專利名稱：電力輸變電智能化視頻監控系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力領域的監控系統，特別涉及一種電力輸變電智能化視頻監控系統。
背景技術：
輸變電設備監控，一直以來都是電網建設和管理的重點。隨著各類數據采集及監控系統的深入擴展應用，綜合EMS (能量管理系統)、PMU (同步相量測量裝置)以及繼電保護、安全自動裝置、故障錄波等各類實時數據信息，我們已經逐步實現對電網調度一體化的實時監控，即遙測、遙信、遙控、遙調。但是，對輸變電設備運行狀況的監控，僅僅關注電壓、電流等數據還是不夠，如果調度無法直觀地了解現場的環境情況，就無法解決現場防火、防盜、防爆、防潰等問題，很多按“無人值守”建設的變電站不得不以“少人值守”的模式運行。 即是說，由于沒有辦法進行遠程視頻監控，將無法及時了解高樹成長對高壓輸變電線路的威脅，無法及時捕捉和預防輸變電設備人為破壞的危險，在遭遇冰凍雨雪時，無法人工巡線的問題依舊存在。而高壓輸變電線路通常都是遠離居住區，要是有專門的維護人員進行看管不僅成本增加，而且也不利于維護人員人身安全。因此，電力系統工作效率及安全監護水平難以提高。為此，目前將電網視頻監控系統作為智能電網的一個重要組成部分，廣泛應用于電網的建設、生產、經營等方面。然而，由于視頻監控系統在不同的建設時期選用了不同的技術和不同廠家的產品，導致了標準不統一、技術路線不一致。不同的視頻監視系統很難互聯互通，因此，難以實現統一監控、統一存儲、分級控制、分域管理，無法滿足視頻監控系統全局化、整體化的發展的需求。
發明內容
針對應用規模大、集成度高、需求定制、存儲量大的監控需求，本發明的目的是提供一種分布式體系結構的電力輸變電智能化視頻監控系統，利用不同傳輸方式對各類前端監控點圖像信息進行整合，并提供視頻資源存儲、共享，并為視頻資源的深度應用提供接口，實現對所有聯網資源的控制和管理。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種電力輸變電智能化視頻監控系統，其基于IP網絡構建了星形拓撲、三級聯網的架構；
其中，第一級為監控現場，在各個變電站內或各個高壓線路沿線對應設置若干個監控點，通過設置采集裝置來獲取相應的監測數據；所述監測數據包含監測所述監測點獲得的視頻圖像息；
第二級為分公司監控中心，由各個分公司監控中心對轄區內設置的多個變電站的監控點或多個高壓線路的監控點進行監測控制，并對監測數據進行集中管理；
第三級為電力總公司調度監控中心，由電力總公司調度監控中心對各個所述分公司監控中心上傳的監測數據進行統一管理及調控。
在一個優選的實施例中，在所述變電站下屬的監控點中設置有模擬攝像機，所述模擬攝像機通過同軸電纜連接至該監控點內的一個視頻光端機；監控點的視頻光端機將監測到的視頻信號轉化為光信號，并利用光纖將光信號傳輸至位于所述變電站內的另一個視頻光端機；
所述變電站內的視頻光端機再通過同軸電纜與數字硬盤錄像機連接，所述數字硬盤錄像機對視頻信號進行模數轉換，并在電腦硬盤中進行前端存儲；所述數字硬盤錄像機還將數字式的視頻信號接入該變電站內的數據總線；
在變電站內設置有監控客戶端，對發送至數據總線上的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；所述變電站通過電力視頻專網接入IP網絡，將發送到數據總線的監控數據上傳至所述IP網絡。在一個優選的實施例中，在所述變電站下屬的監控點中設置有網絡攝像機，直接采集并輸出數字式的視頻信號；所述網絡攝像機通過電力視頻專網連接至監控點內的光網絡單元；
所述光網絡單元再通過光纖連接至該變電站內的光纖匯接機構；在變電站內設置有監控客戶端，對發送至光纖匯接機構上的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；所述變電站還通過電力視頻專網接入IP網絡，將發送到光纖匯接機構的監控數據上傳至所述IP網絡。
在一個優選的實施例中，在變電站下屬還設置有環境監控點，環境監控點中進一步設置有門禁控制，溫度、壓力或氣體濃度監測的多種傳感器，報警按鈕，或對講裝置中的任意一種或任意幾種的組合；
由環境監控點采集到的監測數據，通過該環境監控點內設置的模擬量檢測模塊轉換成數字式，并通過與該模擬量檢測模塊連接的光網絡單元，將數字式的監測數據傳輸至所述變電站內的光纖匯接機構，進而上傳至所述IP網絡。所述光纖匯接機構通過光纖連接至分公司監控中心內設置的光線路終端，經由所述光線路終端將監測數據發送至所述分公司監控中心；
所述分公司監控中心設置有分公司視頻監控平臺，對經由所述光線路終端上傳至數據總線的監控數據進行查看及操控；所述分公司監控中心還通過電力視頻專網接入所述IP網絡，將監控數據上傳至所述IP網絡。在所述高壓線路中設置指定的輸電鐵塔作為應急監控點，所述應急監控點中進一步設置有包括監控攝像頭和視頻服務器的監控前端設備，來獲取應急監控點的監測數據；
所述監控前端通過網線連接至該應急監控點處設置的無線基站，再通過基于移動GPRS網絡與該無線基站實現通信的其他若干個無線基站對無線的監測數據進行轉發；轉發末端的無線基站通過連接通信服務器；
所述應急監控點通過電力視頻專網接入IP網絡，將通信服務器接收的無線的監測數據通過視頻安全邊界接入平臺上傳到所述IP網絡。所述應急監控點還包含由操作人員隨身攜帶或手持的單兵設備，所述單兵設備通過3G網絡把現場采集的圖像視頻通過3G基站進行無線的即時回傳，進而通過該應急監控點將圖像視頻上傳到所述IP網絡。
在一個優選的實施例中，所述IP網絡通過電力視頻專網連接至電力總公司調度監控中心的視頻監控平臺；所述視頻監控平臺通過運營商VPN專線，將監控數據傳輸至相關的政府職能部門；
在政府職能部門分別設置監控客戶端，對發送至該部門的數據總線上的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；在所述政府職能部門還設置有接收監控數據進行數字圖像解碼的IP數字矩陣，以及接收IP數字矩陣輸出的監控圖像視頻進行顯示的電視
I回O在另一個優選的實施例中，所述IP網絡通過安全邊界接入平臺連接至電力總公司調度監控中心的轄區以外的其他IP網絡，再經由所述的其他IP網絡連接至國家電網總公司，并將監測數據發送至國家電網總公司； 所述國家電網總公司設置有監控客戶端，對接收到的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；所述國家電網總公司還設置有接收監控數據進行數字圖像解碼的IP數字矩陣，以及接收IP數字矩陣輸出的監控圖像視頻進行顯示的電視墻。在還有一個優選的實施例中，所述IP網絡直接通過電力視頻專網連接至電力行業的其他業務部門，并將監測數據發送至這些業務部門；在這些業務部門各自設置有監控客戶端，對接收到的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；在這些業務部門還設置有接收監控數據進行數字圖像解碼的IP數字矩陣，以及接收IP數字矩陣輸出的監控圖像視頻進行顯示的電視墻。本發明所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其優點在于本發明所述系統可根據電力行業的特點，實現先進的電站與電網線路自動化遠程監控，具有高度的集成性及擴展性，通過IP網絡有效地將系統的各個設備在統一的平臺內進行管理；整個系統基于分布式體系結構，采用集中管理、分布控制、前端獨立的方式構建，各類前端監控點圖像信息利用不同傳輸方式進行整合。各級監控中心可實現各所屬站端監控資源信息的監測，視頻資源的存儲共享，并為視頻資源的深度應用提供接口(例如，可以提供RJ45的接口以及報警輸入接口，當發生報警時，可聯動多個設備協同工作；或者，提供語音輸入/輸出接口，可以方便監控中心的管理人員和監控點的人員進行語音交流)。本發明將分散、獨立的監控采集點進行聯網，實現跨區域、大范圍的統一監控、統一存儲、統一管理、資源共享。本發明通過獲取實時監控數據，幫助各行業用戶提供清晰直觀的管理方式，縮短決策時間，提高工作效率，提高監控區域的安全等級；通過回看歷史記錄的視頻監視圖像，還可以作為對事故追憶的有效手段，幫助技術人員查看事故發生時變電站的狀況，從而盡可能地找到事故發生的原因。
圖I是本發明所述電力輸變電智能化視頻監控系統的拓撲結構示意 圖2是本發明所述電力輸變電智能化視頻監控系統的架構圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發明所述電力輸變電智能化視頻監控系統，基于IP網絡構建，采用星形拓撲、三級聯網的管理模式，即，第一級為監控現場，在各個變電站內及高壓線路沿線對應設置若干個監控點；第二級為分公司調度中心，由供電公司的監控中心對所屬的多個變電站的監控點進行監測控制及資源集中管理，由超高壓公司對所屬的多個高壓線路的監控點進行監測控制及資源集中管理；第三級為電力總公司調度中心，由其設置的調度監控中心的視頻監測平臺再對所屬的供電公司及超高壓公司等管理的監測資源進行統一管理及調控。具體的，請參見圖2所示，對于在變電站所屬各個監控點中已經建立的監控點中，仍然使用的模擬攝像機，可以通過同軸電纜(BNC)先連接至監控點內的視頻光端機，將監測到的視頻信號轉化為光信號，并利用光纖將信號傳輸至變電站內的視頻光端機。變電站內的視頻光端機再通過同軸電纜與數字硬盤錄像機(DVR)連接，由數字硬盤錄像機將模擬視頻信號轉化為數字信號，并在電腦硬盤中進行前端的數字化存儲。數字硬盤錄像機一般集合了錄像機、畫面分割器的功能，用戶可以通過該數字硬盤錄像機來控制攝像機的啟閉，從而實現移動偵測功能。數字硬盤錄像機還將數字式的視·頻信號上傳到變電站內的數據總線上，可以使變電站內的監控客戶端也接入數據總線，對監控視頻進行實時查看、歷史回看及其他相應的操控處理。變電站通過電力視頻專網接入IP網絡，將監控視頻等數據進行上傳。對于在變電站所屬各個監控點中新建的監控點，一般使用網絡攝像機(IPC)從圖像采集開始就進行數字化處理，即能夠直接形成數字式的視頻信號便于后續網絡傳輸。根據變電站內的實際布控需要，設置了球型或槍型等各種形狀及性能的網絡攝像機。每個網絡攝像機通過電力視頻專網連接一個光網絡單元(0NU)，光網絡單元再各自通過光纖連接至變電站內的一個光纖匯接機構。另外，變電站下屬還可以設置若干個環境監控點，設置了例如是門禁控制，溫度、壓力、氣體濃度監測的各種傳感器，報警按鈕，及對講裝置等，這些裝置監測的數據通過連接的模擬量檢測模塊轉成數字式，并通過光網絡單元也連接至所述光纖匯接機構。所述光纖匯接機構另外通過光纖連接光線路終端(0LT)，從而可以將視頻及其他監控數據發送至分公司監控中心。所述分公司監控中心內設置有分公司視頻監控平臺，對經由光線路終端上傳至數據總線的這些監控數據進行查看及操控；還設置有電視墻及IP數字矩陣，所述IP數字矩陣連接至數據總線以接收監控數據進行數字圖像解碼，并輸出模擬圖像到電視墻進行監控圖像視頻的顯示。所述的分公司監控中心還通過電力視頻專網接入所述IP網絡進行數據傳輸。對于高壓線路監控來說，可以根據需要選擇指定的輸電鐵塔作為應急監控點，來設置監控前端設備(包括監控攝像頭和視頻服務器)，監控前端通過網線連接至無線基站，再經由基于移動GPRS網絡的若干個無線基站進行數據傳送；最末端的無線基站通過連接通信服務器，將無線視頻信號等通過視頻安全邊界接入平臺再接入到IP網絡，便于后續進行統一管理和媒體分發。應急監控點還包含單兵設備(即，3G移動視頻服務器)，一般由操作人員隨身攜帶或手持前往現場，可以通過3G網絡把現場采集的真實影像即時通過3G基站回傳，也通過視頻安全邊界接入平臺接入到IP網絡。IP網絡還通過電力視頻專網連接至市級電力總公司的視頻監控平臺。由電力總公司的視頻監控平臺通過運營商VPN專線，將監控數據傳輸至市應急辦、市安監局等相關的政府職能部門。在這些政府職能部門可以設置監控客戶端，對經由專線傳輸至數據總線的監控視頻等進行實時查看、歷史回看及其他相應的操控處理；還通過設置IP數字矩陣來連接數據總線，接收監控數據進行數字圖像解碼后，發送至電視墻進行輸出顯示。另外，IP網絡還可以通過安全邊界接入平臺連接至其他區域的IP網絡，再經由這些其他的IP網絡連接至國家電網總公司。又或者，IP網絡也可以直接通過電力視頻專網連接至市電力的其他業務部門。在國家電網總公司及市電力的其他業務部門各自設置有與上述類似的監控客戶端、IP數字矩陣及電視墻等設備。因此，對于不同級別的電力調度指揮中心和各分控中心，都可以對管轄范圍內的多個本地和遠程監控點前端進行實時監控，不同的用戶可根據職務分配不同的控制權限。現場圖象可根據地點分成監控組，以1/4/8/9/12/16分屏方式在電視墻顯示，組內圖象可自動輪巡，切換時間可以任意調節，可設置手動錄像、計劃錄像和報警自動錄像等多種錄像方式。綜上所述，本發明所述電力輸變電智能化視頻監控系統能夠實現圖像視頻和各種報警信號遠程的監控采集、傳輸和管理。系統以IP網絡為核心，融合了計算機、通訊、互聯網、數字多媒體、存儲、信息安全等多種先進的技術，支持被監控資源通過光網絡、以太網、無線網絡等多種方式接入，將分散、獨立的監控采集點進行聯網，實現跨區域、大范圍的統一監控、統一存儲、統一管理、資源共享；幫助各行業用戶提供清晰直觀的管理方式，縮短決策時間，提高工作效率，提高監控區域的安全等級。盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。·
權利要求
1.一種電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于 所述視頻監控系統基于IP網絡構建了星形拓撲、三級聯網的架構； 其中，第一級為監控現場，在各個變電站內或各個高壓線路沿線對應設置若干個監控點，通過設置采集裝置來獲取相應的監測數據；所述監測數據包含監控所述監測點獲得的視頻圖像息； 第二級為分公司監控中心，由各個分公司監控中心對轄區內設置的多個變電站的監控點或多個高壓線路的監控點進行監測控制，并對監測數據進行集中管理； 第三級為電力總公司調度監控中心，由電力總公司調度監控中心對各個所述分公司監控中心上傳的監測數據進行統一管理及調控。
2.如權利要求I所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 在所述變電站下屬的監控點中設置有模擬攝像機，所述模擬攝像機通過同軸電纜連接至該監控點內的一個視頻光端機；監控點的視頻光端機將監測到的視頻信號轉化為光信號，并利用光纖將光信號傳輸至位于所述變電站內的另一個視頻光端機； 所述變電站內的視頻光端機再通過同軸電纜與數字硬盤錄像機連接，所述數字硬盤錄像機對視頻信號進行模數轉換，并在電腦硬盤中進行前端存儲；所述數字硬盤錄像機還將數字式的視頻信號接入該變電站內的數據總線； 在變電站內設置有監控客戶端，對發送至數據總線上的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；所述變電站通過電力視頻專網接入IP網絡，將發送到數據總線的監控數據上傳至所述IP網絡。
3.如權利要求I所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 在所述變電站下屬的監控點中設置有網絡攝像機，直接采集并輸出數字式的視頻信號；所述網絡攝像機通過電力視頻專網連接至監控點內的光網絡單元； 所述光網絡單元再通過光纖連接至該變電站內的光纖匯接機構；在變電站內設置有監控客戶端，對發送至光纖匯接機構上的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；所述變電站還通過電力視頻專網接入IP網絡，將發送到光纖匯接機構的監控數據上傳至所述IP網絡。
4.如權利要求I或3所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 在變電站下屬還設置有環境監控點，環境監控點中進一步設置有門禁控制，溫度、壓力或氣體濃度監測的多種傳感器，報警按鈕，或對講裝置中的任意一種或任意幾種的組合；由環境監控點采集到的監測數據，通過該環境監控點內設置的模擬量檢測模塊轉換成數字式，并通過與該模擬量檢測模塊連接的光網絡單元，將數字式的監測數據傳輸至所述變電站內的光纖匯接機構，進而上傳至所述IP網絡。
5.如權利要求4所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 所述光纖匯接機構通過光纖連接至分公司監控中心內設置的光線路終端，經由所述光線路終端將監測數據發送至所述分公司監控中心； 所述分公司監控中心設置有分公司視頻監控平臺，對經由所述光線路終端上傳至數據總線的監控數據進行查看及操控；所述分公司監控中心還通過電力視頻專網接入所述IP網絡，將監控數據上傳至所述IP網絡。
6.如權利要求I所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于，在所述高壓線路中設置指定的輸電鐵塔作為應急監控點，所述應急監控點中進一步設置有包括監控攝像頭和視頻服務器的監控前端設備，來獲取應急監控點的監測數據； 所述監控前端通過網線連接至該應急監控點處設置的無線基站，再通過基于移動GPRS網絡與該無線基站實現通信的其他若干個無線基站對無線的監測數據進行轉發；轉發末端的無線基站通過連接通信服務器； 所述應急監控點通過電力視頻專網接入IP網絡，將通信服務器接收的無線的監測數據通過視頻安全邊界接入平臺上傳到所述IP網絡。
7.如權利要求6所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 所述應急監控點還包含由操作人員隨身攜帶或手持的單兵設備，所述單兵設備通過3G網絡把現場采集的圖像視頻通過3G基站進行無線的即時回傳，進而通過該應急監控點將圖像視頻上傳到所述IP網絡。
8.如權利要求I所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 所述IP網絡通過電力視頻專網連接至電力總公司調度監控中心的視頻監控平臺；所述視頻監控平臺通過運營商VPN專線，將監控數據傳輸至相關的政府職能部門； 在政府職能部門分別設置監控客戶端，對發送至該部門的數據總線上的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；在所述政府職能部門還設置有接收監控數據進行數字圖像解碼的IP數字矩陣，以及接收IP數字矩陣輸出的監控圖像視頻進行顯示的電視m ο
9.如權利要求I所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 所述IP網絡通過安全邊界接入平臺連接至電力總公司調度監控中心的轄區以外的其他IP網絡，再經由所述的其他IP網絡連接至國家電網總公司，并將監測數據發送至國家電網總公司； 所述國家電網總公司設置有監控客戶端，對接收到的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；所述國家電網總公司還設置有接收監控數據進行數字圖像解碼的IP數字矩陣，以及接收IP數字矩陣輸出的監控圖像視頻進行顯示的電視墻。
10.如權利要求I所述電力輸變電智能化視頻監控系統，其特征在于， 所述IP網絡直接通過電力視頻專網連接至電力行業的其他業務部門，并將監測數據發送至這些業務部門；在這些業務部門各自設置有監控客戶端，對接收到的監測數據進行實時查看、歷史回看及相應的操控處理；在這些業務部門還設置有接收監控數據進行數字圖像解碼的IP數字矩陣，以及接收IP數字矩陣輸出的監控圖像視頻進行顯示的電視墻。
全文摘要
一種電力輸變電智能化視頻監控系統，其基于IP網絡構建了星形拓撲、三級聯網的架構；第一級為監控現場，在各個變電站內或各個高壓線路沿線對應設置若干個監控點，通過設置采集裝置來獲取相應的監測數據；所述監測數據包含監測所述監測點獲得的視頻圖像信息；第二級為分公司監控中心，由各個分公司監控中心對轄區內設置的多個變電站的監控點或多個高壓線路的監控點進行監測控制，并對監測數據進行集中管理；第三級為電力總公司調度監控中心，由電力總公司調度監控中心對各個所述分公司監控中心上傳的監測數據進行統一管理及調控。本發明將分散、獨立的監控采集點進行聯網，實現跨區域、大范圍的統一監控、統一存儲、統一管理、資源共享。
文檔編號H04N7/18GK102931724SQ20121037069
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者張露維, 陸正嘉, 陳志佳, 張黎首, 吳海生 申請人:上海市電力公司, 上海歐憶智能網絡有限公司, 國家電網公司