Full HD1920×108030fps实时图像l 逐行扫描CMOS,捕捉运动图像无锯齿l 码流平滑设置，适应客户不同场景下对图像质量、流畅性的不同要求l 支持GBK字库，支持更多汉字及生僻字叠加

13、,支持OSD颜色自选l 采用ROI、SVC等视频压缩技术,压缩比高,且处理非常灵活, 超低延时,超低码率,支持smart264编码l 支持宽动态范围达120dB,适合逆光环境监控,支持3D数字降噪功能l 支持最大128G Micro SD/SDHC /SDXC卡本地存储l ICR红外滤片式自动切换,实现真正的日夜监控；支持日夜两套参数独立配置l 可选智能温控，低功耗加热，支持低温启动(-H可选)l 采用高效红外阵列灯，低功耗，照射距离最远达50m(2.8-12mm)l 红外增透面板，提高红外光透过率l Smart IR功能，根据镜头焦距大小智能改变红外灯亮度，使红外补光均匀，近处物体不过爆，远

14、处物体不遗漏l 支持除雾，防止设备内部起雾l 采用防杂光玻璃，保证画面效果，排除杂光干扰l 支持本地模拟输出,方便安装调节l 支持三码流,支持手机监控l 支持透雾,并具有多种白平衡模式,适合各种场景需求l 支持背光补偿,自动电子快门功能,自动光圈,慢快门,走廊模式,适应不同监控环境l 具备越界侦测,场景变更侦测,区域入侵侦测,音频异常侦测,虚焦侦测,移动侦测,人脸侦测,动态分析等多种报警功能l 支持智能后检索，配合NVR支持事件的二次检索分析l 功能齐全:图片叠加,匿名访问,IP地址过滤,心跳,镜像,PTZ控制,报警,一键恢复等l 支持GB28181协议，支持E家平台接入l 支持NAS、Ema

15、il、FTP、NTP服务器测试l 支持HTTPS,SSH等安全认证，支持创建证书l 初始设备开机修改密码，保障密码安全l 支持用户登录锁定机制，及密码复杂度提示l 支持IP67防护等级3.2 平台服务器平台主要有以下服务器：中心管理服务器、流媒体服务器等。其他软件模块可安装在这些服务器实现功能。1) 管理服务器管理服务器是综合辅助系统监控中心系统的核心单元，应实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理，报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理，同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持，包括配置管理、安全管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。2) 流媒体服务器流媒

16、体服务器是综合辅助系统监控中心系统的媒体处理单元，实现客户端对音视频的请求、接受、分发，流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖，在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。流媒体服务器能接受并缓存媒体流，进行媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。3.3 工作站1) 监控工作站监控工作站负责对平台所辖变电站的实时预览、录像回放、报警管理及视频、报警等系统信息的获取和控制。软件C/S控制客户端专门用于对平台视频、报警调阅，对设备进行操作、控制，满足控制客户端的要求。2) 手机客户端手机客户端用于远程视频预览和录像回放：登陆平台，获取到平台的监控资源，然后进行实时预览，并且能进行云台控制登陆平台以后

17、能获取平台的录像资源，然后打开该资源，进行录像远程回放3.4 存储系统由于前端各变电站环境条件和安全条件各不相同，为保证视频存储的可靠性，本次采用中心集中存储的方式进行部署，按照60路1080P 3M码流存储30天计算，需要16块硬盘，为保证后期扩展，本次采用24块硬盘的存储设备。Ø 磁盘检测修复及RAID优化技术磁盘检测及修复提供磁盘使用前的预检技术，做到未使用先预防；提供磁盘使用中的巡检技术，做到及时报警；提供磁盘故障后的修复技术和复活技术，提高磁盘使用效率。RAID优化技术支持RAID 0、1、3、5、6、10、50、VRAID多种RAID模式，以及全局热备和局部热备，多重数据

18、安全保护；支持监控级硬盘组建RAID；支持RAID即建即用，支持逻辑卷的动态在线扩展。Ø 高级数据保护系统信息实时备份系统关键信息在系统卡和硬盘中进行同步实时备份，防止部分硬件故障导致应用不可恢复。数据防篡改提供基于RAID的写一次读多次数据防篡改技术，数据一旦写入WORM空间，将不能被删除或者更改，确保数据的真实性。数据同步提供设备间的数据同步功能，无须服务器参与。卷克隆当RAID不可用时，只要硬盘物理上可读，即可通过卷克隆技术，恢复数据。Ø 绿色节能CPU智能调频CPU根据负载动态调节工作频率，降低系统功耗。风扇精智能调速提供智能精细化调速策略，有效提高散热效率、降低噪

19、声。硬盘智能休眠可依据业务负载的情况，使部分或全部无读写的硬盘进入休眠模式，减少能源浪费，延长硬盘寿命。Ø 人性化运维界面提供一键配置功能，快速完成系统配置；提供友好的图形化界面，用户可及时获知设备运行状态信息（关键部件、存储资源、环控信息等）；提供丰富的报警管理方式，支持指示灯、手机短信以及邮件等告警方式，提升设备维护效率。Ø 安防专用直写技术高性能的流数据管理结构实现基于裸空间的预分配策略，规避文件系统损坏引起的文件不可读或丢失的问题，避免因文件碎片累积造成的覆盖写入性能衰减，保证性能稳定。混合流直存支持视频流、图片流、SMART流混合直存丰富的视频应用服务支持报警录像

20、、定时录像、手动录像等多种录像方式；支持抽帧存储，可减少存储容量；支持CVR集群技术，提供设备级保护，保证系统业务的持续性；支持智能补录（ANR）、录像丢失检测报警，可确保网络异常时录像数据的完整性；CVR应用自我监测及异常修复，可确保配置信息异常时数据不丢失、业务不中断；支持存储设备内部数据备份和设备间异地数据备份，进一步提高数据的安全可靠性；支持关键视频数据的加锁保护功能，防止循环覆盖。VRAID（VideoRAID）数据保护RAID组坏多盘时，录像业务“读、写”均不中断。3.5 大屏显示大屏显示子系统建设的总体目标是：系统充分考虑到先进性、可靠性、经济性、可扩充性和可维护性等原则，建成一

21、套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的液晶大屏幕拼接系统，以达到满足大屏幕图像和数据显示的需求。3.5.1 大屏显示子系统结构大屏显示子系统不仅包含用来视频图像显示的大屏显示部分，还包括解码控制等产品，根据监控中心实际环境，本次为监控中心设计的是LCD大屏拼接控制系统。本次设计是的2*3的46寸大屏拼接。3.5.2 LCD大屏亮点亮点1：高亮度常规电视、电脑显示器等显示设备亮度值介于250300cd/m²之间，海康威视液晶拼接屏的亮度值介于450800cd/m²之间。高亮度保证了画面显示质量，可以更加真实反映出信号源的画面质量。普通显示方案 海康威视高端显示方案亮点2：高对比度海康威视液晶拼接屏的对比度高达2000：14500：1。高对比度可以更有效的凸显画面本身的层次感，画面过度更显细腻，有助于观看者有效捕捉到画面中的每一个细节。普通显示方案 海康威视高端显示方案亮点3：快速响应真正8ms响应时间，有效消除画面的拖尾现象，画面更加流畅，更佳的适应高速动态画面显示。普通显示方案 海康威视高端显示方案亮点5：超宽视角水平、垂直178°的超宽视角，站在任意角