二、设计目标
系统应达到以下目标：
·实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听；
·监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观状态；
·辅助监视变电站内CT、PT、避雷器和瓷绝缘子等高压设备的外观状态；
·辅助监视变电站内其它充油设备、易燃设备的外观状态；
·辅助监视变电站内隔离开关的分合状态；
·监视变电站内主要室内环境（主控室、高压室、电容器室、独立通信室等）的情况；
·实现变电站防盗自动监控，可进行周界、室内、门禁的报警及安全布控；在条件成熟和管理规范允许的前提下，宜和站内消防系统实现报警联动；
·监控中心的建设，必须与无人值守变电站设备运行和管理的分级一致。 [nextpage]

三、遥视系统的构成
    变电站遥视系统是配合变电站实现无人值守而增设的电网辅助监控系统，一般由子站、主站和传输通道构成。子站安装在变电站，在变电站的关键部位安装摄像机和报警探头，并接入子站的图像控制设备和报警控制设备、实现图像的切换、记录和报警联动。同时把子站的图像、报警信息传送到主站，供运行值班人员集中监控。主站一般设置在各地区区级供电局，在主站、多个变电站的图像信号和报警信号都传送过来、在主站实现显示、控制、存储、处理、输出、检索等功能。

四、系统网络通道
    遥视系统网络通信应采用IP网络技术组网，并可使用网络延伸器、网桥、路由器设备延伸接入站点，且能支持IP组播功能。

    主控中心网络至区域监控中心网络之间链路，应采用双向10/100Mb/s(10/100BASE)光/电接口或2Mb/s(G.703)电接口两种方法互联，并实现第三层路由隔离。当采用2Mb/s(G.703)电接口连接方法时，应采用可支持反向复接（用）的设备。区域监控中心网络至变电站端系统之间链路，可采用10/100Mb/s (10/100BASE)光/电接口连接或2Mb/s(G.703)电路延伸两种方法。

    变电站端至现场设备之间链路，应采用双绞线、光缆等抗干扰强的介质来实现。IP地址及以太网地址应满足IP网络单播、组播功能等组网要求，IP地址分配应符合电力行业有关规范。

    通道是遥视系统的重要组成部分，大多数变电站都可通过电力城域网或者2MB/S通道传输经过压缩的图像。在没有宽带通道的情况下，也可采用窄带图像传输。根据目前的发展方向来看，可利用的通道主要为电力城域网。

五、系统拓扑结构
    系统规模可根据电网区域范围大小和变电站数量组合定义，要求至少可接入30个以上变电站的遥视监控。系统可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络。系统在各区局巡检中心应设区域监控中心；在总局调度中心设立主控中心。

    采用嵌入式硬盘录像机为传输控制中心的系统子站主要由图像采集处理部分、报警控制部分、报警主机、解码器和嵌入式硬盘录像机等组成，其编解码方式通常采用H.264。图像采集部分可以是各种类型的摄像机，报警主机提供报警信息的接入和传送，嵌入式硬盘录像机是子站的核心，它集成了很多功能，对视频信息编码，对前端摄像机实施控制，提供透明通道传输服务以及开关继电器控制服务。

    摄像机的视频信号首先接入嵌入式硬盘录像机，再通过网络交换机接入电力城域网通道或2M链路。报警设备采集的报警信息经过报警主机到达嵌入式硬盘录像机，由嵌入式硬盘录像机的透明通道传递给主站，主站的控制信息通过传输通道传到嵌入式硬盘录像机，由嵌入式硬盘录像机处理后发给相应的前端设备，实现控制。

    主站由系统管理平台等组成。用户可以通过管理平台或者分控端完成编码信息的解码显示功能，采用的是软件解码的方式。系统管理平台还可以根据每台硬盘录像机的IP地址向它发送控制命令，由录像机处理后再发送给相应的摄像机、开关等。子站的编码信息包括视频信息和报警信息等通过电力城域网与局核心交换机相连，显示在主站的设备上。本方案图像信息经过一次模拟到数字的转换到达最终用户，此时还可利用矩阵还原卡在中心设立模拟屏幕墙，具体可根据各个区域监控中心的实际需要选择及确定屏幕墙规模的大小。系统的分级拓扑简图如图1所示。

图1 电力远程图像监控系统分级拓扑简图

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六、主要功能
监控中心功能要求
    监控中心的功能概念包括区域监控中心和主控中心。主控中心以权限管理的方式管理监控各区域监控中心，主控中心的功能和区域监控中心的功能要求基本相同。

    第一，实时图像监控：在监控中心可实时监视同一变电站多路（1、4、9、16）实时图像信息，并实现混合轮巡、轮切；多级电子地图，报警发生时，报警地点以醒目的标记闪烁在电子地图上，准确判断报警类型和地点；

    第二，语音功能：实时的语音半双工对讲及语音广播功能；能够实现监控中心对变电站现场的声音广播；变电站端场景录音；可与站内的维护操作人员对讲机进行远程对讲；

    第三，远程控制：远程控制监控设备（包括云台、镜头和灯光等）；远程变电站现场照明控制，实现全天候监视；可进行当地或远程布防/撤防控制，可以事先确定布防/撤防策略，由系统按照制定的策略自动进行布防/撤防；也可以通过电子地图进行布防或者撤防控制。在灯光控制方面：任一摄像机的图像画面均可设定与任一路或多路灯光控制关联，任一路灯光控制均可设定与多个摄像机画面关联；后台监控工作站对变电站端摄像机的控制时延不应超过0.5秒，即对云台或球形机进行转向控制时，从按下控制键到看到图像变化之间的时间间隔不超过0.5秒；

    第四，告警管理：报警联动灯光控制和启动本地及监控中心录像；所有报警信息（包括时间、地点、摄像机编号、预置位名称、持续时间等）均应自动保存，有需要时可打印输出；

    第五，图像管理监控中心可显示、存储、检索、回放各变电站的所选摄像机实时图像；监控中心可远程回放站端的任一摄像头的历史图像（时间可设）及报警录像；回放方式有逐帧、慢放、常速、快速等放大/缩小等多种方式；监控中心可远程控制站端视频处理单元实现手动录像、定时录像、报警触发录像、画面异动检测；任一工作站可通过手动方式对实时图像在本工作站上进行录像和图像回放；也可对实时图像和回放图像进行抓拍，并以JPEG或BMP格式存放在本工作站电脑内，供数据交换使用；

    第六，安全管理：系统实行操作权限管理，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，系统登录、操作应进行权限查验；系统至少应具有10级别的权限等级设置。系统所有重要操作，均应有操作记录，系统可对操作记录进行查询和统计，所有操作记录具有不可删除和不可更改性；应具有必要的网络安全保护，保证系统数据和信息不被窃取和破坏；系统应具有抗击计算机病毒和非法入侵的能力；

    第七，系统管理系统具有较强的容错性，不会因误操作等原因而导致系统出错和崩溃；系统应具有自诊断功能，对设备、网络和软件运行进行在线诊断，发现故障，能显示告警信息；对操作人员设置权限管理；系统应具有数据备份与恢复功能；系统应具有对站端设备远程配置、远程维护、远程启动的能力；提供对系统操作的在线中文帮助；应自动生成系统运行日志，可查询及以报表方式打印输出；

    第八，网络浏览：系统需提供图像的Web服务，Web服务器应设在监控中心（SC）；在Web浏览方式下，能控制摄像机和云台等控制对象，也可以同时实时监控多个变电站的图像。

变电站端系统功能要求
    第一，实时图像监控：与变电站安装在监视区设备进行配合，对环境进行防盗、防火、防人为事故的监控，对变电站设备如主变、场地设备、高压设备、电缆层等监视。报警信号、站端状态信息、配置和控制信息以TCP/IP方式与监控中心实时通信。运行维护人员通过视频处理单元或工作站对变电站设备或现场进行监视，对变电站摄像机进行（左右、上下、远景/近景、近焦/远焦）控制、也可进行画面切换和数字录像机的控制； [nextpage]

    第二，报警功能：当发生报警时，变电站视频处理单元或数字录像机能自动进行存盘录像，同时传送报警信息和相关图像，并自动在地理图上提示报警位置及类型；当发生报警时，能联动相关设备，如启动现场照明、警笛等，相关设备启动后，应在设定的时间内自动关闭；

    第三，控制功能：操作人员能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整；对于带预置位云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作；应具有可控制设备的机械保护措施，在控制雨刷、云台等设备时（自动状态），系统应具有定时功能，即设备在运行后，应在设定的时间内自动停止，以防止人为的忘记关闭动作，以保护机械结构；保证控制的唯一性，同一时刻只允许一个操作人员控制同一控制对象；具有操作联动功能，当运行人员对某一电力设备进行操作时，摄像机应可自动调整到该设备处，并启动数字硬盘录像机进行录像；

    第四，图像录像管理：站端的视频处理单元或数字硬盘录像机可对非重要区域的监控点（即摄像机）实现事故前（至少10分钟）、事故后（至少10分钟）循环录像存贮，对重要区域的监控点可设定长时间（至少7天）的自动循环录像存贮，所有监控点级别可设定。

方案优势及未来展望
    采用硬盘录像机为编码传输中心的方案，系统集成度高，主站、子站的结构相对简单，系统的成本比较低。系统由于采取IP地址的方式提供图形传输服务，有利于图像系统的组网，可以相对容易地组建成二级、三级图像网。系统可以通过设置码流的方式提高画面的质量，但提高了码流意味着增加解码的负担，会造成系统对控制信息响应相对较慢，需要根据实际情况在带宽与画质二者之间寻求一个平衡点。但是这种方式提供了本地存储，即便在网络出现问题时也能对现场情况进行记录，从而提高了整体的可靠性。