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图像监控系统的建设与问题 |
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| 图像监控系统的建设与问题 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:17:17  |
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秀慧 广东韶关擎能设计有限公司 (512027)
李志强 广东韶关供电分公司 (512026)
图像监控系统最早是作为保安手段应用于电力系统，1997年韶关的北区站投运时，安装了一套图像监视系统，在调度端通过工业电视对站端进行实时监视；但限于当时的技术条件，效果不尽人意；而且并未考虑和变电设备的结合。随着无人值班变电所技术改造的不断发展，电力系统自动化程度已有了很大提高，实现了对远方变电所的四遥功能。在无人值班的情况下，如何监视并记录变电所的安全以及设备的运行情况，监测电力设备发热程度，以便于及时发现、处理事故情况，提高电力系统自动化的安全性和可靠性，成为一个亟待解决的问题。
数字远程图像监控系统是近期发展起来的新技术，并逐步在电力系统推广应用，但在应用过程中，在图像监控系统的应用范围、监控点的布局、监控系统的操作维护、监控中心的设置等方面，都存在不同的看法。本文根据武江站实际工作经验，简要介绍电力系统图像监视系统基本原理和工程设计方面应该考虑的问题。
1 图像监控系统在无人值班变电所的应用范围
电力系统要求实现的功能：
·监视设备的运行情况；
·防火、防盗的要求；
·由于电力系统设备过热是一不容忽视的现象，因此图像监控系统还应具有设备过热检测功能；
·读取有关表记指示；
·操作时核对设备到位情况。
为达到以上要求，结合图像监控系统的技术特点，一般应具备以下功能：
·监视监听功能：在监控主站上能灵活、方便、清晰、实时地监视任一路摄像机的画面，并对其云台和镜头进行控制，还能对现场进行监听；
·灯光控制功能；
·安防和消防报警功能；
·数字录像功能；
·摄像机预置功能：如果一台摄像机需要监视多个目标点，带预置功能的一体化摄像机是一种很好的选择，它能预置多个监视位置的云台和镜头参数，使用时，能方便快速地转到相应预置点，并自动调整好镜头的变焦和图像清晰度；
·警视连动功能：在发生报警时，监控主机上的图像应能自动切换到相应的摄像机，有预置功能的摄像机还能自动转到预置点，同时自动启动数字录像；
·超温检测功能：图像监控系统应配备金属热感探测器或专用红外测温装置，能进行超温检测和报警；
·系统管理和记录功能：包括优先等级和使用权限的设置，用户操作的记录，控制权的自动协商等。
·能与一些电力控制设备互连，记录和上报这些设备的运行情况；
·能与计算机网络系统互连，使位于网络上的相关部门的计算机也能用作监控主机，有利于领导及时了解、监督和指挥现场工作；
·多路分屏实时监视：系统能在一台监视器屏幕或电视墙上同时实时显示多路来自不同变电所的图像；
·同时监视功能：多个监控终端能同时监控同一或不同前端；
·为了确保变电所火灾报警的可靠性，烟雾报警应能与RTU互为备用；
·兼有会议电视或可视电话功能。
除上述主要功能外，还可具备一些其它功能，如事故再现、远方监护、自动巡视、智能比较等。系统可以按时间、地点(镜头)或图像文件进行检索和回放。
2 远程图像监控系统的结构
远程图像监控系统一般由多个远程现场和一个监控中心组成。通信设备采用传输信道和相关设备，可以是以太网、ISDN、DDN、电话线等形式。在远程现场和监控中心之间有通讯线路连接。在每个现场均有若干摄像机。摄像机的镜头、云台可控，并可加若干传感器、警灯、警号等外围设备。在监控中心可以任意监视各个现场，并收集各现场的报警信息。
现场由一台监控主机（编码器）和其它相关设备组成。镜头包括固定镜头、半旋转镜头和云台镜头。其中云台控制器用于控制摄像机的转动及镜头的变焦和聚集，同时具有视频切换和报警接收功能，灯光控制器用于控制照明灯光，从而保证在光线不足时或晚间也能获得清晰的图像。
监控主机将切换后的视频数字化，并进行图像压缩编码，再将压缩后的视频、报警等数据复合后通过信道发送到监控接收主机。也可将音频数据进行编码，复合在一起传输，同时实现声音通信。另一方面，前端主机接收来自监控中心控制主机的控制信号，实现云台、镜头和灯光等控制，以及进行报警的布防和撤防。
监控中心设备由视频监控服务器和若干监控主机组成，来自不同前端的数据，通过通信接口输入视频监控服务器，实现就地监视或在局域网内实现WEB方式的管理。武江站监控系统就实现了远端的WEB浏览与部分控制。可由多个用户同时进行监控，每个用户可同时监控多个前端，不同用户也可同时监控同一前端，具有很大的灵活性。视频监控服务器除转发视音频数据外，还完成对整个监控系统的管理，如优先权、用户权限、日志、控制协调、报警记录等等。
3 图像监控系统在实际中的应用
3.1 存在的问题
·使用意识不强，运行人员没有养成使用习惯；
·现场摄像头布点太少，产生监视死角；
· 图像质量优势不够理想，尤其在信道速率较低时；
·是否可以代替现场监护，真正实现远方操作，远方监护，尚未有权威定论；
·摄像头的维护繁琐；
·使用者，包括部分管理人员，安全意识不强，认为系统可有可无，不经任何程序，随意停用遥视系统。
要解决以上问题，需要从设备选型、工程施工、人员培训等方面加强工作。
3.2 系统选型时的注意事项
·选用成熟的系统，一个实用的图像监控系统，必须能长期稳定地运行，才能发挥作用；
·选择在图像监控方面具有较强研发能力的公司，以保证产品的先进性和升级能力；
·图像质量是图像监控系统实用化的关键，在信道速率较低时，如普通电话线，为了保证监控图像的清晰度，宁可牺牲帧率来换取图像的清晰度；
·系统有良好的可扩充性；
·良好的工程经验和售后服务。
3.3 施工时的注意事项
·由于变电所的电磁干扰较严重，必须采取良好的抗干扰措施，正确的接地方法；
·采用PVC管、铠装等方法保护电缆免受鼠咬；
·设备及安装应具有抗雷击保护措施；
·摄像机的安装位置应合理选择，并应考虑维护方便，避免产生监控死角，尤其是重要的开关、刀闸位置；
·入侵报警和火灾报警探测器的安装应选择有效位置，注意免受干扰和误触发。
3.4 图像中心的建设
对于形成一定规模的监控系统，一般认为无人值班站数目超过10个，有必要建成独立的图像监控中心。一般情况下，电力部门已实现了调控合一或建成了集控中心。对调控合一的方式，宜建立独立的图像中心。对有集控中心的，宜将图像中心与集控中心合二为一。图像中心的建成，将大大加快真正无人值守的实现。
对于图像中心的建设，有以下注意事项：
·完善的屏蔽与防静电措施；
·足够容量的备用电源，可与调度大楼其他系统共用）；
·与现有的图像监控系统兼容；
·灵活的画面切换方式，可实现多画面监控、焦点监控、事故顺序监控、强制插入监控、记忆监控等；
·对调控合一的方式，宜建立独立的图像中心。对有集控中心的，宜将图像中心与集控中心合二为一；
·图像大屏幕尽量避免使用背投式，以降低运行费用；
·采用大容量的磁盘阵列实现对历史数据的保存；
·由于硬件设备更新换代快，所以必须实现布线模块化，在设备升级时既不用重新布线，还可以实现无缝升级，从而不影响运行工作；
·至少要有2M以上的通道速率，并且实现通信方式的环网运行。
4 安全问题
4.1 网络分段
把网络上相互间没有直接关系的系统，如MIS、SCADA系统等分布在不同的网段，由于各网段间不能直接互访，从而减少各系统被正面攻击的机会。网络分段可分为物理分段和逻辑分段两种方式。
4.2 加强服务器主机的独立性
局域网中,应对遥视系统服务器主机的安全性加强控制,尽可能将其独立,这样可保证遥视资料的安全性、完整性。
4.3 加强软件安全措施
加强使用防火墙技术。同时，一定要使用杀毒软件，并做好防止黑客攻击措施。
4.4 数据库的备份
服务器中的程序、数据是动态的，随时变化，因此要作好备份工作，使系统崩溃时，可以及时恢复数据，保证工作正常进行。
总之，变电所图像监控系统解决了变电所现场的可视化及环境监控问题，是对“四遥”功能的有益补充，为实现“无人值班，无人值守”提供了可靠的保证。
遥视系统的推广应用对提高变电所运行的安全性、可靠性，提高运行和管理的科学性，充分发挥变电所效益，促进管理工作的现代化有着非常积极的意义。
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