电⼒⾏业应⽤完整解决⽅案
2007版
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宁波南⾃智能科技有限公司
⽬录
第⼀章、智能图像监控系统简介................................ .......... .................................................- 1 -
⼀、概述............................................................................................................- 1 -
⼆、系统的主要技术........................................................................................- 1 -
三、系统设计原则............................................................................................- 2 -
1. 稳定性、可靠性.................................................................................- 3 -
2. 实⽤性、易⽤性.................................................................................- 3 -
3. 开放性原则.........................................................................................- 3 -
4. 扩展性原则.........................................................................................- 4 -
5. 先进性原则.........................................................................................- 4 -
四、系统的主要特点........................................................................................- 4 -
1. 系统可靠性.........................................................................................- 4 -
2. 系统结构特点.....................................................................................- 4 -
3. 抗⼲扰措施.........................................................................................- 5 -
4. 防雷措施.............................................................................................- 6 -
五、图像监控系统主要功能............................................................................- 9 -
1. 前端系统功能.....................................................................................- 9 -
2. 集控中⼼功能.....................................................................................- 14 -
六、我公司在电⼒系统的常⽤新技术............................................................- 19 -
1. 数字视频矩阵技术.............................................................................- 19 -
2. 流媒体转发技术.................................................................................- 19 -
3. 双绞线传输技术的介绍.....................................................................- 20 - 4. ⽆线⾳视频传输技术的介绍.............................................................- 23 -
第⼆章、电⽹输变电图像监控系统⼀般解决⽅案.....................................................- 27 - 1．区域型⽹络管理技术简介..................................................................- 27 -
2．远程图像监控系统⽹络结构..............................................................- 28 -
3．站端图像监控系统的典型实现..........................................................- 30 -
5．调度中⼼..............................................................................................- 35 - 第三章、发电⼚、电站⼯业电视系统⼀般解决⽅案.................................................- 37 - 1．概述......................................................................................................- 37 -
2．典型⽹络结构......................................................................................- 37 - 第四章、电⼒系统常⽤的主要设备性能指标.............................................................- 43 - ⼀、视频监控主机............................................................................................- 43 -
⼆、视频解码监控主机....................................................................................- 44 -
三、嵌⼊式数字硬盘录像监控主机................................................................- 45 -
四、⽹络视频服务器........................................................................................- 47 -
五、智能⼀体化快球摄像机............................................................................- 48 -
六、智能⼀体化中速球机................................................................................- 49 -
宁波南⾃智能科技有限公司第- 1 - 页共 65 页
七、彩⾊⼀体化摄像机....................................................................................- 50 -
⼋、内置解码器球形云台机............................................................................- 50 -
九、红外⼀体化机........................................................................................- 51 -
⼗、全实时多画⾯分割器................................................................................- 52 -
⼗⼀、视频光端机.............................................................................................- 53 - ⼗⼆、双绞线传输器.........................................................................................- 54 -
⼗三、避雷器.....................................................................................................- 55 -
⼗四、矩阵控制系统和主控键盘.....................................................................- 56 -
⼗五、解码器.....................................................................................................- 57 -
⼗六、云台防护罩.............................................................................................- 58 -
⼗七、视频桥接器.............................................................................................- 59 -
⼗⼋、现场报警灯光控制单元.........................................................................- 59 -
⼗九、红外对射器.............................................................................................- 60 -
⼆⼗、红外热成像仪监控预警系统.................................................................- 61 -
⼆⼗⼀、⽆线⾳视频.........................................................................................- 62 -
⼆⼗⼆、轨道摄像机.........................................................................................- 63 -
⼀、概述南⾃科技智能图像监控系统――电⼒⾏业应⽤完整解决⽅案第⼀章、智能图像监控系统简介
我公司电⼒视频系统应⽤了不少先进技术，弥补了传统监控系统的众多不⾜。系统能
够进⾏⼤电⽹系统的分级组⽹，可以根据⽤户的需求选⽤多种系统组合⽅案(⽤户可
以从这些⽅案中选择⾃⼰合适的、性价⽐较⾼的⽅案)。系统可以分期建设，具有很
强的灵活性。系统技术先进、性能稳定、质量可靠、操作⽅便，已成功应⽤于全国各⼤电⽹公司的千余个变电站（750KV、500KV、330KV、220KV、110KV、66KV、35KV
各电压等级均有成功案例）、电⼒⼤楼、各种等级的电⼚、⽔电站等视频监控成功案例，是国内⾏业应⽤最⼴泛、成功的系统，受到全国客户的⼀致好评！系统将⾃动报警控制系统、环境控制系统、信
息管理调度系统、数字硬盘录像系统等功能融为⼀体，实现视频信息与数据信息结合管理，并可利⽤各种宽带⽹（E1、ADSL、ISDN、LAN、WAN 等）进⾏远程在线监控，功能齐全，管理灵活，具有清晰度⾼（分辨率
352×288～720×576；帧率1～25 帧/秒）、兼容性强（可与综合控制系统、消防报警
系统、电⼒调度系统、⽆线⾳视频传输系统、红外热成像系统等进⾏连接）、扩展性强（⽀持的变电站数量⼤于 200 个、同⼀电⼚⽀持的监控点数量⼤于 512 个）等
优点。
⼆、系统的主要技术
1、图像压缩处理技术
图像监控系统最主要的功能就是实现对前端监控点的图像进⾏监视和存储。由于图像的原始数据量较⼤，只有经过压缩编码后进⾏传输并存储到硬盘上。所以压缩处理、⽹络流媒体传输技术是图像监控系统中关键的技术。
智能图像监控系统采⽤了 MPEG4 图像压缩编码标准，它基于 TCP/IP⽹络，适
合多种传输介质；具有图像清晰，图像数据占⽤带宽低，图像实时性好，系统稳定等特点。实时图像效果可达 DVD 效果；视频传输、存储分辨率达到 720×576，图像传输延
迟很⼩。
2、流媒体管理技术
智能图像监控系统采⽤强⼤的流媒体软件技术专门设计了适合⼤中⼩型变电站、电⼚图像监控系统所使⽤的⽹络流媒体监控系统软件。它的主要作⽤是根据⽹络带宽、流量和⽤户的请求合理地分配各个视频流数据的传输，并可以依据⽤户⽹络的
实际情况采取 TCP、UDP、⽹络组播（Multicast）技术以降低多个⽤户请求同⼀视频流数据时的⽹络流量。保证图像质量，有效降低在多⽤户并发操作下的图像延迟
和带宽占⽤。同时也保证⾼级别⽤户可以及时有效地获取所需信息，⽽且图像监控
系统的使⽤不会影响在同⼀⽹络上其他系统的正常运⾏。
同时考虑到⼤部分变电站和监控中⼼之间是通过专⽤ 2M 信道进⾏传输，为了保证可靠传输和多个⽤户采⽤ TCP、UDP ⽅式进⾏并发访问，我公司还开发了强⼤的⽹络流媒体转发技术。
3、数据传输技术
TCP/IP ⽹络协议是⽬前最流⾏也是最稳定的⽹络协议。智能图像监控系统在
TCP/IP ⽹络协议之上开发了专⽤通讯层，针对图像数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占⽤率。同时设计了专⽤⽂件
传输协议，⽤于录像⽂件的传输。该通讯层⽀持多种 TCP/IP 协议的传输，包括
TCP、UDP、组播等。
4、C/S、B/S浏览技术
系统⽀持 C/S、B/S ⽹络浏览技术应⽤，B/S 的 WEB 浏览技术是⽬前在⼴域⽹（Internet）上最流⾏的客户端访问技术。我公司充分借鉴并吸收其精华，通过增强监控主机的客户端管理功能，在局域⽹或互联⽹上实现了客户端的 WEB 浏览。这样，客户机不需要安装任何其它专⽤客户端软件，只要安装了 IE 浏览器插件，经过授权就可实现对远程图像的实时监控。
三、系统设计原则
电⼒视频监控系统是集计算机技术、数字图像压缩技术、流媒体技术、⽹络通信
技术、数据库技术为⼀体的综合性视频监控系统。系统从总体设计、开发、实施到运⾏维护，本着电⼒⾏业⾼标准、严要求的原则，通过系统化的⼯程设计思想和各种新技术的深⼊应⽤，确保系统整体先进性，为系统今后⽇常运⾏提供更多新的安全保障。系统从设计到实施整个过程中，都将体现以下原则：
1.稳定性、可靠性
电⼒视频监控系统的运⾏安全是⾄关重要的，随着⼤量变电站、电⼚的⽆⼈值守化趋势越来越明显，变电站的⽇常运⾏安全⽭盾⽇益突出。系统的主要功能是实时监控和记录变电站、电⼚安全运⾏情况，及时将各种突发异常和事故通知⼯作⼈员，协助⼯作⼈员及时了解现场情况，排除故障，解决问题。因此，对系统的可靠性要求较⾼。系统针对运⾏中可能出现的多种软、硬件的异常处理、恢复功能做了⼤量的优化、测试⼯作，确保在各种情况下都能稳定运⾏。例如，实现了双服务器模式、多层⾃动恢复连接、设备⾃动故障恢复等功能。设备选⽤先进、成熟、可靠，低故障率，系统采⽤集中供电，对所有前端设备的操作及设置统⼀实施。在系统某⼀单元设备故障时，不影响系统整体功能，所选设备都是经过长期实践的、在电⼒⾏业中运⾏业绩
2.实⽤性、易⽤性
系统设计时重点考虑系统的实⽤性，注重系统的综合能⼒和总体性能，确保新建系统与已建系统或在
建系统实现⽆缝联接，系统为了更加适合实际项⽬应⽤可以进⾏软件部分功能的定做；智能图像监控系统更是在长期电⼒⾏业实际使⽤中得到⽤户的认可，更能满⾜⽣产过程需要，运⾏、调试、操作简单直观，维护⽅便。
系统通过软件屏蔽了所有与前端硬件设备通讯的细节，并且通过分布式技术实现
瘦客户功能。只需安装客户端软件，即可实现对前端设备的控制，变电站现场监控参数、系统运⾏情况、各种⽇志事件的了解。软件安装简便，界⾯操作遵守⼈性化原则，简单易上⼿。
3.开放性原则
考虑到系统投资的长期效益，设计与选型注重开放性，图像监控系统中各产品符
合国际标准、国家标准和⾏业规约等。本系统遵循开放式的思想，在功能满⾜基础需
求的同时，还实现了与 SCADA 综合⾃动化系统、原有消防系统、计算机监控系统的遥控联动功能，并且提供实现了客户端软件主体功能的 ActiveX 控件以及 Web 客户端软件，⽅便集成到第三⽅系统中。此外，还提供了多种联动接⼝，满⾜与更多系统的互动需求。
4.扩展性原则
针对将来设备升级、功能扩充的可能性，前端设备、模块都可提供空余的接⼝，以便接⼊更多数量、更多类型的监控点和安防监控探测器，新的设备或⼦系统以积⽊⽅式纳⼊到系统。
系统中软件的总体设计基于分布式技术实现，⼤量采⽤⾯向对象、组件技术，其架构、功能、内容易于扩展，完全可以满⾜⽇后系统功能扩充、设备升级需要。
5.先进性原则
系统中采⽤的硬件设备经过精⼼设计、筛选，严格测试，各项性能指标突出。软件的设计思想，实现技术，⽆不领先或紧跟国内外软件业发展潮流，确保系统整体运⾏性能、应⽤规模在国内同类项⽬中处于领先地位。
四、系统的主要特点
1.系统可靠性
为保证系统正常运⾏，系统设备具备如下可靠性保证：
系统的使⽤不影响被监控设备的正常运⾏。
系统主要设备采⽤结构、功能冗余设计，系统不会存在瓶颈问题。
系统设备采⽤模块化结构，便于故障排除和替换。
系统具有⾃诊断功能，对各种程序出错、通道⼲扰等可⾃动恢复，对通信终端、软硬件故障等能够诊断出故障并及时告警。
系统具备处理同时发⽣的多事件的能⼒。
2.系统结构特点
系统采⽤标准化、⽹络化、免维护式的系统结构，具有⾼度的可靠性和安全性，同时符合 ISO/OSI 开放系统互联标准。
系统具备软硬件的扩充能⼒，⽀持系统结构的扩展和功能升级。
系统提供的⽀撑软件⽀持⽤户进⼀步开发应⽤软件。
系统的软硬件接⼝采⽤国际标准或⼯业标准，⽀持与其它标准硬件、其它⽹络及不同⽣产商的设备互联，从⽽达到信息资源共享。
系统所选⽤的硬件平台符合现代⼯业标准。
适应系统的多级监控要求，系统具有灵活的多级组⽹能⼒。
系统具备开放的⼆次接⼝，可为第三⽅提供⽅便的⼆次开发（如 SCADA 综合⾃动化系统、原有消防系统、计算机监控系统等）。
系统加⼊新的监控设备时，监控中⼼的软硬件⽆需做⼤的改变。
系统各项功能和运⾏状态不受扩建影响。
系统具备多级组⽹能⼒以便组建更⼤的监控⽹络。
系统软件能在线升级。
基于局域⽹的系统特点
基于局域⽹的图像监控系统是为了满⾜领导和相关管理⼈员不去监控中⼼直接
在⾃⼰办公室监控现场图像的需求⽽配置的，监控采⽤ WEB 浏览⽅式或采⽤本公司⾃⾏开发的专⽤客户端分控软件。
3.抗⼲扰措施
变电站、电⼚、电站内存在强烈的电磁场，系统的视频信号、控制信号容易受到电磁场的⼲扰，造成图像出现雪花、波纹甚⾄扭曲变形，根据我们长期在⼤型变电站、⾼等级电⼚、电站的⼯程设计施⼯经验，我们采取以下措施防⽌电磁场的⼲扰：系统采⽤的设备全部通过国家相关部门的检验，具有⽣产、销售许可证，全部经过抗电磁能⼒检测，能够适应电⼒系统的强电磁场。
所有视频电缆、控制电缆都采⽤特制室外电缆，具有屏蔽层，能够有效屏蔽电磁⼲扰。根据各个摄像机安装位置的具体情况选择采⽤ RG59／128 编、SYV-75-5／128 编和 SYV-75-7／192 编等同轴电缆，以保证监控信息的准确传输。控制线设计采⽤RVVP2*28／0．15 圆形双绞屏蔽电缆。
在室内外的电缆沟内，电缆采⽤镀锌钢管穿管处理，钢管多点可靠接地。
前端监控设备：摄像机、解码器、云台等进⾏良好接地并配备防雷保护设备，避
免感应电对设备的运⾏产⽣⼲扰。
视频电缆、控制电缆的屏蔽层进⾏良好接地处理，彻底排除电磁场对系统的⼲扰。
对于长距离、⼲扰强的监控点，我公司⼀般采⽤⾃主研发的⾼性价⽐的双绞线适配器来传输视频，传输距离可达 1200 ⽶。经过传输后视频信号⾁眼看不出到衰减。对于 1200 ⽶以上的监控点我们采⽤单模光纤进⾏传输，采⽤单路或者多路视频光端机。此光纤⽅式造价⽐较⾼，特别是在 1200 ⽶以内
的监控点。
4.防雷措施
1）前端设备的防雷
视频监控系统设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备⼀般不会遭受直击雷击，但需考虑防⽌雷电过电压对设备的侵害，⽽室外的设备则同时需考虑防⽌直击雷击。前端重要部位的摄像头置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。摄像机独⽴架设时，选择距离避雷针3－4 ⽶的范围内。如有困难则将避雷针架设在摄像机的⽀撑杆上，引下线可直接利⽤⾦属杆本⾝或选⽤Φ 8 的镀锌圆钢。为防⽌电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线穿⾦属管屏蔽。为防⽌雷电波沿线路侵⼊前端设备，在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，包括电源线（220V
或 DC12V）、视频线、控制信号线。摄像机的电源⼀般使⽤ AC220V 或 DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器串联或并联在直流变压器前端。信号线传输距离长，耐压⽔平低，极易感应雷电流⽽损坏设备，为了将雷电流从信号传输线传导⼊地，在设计信号传输线的保护时考虑到信号的传输速率、信号电平、启动电压以及雷电通量等参数。我们采⽤⾼效信号过电压保护器，能够须快速响应，室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻要求⼩于4?，⾼⼟壤电阻率地区可放宽⾄
<10?，
对于⼯程我们⼀般采⽤电站、电⼚原有的接地⽹。
2）传输线路的防雷
视频系统的传输线路主要是视频信号线、控制线和电源线。按照 GB50198－1994 规定，结合电⼚实际情况我们采⽤通信管道布线，具有良好的防雷效果。为避免⾸尾端设备损坏，对于中间放⼤器输⼊端的信号源和电源均应分别接⼊合适的避雷器。传输线埋地敷设并不能阻⽌雷击设备的发⽣，⼤量的事实显⽰，雷击造成埋地线缆故障，
⼤约占总故障的 30％左右，即使雷击⽐较远的地⽅，也仍然会有部分雷电流流⼊电缆。所以采⽤带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电⽓连通，对防护电磁⼲扰和电磁感应⾮常有效，这主要是由于⾦属管的屏蔽作⽤和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿⾦属管有困难时，可在电缆进⼊终端和前端设备前穿⾦属管埋地引⼊，但埋地长度不得⼩于 15 ⽶，在站端将电缆⾦属外⽪、钢管同防雷接地装置相连。
