專利名稱：基于大屏幕應用的調控中心三方聯動可視化監控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及能源調控中心大屏幕和調度自動化、廠站視頻監控設備間信息聯動、顯示與記錄的系統，屬于能源調度自動化領域。
背景技術：
目前各能源廠站的視頻監控設備不斷升級換代中，新一代能源調度自動化EMS、DCS系統也已建成，采用拼接大屏幕作為能源調度與集控中心的顯示器已成趨勢。但目前拼接大屏幕顯示設備、調度自動化設備、遠程視頻監控設備等服務能源調度生產的各設備及系統之間基本無動態數據交互。大屏顯示設備也只起一個大顯示器的作 用，平時需手動切換顯示畫面；LED點陣顯示屏也僅僅顯示歡迎詞或日歷時鐘；視頻監控設備主要以安防為主而不是重點監視能源生產輸送設備，只有發生被盜案件才有人去查看，平時利用率不高，發生故障往往也只有在有案件發生需要調看歷史視頻查案時才發現；如果現有的視頻監控設備用來監控設備，現行的人工操作方式，需要操作人員操作數以千計的攝像機、監視數以萬計的能源生產輸送設備，人工操作難度太大。
發明內容本實用新型的目的為了克服上述現有技術存在的問題，而提供一種基于大屏幕應用的調控中心三方聯動控制系統，本實用新型以調度自動化設備的數據變化(含遙信變化、測量值越限、遙控命令等)信息為依據，按預先設定的方式和數據關聯表，通過聯動控制模塊來控制廠站攝像機旋轉變焦到相應監視區域及巡航路徑；由聯動控制模塊來控制LED點陣顯示屏滾動發布變化信息；由聯動控制模塊發指令給拼接控制模塊在調控中心大屏幕上彈出多個相關畫面顯示廠站設備及相關區域的視頻圖像；本系統拼接控制模塊對顯示的視頻圖像進行掃描識別，同時獲取關聯的攝像機的鏡頭位置、角度、變焦倍數信息，將攝像機鏡頭定位信息和圖像掃描比對結果一起在識別方式庫中檢索，加上對特定圖形元素的分析，按設置的視頻識別策略，識別出設備的當前狀態；把識別的設備狀態和獲取的信息變化內容，按設置的視頻增強顯示策略，在視頻圖像上疊加顯示狀態圖形、符號或文字等，疊加顯示的內容隨攝像機或被監視設備移動而在視頻圖像上一同移動，增強信息的可讀性；本系統同時對信息變化情況和相關視頻圖像進行記錄存儲，存儲的信息包括從信息變化彈出視頻圖像畫面前一定時間(時間可設置)，一直到用戶關閉彈出的畫面，這段時間相應視頻監控通道的錄音錄像資料，這段時間內的重要遙測變化曲線、這段時間內的全部遙信值及動作情況，這段時間內的遙控遙調操作情況。基于大屏幕應用的調控中心三方聯動控制系統，包括拼接大屏幕、聯動控制裝置、調度自動化設備、廠站視頻監控設備，其特征在于聯動控制裝置分別與拼接大屏幕、調度自動化設備、廠站視頻監控設備相連。本系統對拼接大屏幕、調度自動化設備、廠站視頻監控設備的數據資源進行整合共享，并實現信息關聯、互動和存儲功能。所述的聯動控制裝置由拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、聯動控制模塊、調控信息獲取模塊、信息與視頻存儲設備組成，聯動控制模塊分別與拼接大屏幕、拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、廠站視頻監控設備、信息與視頻存儲設備、調控信息獲取模塊相連，拼接控制模塊與拼接大屏幕相連，網絡視頻解碼設備分別與拼接控制模塊和廠站視頻監控設備相連，調度自動化設備與調控信息獲取模塊相連。所述的拼接大屏幕內含LED點陣顯示屏。本實用新型的上述各部件都可市場購買得到。基于大屏幕應用的調控中心三方聯動可視化監控方法，其特征在于按以下步驟進行(I)聯動控制裝置上電后與信息和視頻存儲設備(也稱服務器)建立連接，讀取外設相關數據，初始化界面及各功能模塊接口 ；(2)聯動控制模塊啟動調控信息獲取模塊通訊子線程，通過調控信息獲取模塊得·到調度自動化設備的數據的實時值及變化信息，調度自動化設備的數據為遙信、遙測值、遙控命令、遙調命令等；調控信息獲取模塊從調度自動化設備取得實時信息的方法為數據庫訪問、建立數據轉發通道、軟件接口編程、在通訊網絡上監聽；通訊網絡包括以太網、模擬、數字；(3)如果聯動控制模塊收到遙信動作或遙測值越限或遙控預置命令下發或遙調命令，則啟動一個處理線程進行處理，主線程繼續查詢實時值及變化信息；否則就轉到步驟
(2)或結束；(4)聯動控制模塊查詢信息與視頻存儲設備上的數據關聯表，根據實時值及變化信息的關聯內容，控制LED點陣顯示屏，暫停當前顯示的內容，滾動發布此實時變化信息；到達設定的時間，轉回顯示原有歡迎詞或日歷時鐘；(5)聯動控制模塊根據步驟(4)查詢的數據關聯表，根據實時值及變化信息的關聯內容，給廠站視頻監控設備的網絡攝像機、視頻服務器或硬盤錄像機下發控制命令，控制與變化信息有關的各臺攝像機旋轉到指定方位，指向相關區域的設備或調用巡航路徑；(6)聯動控制模塊查找網絡視頻解碼設備中未使用的解碼通道，如空閑通道不足則按設定的策略停止一部分當前在使用中的解碼任務；分配的解碼通道與廠站視頻監控設備上傳的網絡視頻流建立關聯，啟動動態視頻解碼，將網絡視頻流還原為視頻信號，視頻信號接入拼接控制模塊；(7)聯動控制模塊給拼接控制模塊下發命令，控制拼接控制器在拼接大屏幕上彈出所有相關畫面；聯動控制模塊從廠站視頻監控設備獲取關聯的攝像機的鏡頭定位信息，鏡頭定位信息為鏡頭位置、角度、變焦倍數信息；聯動控制模塊給拼接控制模塊下發數據關聯表中的關聯設備名稱及編號和關聯的攝像機的鏡頭定位信息，控制拼接控制模塊對顯示的視頻圖像進行掃描識別，拼接控制模塊將攝像機鏡頭定位信息、關聯設備名稱及編號和圖像掃描比對結果一起在識別方式庫中檢索，加上對圖形元素的分析，按設置的視頻識別策略，識別出設備的當前狀態；拼接控制模塊把識別的設備狀態和獲取的信息變化內容，按設置的視頻增強顯示策略，在視頻圖像上動態疊加顯示圖形、符號或文字，疊加顯示的內容隨攝像機或被監視設備移動而在視頻圖像上一同移動；(8)聯動控制模塊對信息變化情況、視頻圖像和音頻進行記錄存儲，保存于信息與視頻存儲設備；存儲的信息為從信息變化彈出視頻圖像畫面前t分鐘到用戶關閉彈出的畫面止，t為自行設置，這段時間相應視頻監控通道的錄音錄像資料、這段時間內的重要遙測變化曲線、這段時間內的全部遙信值及動作情況和這段時間內的遙控遙調操作情況；(9)用戶關閉彈出的窗口，視頻存儲同時停止；本次變化信息處理結束，處理線程停止，轉回主線程。本實用新型對拼接大屏幕、調度自動化設備、廠站視頻監控設備的數據資源進行整合、共享，改變相關部件功能定位，并實現信息關聯、互動和存儲功能。一方面建立一套全新的調度生產安全管理綜合監控平臺，滿足調控一體化的要求；另一方面轉變視頻監控和大屏幕等的應用模式，為能源調度生產服務。實現調控操作與現場視頻的智能互動。
圖I為本實用新型的結構框圖。圖2為本實用新型的聯動控制裝置的聯動控制模塊內部功能模塊圖。圖3為本實用新型的聯動控制裝置的聯動控制模塊控制流程圖。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖I所示，本實用新型包括拼接大屏幕、聯動控制裝置、調度自動化設備、廠站視頻監控設備，所述的聯動控制裝置由拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、聯動控制模塊、調控信息獲取模塊、信息與視頻存儲設備組成，聯動控制模塊分別與拼接大屏幕、拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、廠站視頻監控設備、信息與視頻存儲設備、調控信息獲取模塊相連，拼接控制模塊與拼接大屏幕相連，網絡視頻解碼設備分別與拼接控制模塊和廠站視頻監控設備相連，調度自動化設備與調控信息獲取模塊相連。所述的拼接大屏幕內含LED點陣顯示屏。聯動控制裝置與調度自動化設備、廠站視頻監控設備、拼接大屏幕連接如圖I所
/Jn ο調度自動化設備(含EMS能量管理系統、SCADA系統、集控系統、DCS系統等)是能源調度與集控部門的主要工作系統，收集和存儲所有發電廠、變電站的遙測、遙信數據，下發遙控指令；本系統在大屏幕上開窗彈出畫面的數據依據從調度自動化設備取得。調度自動化設備內部包括若干臺數據庫服務器。調度自動化設備為現有。廠站視頻監控設備由安裝在廠站(含變電站、發電廠、開關站、水電站、蒸汽站等)的攝像機、話筒、硬盤錄像機、視頻服務器和通訊網絡等組成。廠站視頻監控設備在能源系統一般作為安防保衛使用，本設備將其功能定位轉為設備狀態監控。聯動控制模塊與廠站視頻監控設備的視頻服務器或者硬盤錄像機接口，實現遠方攝像機的控制。廠站視頻監控設備為現有。拼接大屏幕目前有三種主流技術，即等離子拼接大屏幕(PDP)、液晶拼接大屏幕(IXD、DID)、背投拼接大屏幕(DLP)。將多塊單屏按行列組合成一整面屏的大顯示墻，可以整屏顯示一個大畫面，也可以分開顯示多個。拼接大屏幕為現有。拼接大屏幕的LED點陣顯示屏由若干塊LED點陣模塊與專用控制卡組成。聯動控制裝置將控制LED點陣顯示屏平時滾動顯示歡迎詞和能源系統的重要數據(包括電力網頻率、總負荷累加值、安全生產天數等)，其它變化信息(含遙信動作、測量值越限、遙控遙調命令下發等)發生時LED屏發布變化信息的內容。LED點陣顯示屏為現有。聯動控制裝置由拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、聯動控制模塊、調控信息獲取模塊和信息與視頻存儲設備構成。拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、聯動控制模塊、調控信息獲取模塊和信息與視頻存儲設備均可以市場購買得到。調控信息獲取模塊從調度自動化設備取得實時信息(含遙信、SOE事件順序記錄、遙測、遙控、遙調等)的變化情況(含遙信動作、測量值越限、遙控遙調命令下發等)，作為畫面彈出顯示及攝像機聯動的依據。調控信息獲取模塊從調度自動化設備取得實時信息的方法為數據庫訪問、建立數據轉發通道、軟件接口編程、在通訊網絡上監聽；通訊網絡包括以太網、模擬、數字；網絡視頻解碼設備負責解碼廠站視頻監控設備采集到的網絡數據流，將其還原成視頻信號，接入拼接控制模塊進行顯示。 拼接控制模塊控制拼接大屏幕，能夠將多個動態畫面顯示在大屏幕上面，實現VGA、RGBHV、DVI、HDMI、AV視頻等多種、多路顯示信號源拼接顯示的功能，能在拼接大屏上用畫中畫方式任意開窗彈出多幅畫面。拼接控制模塊同時可在視頻圖像上根據設置的參數智能識別設備狀態，動態疊加顯示圖形符號標記或文字，以便用戶更容易的了解視頻圖像的內容，增強信息的可讀性。信息與視頻存儲設備此設備為運行數據庫的服務器，服務器可以是單機也可根據需要配置兩臺以上的服務器，提高本設備的容量與可靠性。服務器存儲所有信息數據關聯表，記錄所有信息變化情況和彈出畫面顯示的視頻錄像數據。聯動控制模塊是本系統的控制中心，與上述各分系統通訊，實現信息聯動、切換顯示功能，并將變化信息和同時攝錄到的視頻存儲到信息與視頻存儲設備中。本實用新型的聯動控制裝置的核心部件——聯動控制模塊的主要功能，如圖2所示聯動控制模塊的初始化部分主要與信息與視頻存儲設備網絡接口，負責信息數據關聯表、各通訊或控制對象的接口信息及運行參數的讀取，按各通訊或控制對象的接口信息對設備進行初始化；聯動控制模塊的信息與視頻存儲設備接口功能將所有需保存的信息及視頻錄像存儲在信息與視頻存儲設備上，同時可查詢歷史記錄及錄像；聯動控制模塊與信息和視頻存儲設備之間為雙向數據流。聯動控制模塊與廠站視頻監控設備為網絡接口，廠站視頻監控設備是被控制對象，聯動控制模塊向視頻監控方向為控制流，控制廠站監控攝像機旋轉、切換巡航路徑等；視頻監控向聯動控制模塊的是數據流，主要是廠站監控攝像機的位置信號反饋信息等。聯動控制模塊與網絡視頻解碼模塊為網絡接口，實現所需視頻的解碼還原；聯動控制模塊向視頻解碼方向為控制流，主要控制解碼器切換解碼通道。聯動控制模塊與拼接控制模塊為網絡接口，實現視頻開窗彈出顯示，及疊加符號文字等；聯動控制模塊向拼接控制模塊方向為控制流及攝像機位置數據流。聯動控制模塊與調控信息獲取模塊為網絡接口，調控信息獲取模塊向聯動控制模塊方向為數據流，數據為實時數據和變化信息等。聯動控制模塊與LED點陣顯示屏為網絡接口，實現信息在LED點陣顯示屏上顯示的功能；聯動控制模塊向LED點陣顯示屏方向為控制流，主要是向LED屏下發顯示內容和顯
,」、O聯動控制模塊與拼接大屏幕為網絡接口或RS232接口，聯動控制模塊向拼接大屏幕方向為控制流，實現拼接大屏電源開關、亮度、色度、對比度調節、顯示位置調整等控制功倉泛。本實用新型基于大屏幕應用調控中心三方聯動可視化監控方法，具體步驟為如圖3所示。(I)聯動控制裝置上電后與信息和視頻存儲設備(也稱服務器)建立連接，讀取外設相關數據，初始化界面及各功能模塊接口 ；(2)聯動控制模塊啟動調控信息獲取模塊通訊子線程，通過調控信息獲取模塊得 到調度自動化設備的數據的實時值及變化信息，調度自動化設備的數據為遙信、遙測值、遙控命令、遙調命令等；調控信息獲取模塊從調度自動化設備取得實時信息的方法為數據庫訪問、建立數據轉發通道、軟件接口編程、在通訊網絡上監聽；通訊網絡包括以太網、模擬、數字；(3)如果聯動控制模塊收到遙信動作或遙測值越限或遙控預置命令下發或遙調命令，則啟動一個處理線程進行處理，主線程繼續查詢實時值及變化信息；否則就轉到步驟
(2)或結束；(4)聯動控制模塊查詢信息與視頻存儲設備上的數據關聯表，根據實時值及變化信息的關聯內容，同時控制LED點陣顯示屏，暫停當前顯示的內容，滾動發布此實時變化信息；到達設定的時間，轉回顯示原有歡迎詞或日歷時鐘；(5)聯動控制模塊根據步驟(4)查詢的數據關聯表，根據實時值及變化信息的關聯內容，給廠站視頻監控設備的網絡攝像機、視頻服務器或硬盤錄像機下發控制命令，控制與變化信息有關的各臺攝像機旋轉到指定方位，指向相關區域的設備或調用巡航路徑；信息與視頻存儲設備上的數據關聯表中對遙信動作、遙調命令、遙控預置命令下發，會設置關聯3個以上的監控攝像機，設備所在的攝像機(可觀察設備本身狀態)、控制此設備的現場控制柜或控制箱所在的攝像機(一般有指示燈或儀表，能觀察設備的監測情況及狀態指示，同時看是否有人在當地控制柜手動操作)、廠站的值班室或主控室的攝像機(主要看是否有人在當地的監控設備或計算機上操作)。測量值越限則只需關聯設備所在的攝像機、控制此設備的現場控制柜或控制箱所在的攝像機。夜間照明不足時，自動控制廠站視頻監控設備打開輔助照明。(6)聯動控制模塊查找網絡視頻解碼設備中未使用的解碼通道，如空閑通道不足則按設定的策略停止一部分當前在使用中的解碼任務；分配的解碼通道與廠站視頻監控設備上傳的網絡視頻流建立關聯，啟動動態視頻解碼，將網絡視頻流還原為視頻信號，視頻信號接入拼接控制模塊；(7)聯動控制模塊給拼接控制模塊下發命令，控制拼接控制器在拼接大屏幕上彈出所有相關畫面；聯動控制模塊從廠站視頻監控設備獲取關聯的攝像機的鏡頭定位信息，鏡頭定位信息為鏡頭位置、角度、變焦倍數信息；聯動控制模塊給拼接控制模塊下發數據關聯表中的關聯設備名稱及編號和關聯的攝像機的鏡頭定位信息，控制拼接控制模塊對顯示的視頻圖像進行掃描識別，拼接控制模塊將攝像機鏡頭定位信息、關聯設備名稱及編號和圖像掃描比對結果一起在識別方式庫中檢索，加上對圖形元素的分析，按設置的視頻識別策略，識別出設備的當前狀態；拼接控制模塊把識別的設備狀態和獲取的信息變化內容，按設置的視頻增強顯示策略，在視頻圖像上動態疊加顯示圖形、符號或文字，疊加顯示的內容隨攝像機或被監視設備移動而在視頻圖像上一同移動；(8)聯動控制模塊對信息變化情況、視頻圖像和音頻進行記錄存儲，保存于信息與視頻存儲設備；存儲的信息為從信息變化彈出視頻圖像畫面前t分鐘到用戶關閉彈出的畫面止，t為自行設置，這段時間相應視頻監控通道的錄音錄像資料、這段時間內的重要遙測變化曲線、這段時間內的全部遙信值及動作情況和這段時間內的遙控遙調操作情況；本操作實現信息變化事件的數據、視頻、音頻追憶功能。因此視頻錄像存儲時，聯動控制模塊需要訪問廠站視頻監控設備的硬盤錄像機，截取彈出視頻圖像畫面前一定時間的視頻錄像，將視頻進行拼接、存儲； 為防止視頻錄像占用存儲空間過大，聯動控制模塊自動清理超過設定時間的歷史數據(一般設定時間為若干年)，聯動控制模塊定時檢測信息與視頻存儲設備的可用存儲空間，空間不足時提醒用戶升級設備或清理歷史數據；(9)用戶關閉彈出的窗口，視頻存儲同時停止；本次變化信息處理結束，處理線程停止，轉回主線程。聯動控制裝置的特有技術細節調控信息獲取模塊從調度自動化設備取得實時信息的方法(注只需選擇實施其中一種方法就能實現獲取全部數據的功能和需求)“數據庫訪問”指調控信息獲取模塊連接調度自動化設備中的數據庫服務器，實時查詢數據表，獲取所需的數據及變化信息，現有調度自動化設備不需任何修改。基本上所有的調度自動化設備都使用第三方的大中型數據庫軟件，在數據庫中配置相應的用戶權限就能訪問。“建立數據轉發通道”指調控信息獲取模塊從調度自動化設備中接出一個通訊線路，在調度自動化設備中進行相關設置后，將所需數據及變化信息發給調控信息獲取模塊；調度自動化設備需配置通訊通道和轉發數據表等信息，這是調度自動化設備本身已經具有的功能，修改比較容易。“軟件接口編程”指調度自動化設備生產廠家根據調控信息獲取模塊需要，修改軟件，增加軟件功能接口，使調控信息獲取模塊能夠取得相關數據；此方法需調度自動化設備生產廠家技術人員參與。“在通訊網絡上監聽”指調控信息獲取模塊將監聽口并聯在調度自動化設備與下級廠站自動化設備的通訊線路上，監聽接收通訊內容，再分析通訊內容獲取數據；調度自動化設備與下級廠站自動化設備一般采用三種方式通訊網絡通訊、模擬FSK和數字RS232 ；網絡通訊監聽采用本獲取模塊內置的特殊交換機實現，模擬FSK和數字RS232通訊則直接并接在通訊線路上監聽或通過增加中繼模塊監聽；此方法調度自動化設備不需任何修改。信息與視頻存儲設備上的數據關聯表主要內容
權利要求1.基于大屏幕應用的調控中心三方聯動控制系統，包括拼接大屏幕、聯動控制裝置、調度自動化設備、廠站視頻監控設備，其特征在于聯動控制裝置分別與拼接大屏幕、調度自動化設備、廠站視頻監控設備相連。
2.根據權利要求I所述基于大屏幕應用的調控中心三方聯動控制系統，其特征在于所述的聯動控制裝置由拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、聯動控制模塊、調控信息獲取模塊、信息與視頻存儲設備組成，聯動控制模塊分別與拼接大屏幕、拼接控制模塊、網絡視頻解碼設備、廠站視頻監控設備、信息與視頻存儲設備、調控信息獲取模塊相連，拼接控制模塊與拼接大屏幕相連，網絡視頻解碼設備分別與拼接控制模塊和廠站視頻監控設備相連，調度自動化設備與調控信息獲取模塊相連。
3.根據權利要求I或2所述基于大屏幕應用的調控中心三方聯動控制系統，其特征在于所述的拼接大屏幕內含LED點陣顯示屏。
專利摘要本實用新型涉及基于大屏幕應用的調控中心三方聯動可視化監控系統及方法，系統包括拼接大屏幕、聯動控制裝置、調度自動化設備、廠站視頻監控設備，聯動控制裝置分別與拼接大屏幕、調度自動化設備、廠站視頻監控設備相連。本實用新型對拼接大屏幕、調度自動化設備、廠站視頻監控設備的數據資源進行整合共享，并實現信息關聯、互動和存儲功能，建立一套全新的調度生產安全管理綜合監控平臺，滿足調控一體化要求；轉變視頻監控和大屏幕應用模式為能源調度生產服務。
文檔編號H04N7/18GK202794997SQ201220395038
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者南風, 胡翔, 詹學磊, 邵立政, 鄧凱, 張東華, 劉鈺 申請人:武漢九升科技有限公司, 湖北省電力公司