電力遙視系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀與發(fā)展

1、電力遙視系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀與發(fā)展電力遙視系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀與發(fā)展電力遙視系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀與發(fā)展電力遙視系統(tǒng)應(yīng)用背景目前變電站已實(shí)現(xiàn)了將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)方的調(diào)度 ( 集控 ) 中心 , 同時(shí)調(diào)度 ( 集控 ) 中心也可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié) , 這就是常稱(chēng)的“四遙” , 即: 遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)。隨著無(wú)人值守變電站管理模式的推廣和變電站自動(dòng)化技術(shù)改造的不斷深入 , 傳統(tǒng)的“四遙”功能已不能滿(mǎn)足變電站運(yùn)行管理和設(shè)備維護(hù)的需要 , 這就需要在“四遙”基礎(chǔ)上增加第五遙 , 即:遙視 , 遙視是對(duì)“四遙”的補(bǔ)充和完善 , 彌補(bǔ)了 SCA2DA 系統(tǒng)在監(jiān)控方面的一些盲點(diǎn)。 遙視系統(tǒng)綜合利用

2、了視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù) , 將變電站內(nèi)采用攝像機(jī)拍攝的視頻圖像遠(yuǎn)距離傳輸?shù)秸{(diào)度 ( 或集控 ) 中心 , 運(yùn)行管理人員可以借此對(duì)變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視。遙視系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展過(guò)程遙視系統(tǒng)興起于變電站 , 并在短時(shí)間內(nèi)在集控站管轄范圍內(nèi)得到了飛速的發(fā)展。 大部分遙視系統(tǒng)是將具有通信功能的安防系統(tǒng)復(fù)制到電力系統(tǒng)中 , 其發(fā)展過(guò)程可以分為以下幾個(gè)階段: 第一代遙視系統(tǒng): 通信方式多采用電話(huà)撥號(hào), 主要應(yīng)用的編解碼技術(shù)為H1261 / MPEG - 1 /MJPEG,主流產(chǎn)品為PC 插卡式編碼器; 第二代遙視系統(tǒng): 通信方式多采用E1 /ISDN 專(zhuān)線(xiàn) , 主要應(yīng)用的編解碼技

3、術(shù)為H1263/ MPEG-4, 主流產(chǎn)品為 PC 插卡式編碼器或硬盤(pán)錄像機(jī); 第三代遙視系統(tǒng) : 通信方式多采用 IP 網(wǎng)絡(luò) , 主要應(yīng)用的編解碼技術(shù)為 H1264, 主流產(chǎn)品為嵌入式硬盤(pán)錄像機(jī)。 遙視系統(tǒng)大多采用通用的安防監(jiān)視解決方案 , 其技術(shù)的發(fā)展主要隨著網(wǎng)絡(luò)、 多媒體通信以及編解碼技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行著技術(shù)升級(jí) , 其核心產(chǎn)品也是隨著安防產(chǎn)品的發(fā)展而進(jìn)行更新?lián)Q代。 當(dāng)前的遙視系統(tǒng)缺乏對(duì)電力系統(tǒng)自身行業(yè)需求的設(shè)計(jì) , 在整個(gè)界面和功能設(shè)計(jì)上更多的是延續(xù)城市安防的風(fēng)格 , 使用功能簡(jiǎn)單, 系統(tǒng)應(yīng)用效率低下。3當(dāng)前遙視系統(tǒng)現(xiàn)狀及主要問(wèn)題遙視系統(tǒng)的出現(xiàn)主要是為了配合無(wú)人值守變電站這一目標(biāo) , 遙視

4、建設(shè)之初的目標(biāo)是希望利用先進(jìn)的信息化技術(shù)輔助“四遙” , 以取代人員的現(xiàn)場(chǎng)巡視過(guò)程。但是當(dāng)前的遙視系統(tǒng)在使用過(guò)程中基本上停留在對(duì)整個(gè)變電站環(huán)境的大體觀測(cè)的層面上 , 這些功能包括 : 可以對(duì)變電站門(mén)口的出入人員進(jìn)行監(jiān)看 ; 對(duì)主控室的工作人員監(jiān)看 ; 對(duì)于一次設(shè)備的場(chǎng)區(qū)、 繼電保護(hù)室、 機(jī)械室等整體外觀的監(jiān)看 ; 可以由值班人員通過(guò)監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)非法人員的進(jìn)入 ; 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的非正常變化 ; 以及重大事故時(shí)設(shè)備的外觀明顯變化等。 以上變電站遙視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能與遙視系統(tǒng)最初目標(biāo)還存在著很大的差距。在實(shí)際使用中 , 安裝了遙視系統(tǒng)的變電站并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)利用遙視系統(tǒng)取代或者減少人員的現(xiàn)場(chǎng)巡視這一目的。 其原因

5、主要是當(dāng)前的遙視系統(tǒng)普遍采用市場(chǎng)上通用的安防監(jiān)視系統(tǒng) , 雖然能夠滿(mǎn)足遙視系統(tǒng)中的安全防范的需求 , 但由于安防技術(shù)并不是針對(duì)電力行業(yè)的遙視需求而量身定制的 , 所以在功能上和使用中無(wú)法完美地滿(mǎn)足遙視最初設(shè)計(jì)時(shí)的要求。 目前已經(jīng)建設(shè)的遙視系統(tǒng)主要存在的具體問(wèn)題如下。難以實(shí)現(xiàn)對(duì)一二次設(shè)備及其運(yùn)行情況的監(jiān)視目前的遙視系統(tǒng)在實(shí)際中沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)單一設(shè)備的監(jiān)看。其原因有兩個(gè)方面 :(1) 攝像機(jī)無(wú)法采集到設(shè)備圖像 , 主要原因是前端攝像機(jī)布點(diǎn)少或者攝像機(jī)布點(diǎn)不合理。 (2) 單一設(shè)備的圖像檢索工作極其繁瑣而且容易出錯(cuò)。 即使在攝像頭能夠覆蓋的區(qū)域 , 當(dāng)希望觀看某一具體設(shè)備時(shí) , 如某一間隔上的某一個(gè)刀閘

6、 , 操作人員在花費(fèi)大量時(shí)間調(diào)整攝像頭后 , 最終結(jié)果由于各個(gè)間隔一個(gè)接一個(gè) , 根本無(wú)法僅憑圖像信息確定當(dāng)前看到的設(shè)備就是需要監(jiān)看的目標(biāo)設(shè)備 , 即使能夠勉強(qiáng)看到 , 攝像頭的位置和角度也不是最佳的。久而久之 , 工作人員對(duì)遙視系統(tǒng)的能力和作用產(chǎn)生懷疑 , 進(jìn)一步造成遙視系統(tǒng)的使用率降低 , 這種惡性循環(huán)造成當(dāng)前遙視系統(tǒng)在大部分情況下遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。無(wú)法配合“四遙”等系統(tǒng)雖然遙視作為“四遙”的補(bǔ)充, 但是當(dāng)前遙視系統(tǒng)的建設(shè)基本上是作為一套獨(dú)立的系統(tǒng) , 并沒(méi)有與其他“四遙”系統(tǒng)有任何整合。在集控中心的工作人員大部分時(shí)間是對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的報(bào)警進(jìn)行監(jiān)看 , 而遙視系統(tǒng)雖然也有專(zhuān)屬的顯

7、示系統(tǒng) , 但在平時(shí) , 工作人員無(wú)法通過(guò)遙視系統(tǒng)相應(yīng)地報(bào)警信息 , 來(lái)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)視設(shè)備在外觀產(chǎn)生的異常。而當(dāng)通過(guò)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)產(chǎn)生變化時(shí) , 也無(wú)法用遙視系統(tǒng)在第一時(shí)間定位到出現(xiàn)報(bào)警的設(shè)備上 , 配合綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。傳統(tǒng)組網(wǎng)方式無(wú)法勝任今后系統(tǒng)管理在傳統(tǒng)的遙視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中, 由于監(jiān)視對(duì)象相對(duì)集中 , 管理結(jié)構(gòu)多為直接的監(jiān)視中心與被監(jiān)視對(duì)象的二級(jí)結(jié)構(gòu) , 即一個(gè)視頻控制單元外接若干個(gè)監(jiān)視攝像頭后 , 進(jìn)行本區(qū)域監(jiān)視。因而在組建系統(tǒng)的時(shí)候更多強(qiáng)調(diào)的是監(jiān)視本身的功能實(shí)現(xiàn) , 包括早期以矩陣為核心的模擬矩陣系統(tǒng) , 以及后來(lái)以數(shù)字硬盤(pán)錄象機(jī) (DVR)為主的 DVR 系統(tǒng)

8、。這種解決方案雖然很好的完成區(qū)域內(nèi)對(duì)前端變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)視功能 , 但這種以實(shí)現(xiàn)具體監(jiān)視功能的單一產(chǎn)品作為組網(wǎng)核心的方式在規(guī)劃中的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下是不可行的。 原因在于當(dāng)這種系統(tǒng)架構(gòu)的資源有限 , 對(duì)多層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、大量的前端設(shè)備以及使用人員的權(quán)限均缺乏有效的管理規(guī)劃,會(huì)造成管理混亂。 系統(tǒng)彼此之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的運(yùn)行、管理模式。而且伴隨著監(jiān)控在電力行業(yè)應(yīng)用的不斷發(fā)展, 現(xiàn)今以集控中心為核心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在將來(lái)會(huì)匯入到整個(gè)市、省一級(jí)的監(jiān)控大網(wǎng)中 ,在這種情況下, 如果沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的后臺(tái)平臺(tái)全面的進(jìn)行規(guī)劃、管理, 現(xiàn)有系統(tǒng)將很難融合到更大型的網(wǎng)絡(luò)中, 從根本上無(wú)法實(shí)現(xiàn)建設(shè)一個(gè)變電站大型監(jiān)控系統(tǒng)所要求的 “

9、統(tǒng)一資源、統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用融合”, 到時(shí)必然要進(jìn)行重新規(guī)劃 , 重復(fù)建設(shè)將難以避免。缺乏主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力遙視的目標(biāo)除了配合“四遙”及時(shí)上傳圖像外 , 其作為獨(dú)立的系統(tǒng) , 擁有其他“四遙”所不具有的前端圖像信息。 通過(guò)這些信息可以遠(yuǎn)程掌握變電站的運(yùn)行設(shè)備外觀狀況和運(yùn)行環(huán)境狀況 , 主動(dòng)發(fā)現(xiàn)“四遙”發(fā)現(xiàn)不了的問(wèn)題。但當(dāng)前已經(jīng)建設(shè)的遙視系統(tǒng)卻沒(méi)有賦予遙視系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的“頭腦” , 即圖像智能分析功能去主動(dòng)的發(fā)現(xiàn) , 如 : 變電站的設(shè)備漏油、設(shè)備異物以及非法闖入等實(shí)際問(wèn)題。相關(guān)產(chǎn)品缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由于各站的遙視系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間和選用產(chǎn)品不盡相同 , 這就為設(shè)備之間的互連帶來(lái)非常大的困難。

10、并且由于各監(jiān)視系統(tǒng)不同 , 導(dǎo)致集控中心無(wú)法對(duì)不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一管理 , 彼此的信息無(wú)法共享。并且將來(lái)隨著新的系統(tǒng)加入 , 必然使問(wèn)題更加嚴(yán)重。各個(gè)系統(tǒng)互相隔離封閉 , 造成了一個(gè)一個(gè)的“信息孤島”。在同一個(gè)系統(tǒng) , 甚至同一集控中心中存在多個(gè)視頻管理系統(tǒng) , 同時(shí)使用多個(gè)不同的軟件系統(tǒng)進(jìn)行操控 , 使得遙視系統(tǒng)的操作變得十分煩瑣而復(fù)雜。未來(lái)遙視建設(shè)目標(biāo)針對(duì)上面提到的問(wèn)題, 未來(lái)遙視系統(tǒng)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行規(guī)劃。專(zhuān)業(yè)性電力遙視系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的安防監(jiān)視, 其根本原因是在于變電站的視頻監(jiān)視有很強(qiáng)的電力行業(yè)特色 , 前端一次設(shè)備數(shù)量眾多 , 排列密集 , 排列方式相似 , 通過(guò)簡(jiǎn)單的鳥(niǎo)瞰很難進(jìn)

11、行區(qū)分。新一代的遙視系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)整合布點(diǎn)策略、聯(lián)動(dòng)策略、GIS 地圖等關(guān)鍵技術(shù) , 實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備快速直接的有效監(jiān)視 , 大大提升遙視系統(tǒng)的價(jià)值。對(duì)設(shè)備的監(jiān)視不同于對(duì)人員或者移動(dòng)物體的監(jiān)視, 設(shè)備的監(jiān)視實(shí)際上強(qiáng)調(diào)的是對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)位的監(jiān)視, 以及在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的及時(shí)響應(yīng)。在正常的工作狀態(tài)下 , 設(shè)備外觀通常沒(méi)有任何明顯變化 , 如果此時(shí)要求工作人員花大量的時(shí)間 , 對(duì)上傳來(lái)的眾多的圖像進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)時(shí)觀看是非常不合理的。這也是電力遙視系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的應(yīng)用在住宅小區(qū)或重點(diǎn)公共場(chǎng)所的安防監(jiān)視系統(tǒng)的一個(gè)方面。電力遙視系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)安防監(jiān)視的另一個(gè)重要特點(diǎn)是 : 現(xiàn)場(chǎng)被監(jiān)視設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)很多時(shí)候會(huì)在第一時(shí)間反

12、應(yīng)在綜合自動(dòng)化等系統(tǒng)上 , 而不是遙視系統(tǒng)上 , 但這些系統(tǒng)本身卻又不具有調(diào)看現(xiàn)場(chǎng)視頻的功能。 新一代的遙視系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)與綜合自動(dòng)化等系統(tǒng)進(jìn)行整合 , 充分利用遙視系統(tǒng)的圖像特點(diǎn) , 強(qiáng)調(diào)在設(shè)備發(fā)生問(wèn)題或者狀態(tài)產(chǎn)生變化時(shí)的迅速反應(yīng)能力 , 包括系統(tǒng)報(bào)警燈閃爍 , 自動(dòng)彈出相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)圖像 , 啟動(dòng)自動(dòng)錄像功能記錄報(bào)警信息等一系列措施 , 使工作人員能夠在第一時(shí)間看到現(xiàn)場(chǎng)情況 , 并隨時(shí)可以查閱完整的圖像和文字資料。 通過(guò)解決與變電站綜合自動(dòng)化等現(xiàn)有系統(tǒng)的整合問(wèn)題 , 使遙視系統(tǒng)能夠更加有機(jī)的結(jié)合到變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中 , 充分利用現(xiàn)有資源 , 最大限度的發(fā)揮其價(jià)值。靈活性新一代的遙視系統(tǒng)所有的核心功

13、能設(shè)計(jì)應(yīng)該采用模塊化設(shè)計(jì) , 對(duì)于不同的用戶(hù)需要可以自由地進(jìn)行組合 , 用戶(hù)僅僅需要按照其建設(shè)的規(guī)模和使用的要求選擇相應(yīng)的管理和功能模塊。采用模塊化的設(shè)計(jì)可以大大提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和靈活性 , 使遙視系統(tǒng)具有很好的針對(duì)性和性?xún)r(jià)比 , 并且?guī)?lái)更低的維修成本和升級(jí)成本。系統(tǒng)性遙視系統(tǒng)雖然在全國(guó)電力系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的建設(shè) , 但建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)卻基本是空白 , 由于標(biāo)準(zhǔn)的缺失 , 造成以往的系統(tǒng)存在建設(shè)時(shí)間不同、選用廠(chǎng)家設(shè)備不同、 建設(shè)規(guī)模不同和功能側(cè)重點(diǎn)不同。這種現(xiàn)象十分普遍 , 甚至在同一個(gè)市級(jí)供電公司由于各個(gè)變電站建設(shè)時(shí)間的,差異 , 產(chǎn)品也不同 , 這些差異就為今后的建設(shè)造成了很大麻煩。后期建設(shè)的

14、系統(tǒng)面臨無(wú)法兼容前期系統(tǒng)的問(wèn)題 , 同時(shí)使用的不同廠(chǎng)家系統(tǒng)也很難被統(tǒng)一管理起來(lái)。 新一代的遙視系統(tǒng)應(yīng)該不再依賴(lài)前端編解碼設(shè)備提供的簡(jiǎn)單設(shè)備管理功能 , 轉(zhuǎn)而采用專(zhuān)有平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念 , 強(qiáng)調(diào)管理的必要性和專(zhuān)一性。在技術(shù)上力求實(shí)現(xiàn)將舊系統(tǒng)在同一平臺(tái)下統(tǒng)一進(jìn)行管理。在管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)上 , 新一代的遙視系統(tǒng)應(yīng)該選擇 “積木式” 的服務(wù)器組級(jí)聯(lián)方式 , 以適應(yīng)不同規(guī)模的系統(tǒng)建設(shè) , 其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)圖 1。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)充分考慮未來(lái)大型的網(wǎng)絡(luò)建設(shè) , 由于用戶(hù)設(shè)備數(shù)量成倍增長(zhǎng)所帶來(lái)的系統(tǒng)管理難以協(xié)調(diào)、穩(wěn)定性嚴(yán)重下降等問(wèn)題。 圖 1 遙視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)主動(dòng)性傳統(tǒng)的四遙和后來(lái)產(chǎn)生的遙視系統(tǒng)的一個(gè)核心價(jià)

15、值就是由系統(tǒng)而不是工作人員及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的問(wèn)題。 但傳統(tǒng)的遙視系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中 , 僅僅作為一個(gè)提供現(xiàn)場(chǎng)視頻的輔助系統(tǒng)。由于前端設(shè)備眾多 , 工作人員不可能同時(shí)觀看 5 個(gè)以上的點(diǎn)位 , 再加上值班人員的其他工作任務(wù) , 值班人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)視頻及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題幾乎是不可能的。 希望通過(guò)遠(yuǎn)程值班的工作人員實(shí)時(shí)地觀看以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題這一傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中根本無(wú)法采用。 新一代的遙視系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)充分整合現(xiàn)有的圖像智能技術(shù) , 結(jié)合電力系統(tǒng)專(zhuān)家的意見(jiàn) , 在充分了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可能出現(xiàn)的問(wèn)題及位置的基礎(chǔ)上 , 針對(duì)變電站場(chǎng)區(qū)容易出現(xiàn)的問(wèn)題 , 如人員非法闖入和高壓線(xiàn)路懸掛異物等一系列問(wèn)題進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)視。

16、使遙視系統(tǒng)具有主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力 , 從而大大提升系統(tǒng)價(jià)值。只有當(dāng)系統(tǒng)具有主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力時(shí) , 遙視系統(tǒng)才能夠真正具有推行價(jià)值。易用性一套系統(tǒng)無(wú)論功能多么強(qiáng)大 , 系統(tǒng)多么復(fù)雜 , 如果對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō), 不能很方便地使用這些功能 , 那么必然大大降低系統(tǒng)的價(jià)值。傳統(tǒng)遙視系統(tǒng)不能很好使用的一個(gè)重要原因就是缺乏對(duì)用戶(hù)使用習(xí)慣的考慮。 新一代的遙視系統(tǒng)應(yīng)該在設(shè)計(jì)之初就在追求功能的強(qiáng)大, 靈活的同時(shí) , 將易操作性放在極為重要的位置。充分分析用戶(hù)的操作習(xí)慣和操作邏輯以使遙視系統(tǒng)操作時(shí)更為簡(jiǎn)單和直觀。 在使用時(shí)將所有不必要的操作、配置均放在后臺(tái)由系統(tǒng)獨(dú)立完成。 同時(shí)在界面布局上力求簡(jiǎn)單而主次分明 , 并且充分考慮電力系統(tǒng)的行業(yè)特色和使用習(xí)慣。 系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)可以采用面向用戶(hù)的架構(gòu) , 即不同用戶(hù)登陸后 , 其個(gè)人的大量配置應(yīng)根據(jù)登陸信息自動(dòng)匹配。小結(jié)遙視系統(tǒng)作為傳統(tǒng)四遙的一個(gè)補(bǔ)充 , 為遠(yuǎn)