視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在電力中的整合應(yīng)用方案

馬 玫 ，唐 娜

(1.國網(wǎng)四川省電力公司信息通信公司 四川 成都610041；2.四川科銳得電力通信技術(shù)有限公司 四川 成都610041）

隨著無人變電站管理模式的推廣，變電站視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障、意外情況告警接收處理和環(huán)境監(jiān)測(cè)等手段可大大提高變電站運(yùn)行維護(hù)的安全性和可靠性[1]。

目前電力行業(yè)變電站內(nèi)的視頻監(jiān)控及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀較為凌亂[2]，視頻監(jiān)控系統(tǒng)及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)為獨(dú)立的兩套系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互共享及整合應(yīng)用。且站端系統(tǒng)存在多個(gè)廠家的設(shè)備，大都采用私有通信協(xié)議，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的集中聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)共享、智能化應(yīng)用帶來了巨大的困難。為了加強(qiáng)對(duì)變電站在安全生產(chǎn)、環(huán)境狀況、火警監(jiān)測(cè)、防盜保安等方面的綜合管理水平[3]，實(shí)現(xiàn)變電站無人值守需求，四川電網(wǎng)編制了《四川省電力公司視頻監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)變電站內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及性能、互聯(lián)互通等基本要求進(jìn)行規(guī)范。文中重點(diǎn)討論站端視頻監(jiān)控系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的整合應(yīng)用及所涉及的互聯(lián)通信協(xié)議。

1 四川電網(wǎng)站端視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取站端的視頻資源，由網(wǎng)絡(luò)視頻處理單元（NVR）及前端IP攝像機(jī)組成，視頻處理單元對(duì)前端IP攝像機(jī)進(jìn)行管理和控制。

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由環(huán)境處理單元、安全警衛(wèi)子系統(tǒng)、燈光智能控制子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)等組成。 環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)Fig.1 Environmentalmonitoring system

目前環(huán)境處理單元能接入和處理的遙信量有紅外對(duì)射、水浸探頭、煙霧探測(cè)、溫度探測(cè)、警笛、電子圍欄，遙測(cè)量有溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、SF6濃度監(jiān)測(cè)設(shè)備，遙控量有燈光控制器、聲光告警器、通風(fēng)設(shè)備、空調(diào)控制器。

站端視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)將視頻圖像上傳到上級(jí)主站平臺(tái)，但是環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)目前還無法出站，上級(jí)主站平臺(tái)無法獲取站上環(huán)境數(shù)據(jù)。而且這兩套系統(tǒng)在站端為兩套獨(dú)立系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互及聯(lián)動(dòng)應(yīng)用。

2 站端視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)整合方案

為了解決上述問題，需要在變電站內(nèi)新增站端輔助平臺(tái)。站端輔助平臺(tái)采用服務(wù)器架構(gòu)，用于與上級(jí)主站平臺(tái)進(jìn)行信息交互，并管理站端環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)站端信息進(jìn)行展示、控制以及兩個(gè)子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能。圖2為改造后的站端系統(tǒng)連接圖。

圖2 改造后站端系統(tǒng)連接圖Fig.2 The end system connection diagram after transformation

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與視頻處理單元的通信采用目前主流的ONVIF協(xié)議，目前ONVIF已經(jīng)定義的內(nèi)容包含設(shè)備發(fā)現(xiàn)、設(shè)備管理、圖像配置、媒體配置、實(shí)時(shí)流、PTZ控制、事件處理、視頻分析、安全等[3]。在此基礎(chǔ)上，四川標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)際需求擴(kuò)展了OSD配置、遮擋告警、3D定位三個(gè)功能。

視頻處理單元與站端輔助平臺(tái)通信協(xié)議遵守國家電網(wǎng)公司 《Q/GDW517.1-2012電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口 第一部分：技術(shù)要求》中的接口B協(xié)議規(guī)范[4]，實(shí)現(xiàn)注冊(cè)、資源上報(bào)、資源信息獲取、歷史告警查詢、錄像檢索、調(diào)閱實(shí)時(shí)視頻、語音對(duì)講和廣播、云鏡控制、事件訂閱及通知、錄像回放。四川標(biāo)準(zhǔn)此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了遠(yuǎn)程參數(shù)配置、三維定焦兩個(gè)功能。

因?yàn)榄h(huán)境量由四遙信號(hào)組成，環(huán)境量的上傳很適合使用電網(wǎng)內(nèi)成熟應(yīng)用的IEC60870-5-104規(guī)約,包括了豐富的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元 ASDU（Application Service Data Unit）[5]。 其中I格式是信息傳輸格式，表1是I格式的內(nèi)容。

將變電站內(nèi)接入的環(huán)境數(shù)據(jù)分成遙信、遙測(cè)、遙控3類信息體類型，表2是對(duì)環(huán)境量定義的信息體地址。

環(huán)境處理單元通過104規(guī)約與站端智能輔助平臺(tái)通信，接受站端智能輔助平臺(tái)的控制命令，向站端智能輔助平臺(tái)傳輸環(huán)境數(shù)據(jù)、告警等相關(guān)信息。

表1 I格式Tab.1 I format

站端智能輔助平臺(tái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境子系統(tǒng)與視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)應(yīng)用，此外站端輔助平臺(tái)還將整合的視頻資源和環(huán)境信息數(shù)據(jù)上傳至地市級(jí)平臺(tái)，解決了信息出站的需求。

3 方案試點(diǎn)

基于四川標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)與視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的整合應(yīng)用方案，在成都電業(yè)局的龍?zhí)端伦冸娬咀隽嗽圏c(diǎn)應(yīng)用，在站端配置了站端輔助平臺(tái)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)備和動(dòng)環(huán)監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)備用站端輔助平臺(tái)進(jìn)行整合。龍?zhí)端孪到y(tǒng)整合方案架構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)整合方案架構(gòu)Fig.3 The system integration architecture

站端輔助平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻資源及動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理和控制，上傳站端數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)主站平臺(tái)統(tǒng)一監(jiān)測(cè)站內(nèi)環(huán)境量，包括遙測(cè)量（溫度、濕度、風(fēng)速、SF6濃度監(jiān)測(cè)、通信電源）、遙信量（水浸、門禁、煙感、電子圍欄、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、消防），遙控量（空調(diào)開關(guān)機(jī)、排風(fēng)扇開關(guān)、燈光控制）。并能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)應(yīng)用，具體的有環(huán)境量告警信息觸發(fā)的視頻系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)；受控門的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，主站平臺(tái)上相應(yīng)視頻聯(lián)動(dòng)；安全警衛(wèi)子系統(tǒng)產(chǎn)生告警時(shí)觸發(fā)的視頻、燈光控制的聯(lián)動(dòng)；消防子系統(tǒng)產(chǎn)生告警時(shí)觸發(fā)的聯(lián)動(dòng)。圖4展示的是聯(lián)動(dòng)配置界面。

表2 環(huán)境量信息體地址Tab.2 Environmental information

圖4 聯(lián)動(dòng)配置界面圖Fig.4 Linkage configuration interface diagram

4 結(jié)束語

文中就目前變電站存在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)環(huán)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行、沒有整合及聯(lián)動(dòng)應(yīng)用的現(xiàn)狀，提出了一種切實(shí)可行的整合方式。通過整合應(yīng)用設(shè)備以及環(huán)境量和視頻進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制和管理,實(shí)現(xiàn)“五遙”(遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控,遙視)功能[6],完成從有人值守向無人或少人值守的轉(zhuǎn)變,完成從事后維護(hù)向預(yù)防性維護(hù)的轉(zhuǎn)變，更好的滿足電力生產(chǎn)、安全監(jiān)察、應(yīng)急指揮等各類專業(yè)化。

[1]黃科文.變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施[D].廣州:華南理工大學(xué)，2010.

[2]余昇,張釗,郝小龍.基于SIP協(xié)議的電網(wǎng)統(tǒng)一視頻平臺(tái)中應(yīng)用客戶端的研究與實(shí)現(xiàn)[J].通信市場(chǎng),2011：380-384.YU Sheng,ZHANG Zhao,HAO Xiao-long.Research and realization of application client in state gird video platform based on SIP protocol[J].Communication Market,2011(6):380-384.

[3]ONVIF.ONVIF核 心 規(guī) 范 版 本 2.2 [EB/OL].（2012-05）[2013-09-10].http://www.onvif.org.

[4]國家電網(wǎng).Q/GDW 517.1-2010.電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口第一部分：技術(shù)要求[S].北京:國家電網(wǎng),2010.

[5]何松,李育靈.IEC-104規(guī)約應(yīng)用分析[J].山西電力,2007，4（140）:18-21.HE Song,LI Yu-ling.Analysis of the IEC-104 protocol application[J].Shanxi Electric Power,2007，4（140）:18-21.

[6]楊鵬.北京聯(lián)通分布式基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施 [D].北京:北京郵電大學(xué),2011.