4G網(wǎng)絡視頻監(jiān)控在電力系統(tǒng)上的應用

梁翠瓊

摘 要：從4G技術的特點和優(yōu)勢出發(fā)，提出了一種基于4G網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，詳述了該系統(tǒng)的功能組成、組網(wǎng)方案和系統(tǒng)特點。該系統(tǒng)以4G網(wǎng)絡技術為基礎，實現(xiàn)了在電力系統(tǒng)工作中的遠程圖像采集、實時視頻監(jiān)控等功能。

關鍵詞：3G 視頻監(jiān)控 電力終端

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0031-01

由于目前3G帶寬有限，WiFi傳輸距離有限、可移動性較差，無線視頻監(jiān)控并沒有得到大規(guī)模商業(yè)應用[1]。4G技術的特點是高傳輸速度、高帶寬、高穩(wěn)定性，對廣域無縫覆蓋以及強漫游的移動性提供了良好基礎[2]。隨著智能電網(wǎng)建設需求日益加強，為滿足變電站的遠程監(jiān)視和無人值守，實現(xiàn)電網(wǎng)的可視化監(jiān)控和調(diào)度，4G技術將會是建設智能電網(wǎng)的一個重要手段，而智能電網(wǎng)下的4G技術也將更好更快，基于4G 網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控技術為我們提供了一種解決方案。

1 在電力終端上應用4G網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的可行性分析

本文是針對電業(yè)局的實際需求，為滿足變電站的遠程監(jiān)視和無人值守而設計的。將工業(yè)監(jiān)控、多媒體傳輸和計算機網(wǎng)絡技術有效地結(jié)合在一起，實現(xiàn)高效、安全、方便為一體的遠程監(jiān)控及操作。

本文提出建立一套技術領先功能強大的監(jiān)控系統(tǒng)，適用于供電局各變電站的安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設、各個、各級變電站的視頻監(jiān)控、報警信息的網(wǎng)絡遠程傳輸以及監(jiān)控中心的建設。

該監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用在于：有機的將供電局不同地區(qū)的變電站之間的視頻監(jiān)控、火警、防盜系統(tǒng)結(jié)合到一起，利用網(wǎng)絡達到了遠程監(jiān)控，遠程響應，遠程處理的網(wǎng)絡化管理的目的，就可以在高壓供電局建立該管轄區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控中心，以便對變電站統(tǒng)一管理、調(diào)度，實時監(jiān)控。當有人在管轄現(xiàn)場值班的時候可以管理現(xiàn)場并且及時發(fā)現(xiàn)解決安全問題，即使沒有人在管轄區(qū)域值班的時候，管理中心也可以即使掌握現(xiàn)場情況，做出指令。在供電局發(fā)展技術現(xiàn)代化以及管理現(xiàn)代化的道路上提供了可靠的技術保障[3]。

2 基于4G網(wǎng)絡的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計

2.1 系統(tǒng)組成

綜上所述，在設計電力變電站遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)的時候，依據(jù)電力行業(yè)的應用特點和管理模式，分成遠程監(jiān)控中心（主控中心、區(qū)域監(jiān)控中心）和變電站監(jiān)控前端部分（監(jiān)控前端）以及傳輸網(wǎng)絡設備幾部分。

如需在系統(tǒng)加入新的變電站時，只須建立站端監(jiān)控前端系統(tǒng)并建立和監(jiān)控中心的連接即可，系統(tǒng)各項功能和運行狀態(tài)不受擴建影響。

2.1.1 變電站監(jiān)控前端部分

變電站監(jiān)控前端部分設備安裝在變電站現(xiàn)場，完成變電站現(xiàn)場各種信息采集、處理、上傳，主要由攝像機、4G視頻服務器和告警處理單元構(gòu)成。

攝像機是為戶外專用攝像機，可靈活地變換監(jiān)控地點，并配有紅外燈可用于夜間監(jiān)控。

4G視頻服務器是視頻監(jiān)控的重要組成部分，內(nèi)置4G無線modem，嵌入式地實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議、POP3/SMTP協(xié)議[5]。其主要完成的功能有：（1）采集變電站各監(jiān)控對象的視頻圖像和背景聲音，經(jīng)過壓縮編碼后上傳到監(jiān)控中心；（2）通過現(xiàn)場網(wǎng)絡連接解碼器，根據(jù)本地或監(jiān)控中心操作發(fā)出來的命令控制視頻切換、云臺自動巡視動作等；（3）根據(jù)告警處理單元、報警探測器采集到的各種狀態(tài)信息和報警信息，實現(xiàn)警視聯(lián)動錄像功能，自動啟動告警照明燈、警鈴等受控設備，自動以字幕、聲光提示報警加以說明；（4）與變電站相關自動化系統(tǒng)互聯(lián)互動，根據(jù)預先設定信息實現(xiàn)和所連接的自動化系統(tǒng)之間的聯(lián)動。

告警處理單元會最先處理報警探測器采集的干節(jié)點告警狀態(tài)，處理一些邏輯關系，通過RS232/485串口將該信息以數(shù)據(jù)的形式傳送至網(wǎng)絡視頻服務器，最后抵達監(jiān)控中心。監(jiān)控中心的監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件會依照之前設定好的程序進行系列相關操作。

2.2.2 遠程監(jiān)控中心

遠程監(jiān)控中心的概念包括主控中心（調(diào)度中心）和區(qū)域監(jiān)控（巡檢）中心。遠程監(jiān)控中心的基本功能是完成所轄變電站圖像的實時顯示、控制、存儲、管理等功能，其硬件系統(tǒng)主要由系統(tǒng)服務器、值班員工作站、網(wǎng)絡接口設備、存儲打印設備等組成。

設立系統(tǒng)服務器作為監(jiān)控中心的系統(tǒng)操作平臺，主要作用是對遠端變電站傳輸?shù)男盘柕慕邮?、存儲、分析、統(tǒng)計以及查詢，與此同時進行系統(tǒng)管理功能。

值班員工作站安裝Windows操作系統(tǒng)，通過IE瀏覽器對下轄各變電站進行實時監(jiān)控。

2.3 系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)的主要特點如下。

（1）低成本信息體系架構(gòu)。部分設備采用即安即用的模式，提高決策指揮的時效性和科學性。

（2）高集約化管理模式。對各種復雜的環(huán)境都可以進行靈活的管理。

（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活。監(jiān)控系統(tǒng)可以是點對點，也可以是一個中心對各個站點的組成；可以設置多個分控圖像工作站在網(wǎng)絡上，來達到滿足多個用戶需求的目的，也可以用WEB方式組成多級監(jiān)控系統(tǒng)[7]。

3 結(jié)語

總而言之，隨著電力系統(tǒng)地發(fā)展將會有更多的高新技術被加入，逐步發(fā)展并趨于完善的4G技術，促使我們加強對4G技術在電力系統(tǒng)中的應用研究，并應盡快把握住日前的發(fā)展機遇，進一步將電力系統(tǒng)的優(yōu)化配置以及智能電網(wǎng)建設從空想口號變成現(xiàn)實，在電網(wǎng)逐步壯大完善的過程中，4G技術的優(yōu)勢將愈來愈明顯。

參考文獻

[1] 曲玲玲.基于4G通信的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與關鍵技術分析[J].電子制作，2014（7）.

[2] 余兆明，查日勇，黃磊，等.圖像編碼標準H.264技術[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[3] 雷俊智，顧健，沈驍.3G與固網(wǎng)視頻互通解決方案[J].電信技術，2006（10）：97-99.

[4] 謝紅華，陸以勤，呂錦.基于無線網(wǎng)絡的高質(zhì)量實時視頻監(jiān)視系統(tǒng)的設計[J].計算機應用研究，2007，24（10）：313-317.

[5] 李哲明.淺析移動視頻監(jiān)控技術在電力系統(tǒng)中的應用[J].中國科技信息，2013（21）.

[6] 周顯正.無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在防汛抗旱應急通信中的應用探討[J].移動通信，2009（10）.

[7] 任志考，魏志強.實時視頻傳輸系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設計，2007（11）.endprint