職稱論文范文 無人值班變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控技術(shù)探討

1、職稱論文范文 無人值班變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控技術(shù)探討     摘要：提出了適用于無人值班變電所的圖像監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的基本技術(shù)要求，對縣局電力系統(tǒng)宜采用的圖像信號處理方式和采用的網(wǎng)絡(luò)帶寬作了分析，對圖像監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)提出了應(yīng)注意的問題。 關(guān)鍵詞：變電所 圖像監(jiān)控 技術(shù) 探討  1 概述隨著電力系統(tǒng)無人值班變電所的不斷增多，為了解決無人值班后變電所存在的一系列問題，如變電所的安全保衛(wèi)、設(shè)備的巡視、環(huán)境的監(jiān)視等，近年來無人值班變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控技術(shù)在電力系統(tǒng)內(nèi)越來越被重視。如何來建設(shè)一個既具有一定先進(jìn)性又具有運行穩(wěn)定、實用、經(jīng)濟(jì)的無人值班變

2、電所圖像監(jiān)控系統(tǒng)，將是大家關(guān)心的問題。一種與傳統(tǒng)圖像監(jiān)控系統(tǒng)不同的，以計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在崛起，并已在電力系統(tǒng)開始推廣應(yīng)用。2 遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控應(yīng)達(dá)到的基本技術(shù)要求2.1 圖像質(zhì)量圖像質(zhì)量應(yīng)達(dá)到清晰、無干擾、圖像不失真，色彩度好，在觀看活動圖像時不能出現(xiàn)“卡通”現(xiàn)象，或觀看活動圖像及靜止圖像時不出現(xiàn)“馬賽克”現(xiàn)象。當(dāng)然圖像的清晰度與帶寬、投資費用成正比，盲目追求圖像的高清晰度將帶來投資費用的成倍增加，筆者認(rèn)為電力系統(tǒng)的圖像大部分為靜止圖像，偶然也有活動圖像，若網(wǎng)絡(luò)終端圖像畫面能達(dá)到VCD的水平（清晰度640×480、PAL25幀s），色彩

3、度方面能達(dá)到2432位真彩色也已夠了。2.2 遠(yuǎn)程點數(shù)量與圖像信號傳輸所謂圖像前端監(jiān)控主機(jī)也就是遠(yuǎn)程點，可以把要監(jiān)控的每一個變電所理解為一個遠(yuǎn)程點，根據(jù)縣一級電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃，一般選在3040個變電所，因此圖像前端監(jiān)控主機(jī)數(shù)量也應(yīng)選在3040個為妥，以保證與遠(yuǎn)景規(guī)劃的同步局域網(wǎng)均位于各電力調(diào)度大樓內(nèi)，為了滿足領(lǐng)導(dǎo)與生產(chǎn)有關(guān)科室、班組對無人變電所監(jiān)控需要，要求遠(yuǎn)程點的圖像信號能在局域網(wǎng)上傳輸，并能在任一個網(wǎng)絡(luò)PC終端上顯示、調(diào)用，觀察圖像時不影響MIS信息流的傳輸，任一個網(wǎng)絡(luò)PC終端經(jīng)切換又能運行MIS數(shù)據(jù)。因為系統(tǒng)采用了分布方式，可以將系統(tǒng)理解為有一個虛擬的監(jiān)控中心，或無監(jiān)控中心的系統(tǒng)。2.

4、3 基本功能（1）具有“一點對多點”的功能。也就是說在不用畫面分割器的情況下，系統(tǒng)本身能同時看到四個以上不同遠(yuǎn)程點的活動圖像，其圖像質(zhì)量能達(dá)到25幀s。（2）具有“多點看一點”功能。在變電所出事故情況下，可以由網(wǎng)絡(luò)中多個PC終端同時調(diào)看同一地點的活動圖像。（3）具有后臺錄像功能。不僅在現(xiàn)場可以進(jìn)行硬盤錄像，最主要的是在局大樓可以實時硬盤錄像（錄像方式為內(nèi)置硬盤和外接錄像機(jī)兩種方式），以防人為破壞現(xiàn)場，造成無檔案記錄。（4）系統(tǒng)能與變電所已有的煙霧及防盜報警裝置相銜接。（5）能和局域網(wǎng)并網(wǎng)。即在雙絞線上同時傳控制和圖像信號，在局域網(wǎng)上的任一PC終端，不加視頻線，可控制鏡頭及觀察圖像的功能。（6）

5、圖像預(yù)置功能。系統(tǒng)具有圖像預(yù)置點功能（對球機(jī)言）。并能實行圖像預(yù)置點巡航及攝像機(jī)巡航。（7）連動報警功能。當(dāng)外人進(jìn)入變電所時，自動啟動報警系統(tǒng)，告警燈光亮，啟動攝像機(jī)并錄像，并自動彈出告警畫面。2.4 其他技術(shù)要求（1）應(yīng)具有功能豐富的電子地圖功能。在電子地圖上直接可調(diào)看攝像鏡頭，圖像不失真，無干擾，色彩豐富。（2）系統(tǒng)應(yīng)擴(kuò)容容易且成本低。今后擴(kuò)容時，只需增加外圍站的投資，而不必在中心站投資主設(shè)備。（3）系統(tǒng)兼容性。系統(tǒng)在以太網(wǎng)上（或其它TCPIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)），無論采用硬解壓或軟解壓，無論采用何種編碼方式，都必須兼容各種平臺（如WINDOWS95、98、NT等）。（4）系統(tǒng)具有圖像上大屏幕顯示

6、的功能。系統(tǒng)應(yīng)提供數(shù)字或模擬信號接口，以便實現(xiàn)監(jiān)控圖像上大屏幕顯示。3 圖像信號的處理和網(wǎng)絡(luò)帶寬分析3.1 視頻壓縮模式視頻信息在不壓縮的條件下，其傳送速率可在140 Mbits左右，至于高清晰度電視（HDTV）更可高達(dá)1000 Mbits。為了節(jié)約帶寬，讓更多的多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)中傳送，必須對視頻信息進(jìn)行高效的壓縮。經(jīng)過了近20年的努力，視頻壓縮技術(shù)逐漸成熟，出現(xiàn)了H261、H263、MPEG1、MPEG2等一系列的視頻壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)。目前無人值班變電所遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控的圖像信號處理可分為硬件壓縮硬件解壓，硬件壓縮軟件解壓兩大類。硬件壓縮硬件解壓圖像較清晰，圖像監(jiān)控終端控制切換響應(yīng)時間短，但投資較

7、大，特別在今后擴(kuò)容時還要在中心站投資設(shè)備。而硬件壓縮軟件解壓圖像清晰方面明顯不如硬解壓，控制切換響應(yīng)時間也比硬解壓明顯長，但硬件壓縮軟件解壓投資較省，今后擴(kuò)容只需增加外圍站的投資，而不必在中心站投資主設(shè)備。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，預(yù)計硬件壓縮軟件解壓是今后圖像監(jiān)控的發(fā)展方向和潮流。3.2 網(wǎng)絡(luò)帶寬分析 一般供電局的網(wǎng)絡(luò)條件為中心大樓100 M以太局域網(wǎng)，通過E1（G703，2 M帶寬）與各個遠(yuǎn)方變電所連接，整個網(wǎng)絡(luò)適宜于采用統(tǒng)一的TCPIP方式，這樣既方便了圖像的調(diào)用，也大大方便了數(shù)據(jù)文件的遠(yuǎn)程傳輸。通常在100 M的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)文件數(shù)據(jù)傳輸占用較少帶寬，當(dāng)然壓縮后的視頻數(shù)據(jù)流占用的帶寬越寬，則圖

8、像質(zhì)量越好。假設(shè)100 M的帶寬中分出60 M用來傳輸圖像信號，如果選用的軟件產(chǎn)品具有96kbits2 Mbit s可調(diào)帶寬，實際選擇768 kbits15 Mbits的帶寬范圍。當(dāng)用768 kbits方式，對遠(yuǎn)程點來說，圖像可達(dá)到20幀s的速度，圖像質(zhì)量達(dá)到VHS質(zhì)量。60M768 K80點，運用768 kbps帶寬可以達(dá)到80個遠(yuǎn)程點。當(dāng)用1.5 Mbits方式，對遠(yuǎn)程點來說，圖像可以達(dá)到25幀s的速度，圖像質(zhì)量達(dá)到VHS質(zhì)量，此種方式是標(biāo)準(zhǔn)的MPEG格式，具有類似本機(jī)播放VCD的質(zhì)量，但是由于在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，故有可能發(fā)生丟幀的現(xiàn)象。60 M1.5 M40點，運用1.5 Mbits帶寬可

9、以達(dá)到40個遠(yuǎn)程點。因此采用不高于1.5 Mbits帶寬，一般能滿足縣局電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景規(guī)劃2040個變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控容量。采用二種不同傳輸速率方案的性能比較見表1。4 建設(shè)遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)注意的問題 4.1 確保局域網(wǎng)絡(luò)的暢通遠(yuǎn)距離傳輸視頻的可行方法是將模擬視頻信號數(shù)字化并壓縮編碼，在可利用的數(shù)字通訊線路上傳輸，信號占用網(wǎng)絡(luò)帶寬越寬，則信號傳輸越通暢，而且圖像質(zhì)量越是高，但與此同時卻占用了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，所以在確定有多少遠(yuǎn)程點的情況下，再進(jìn)行視頻廣播帶寬的選擇，從而達(dá)到優(yōu)化的作用。為了確保系統(tǒng)運行的正常，一定要有一個暢通的具有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬的局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來保證。4.2 采用MPEG1廣播方

10、式是解決“多點看一點”的較好辦法 “多點看一點”對電力系統(tǒng)來說相當(dāng)重要，一旦某變電所發(fā)生事故，在網(wǎng)上的所有網(wǎng)絡(luò)PC終端有可能全都要觀看該變電所發(fā)生事故的畫面，這時就發(fā)生了所謂的“多點看一點”情況，這時的畫面應(yīng)清晰、穩(wěn)定無干擾。4.3 應(yīng)采用不間斷電源供電有些廠商視頻監(jiān)控前端主機(jī)采用WINDOWSNT操作系統(tǒng)，一旦變電所所用電失電，系統(tǒng)不能自恢復(fù)，需要人工再啟動，為了確保系統(tǒng)的正常運行，要裝設(shè)不間斷電源。4.5 做好防雷工作為了防止感應(yīng)雷的襲擊，必須做好戶外球型攝像機(jī)金屬部分的防雷接地，特別是裝在控制室樓房高處的球機(jī)更要做好防雷接地，接地電阻應(yīng)10。監(jiān)控系統(tǒng)的電源線路，計算機(jī)數(shù)據(jù)信號接口均要裝設(shè)電涌防護(hù)器。5 結(jié)束語當(dāng)前無人值班變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控有較多的模式，筆者通過無人值班變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控工程的一些實踐，比較傾向于采用全數(shù)化設(shè)計，視頻信號采用MPEG1壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，占用帶寬適中（1.5 Mbits），恢復(fù)圖像質(zhì)量達(dá)到VCD。采用先進(jìn)的IPMulticast技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)傳輸主干帶寬始終保持1.5 Mbits，不因終端個數(shù)而變化，也不必顧及瀏覽者PC所處的站點位置，形成完全分布式格局，這種分布式全數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，從經(jīng)濟(jì)性、實用性、穩(wěn)定性、先進(jìn)性方面來說，當(dāng)前較適合無人值班變電所的遠(yuǎn)方圖像監(jiān)控。