CN202888962U - 电力视频监控智能化统一管理系统 - Google Patents

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张露维
陆正嘉
陈志佳
张黎首
吴海生
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上海市电力公司
上海欧忆智能网络有限公司
国家电网公司
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Abstract

一种电力视频监控智能化统一管理系统,设置有数据采集层对各个监控点的音视频数据和开关量数据进行采集、编码及上传;数据交换层对采集到的监控数据进行传送和存储,管理所监控数据的索引信息,并接受监控用户的实时浏览请求;控制管理层对监控数据进行统一管理,接收通过认证的监控用户实时的控制操作请求以及对历史监控数据的检索请求;数据应用层对监控数据进行实时查看或历史回放查看的播放控制,并联动输出报警信号。本实用新型以IP网络为核心,由分散、独立的监控采集点所获取的图像和各种报警信号通过多种方式接入进行联网,实现跨区域、大范围的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享,提高工作效率,提高监控区域的安全等级。

Description

电力视频监控智能化统一管理系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电力设备的监控管理系统,特别涉及一种电力视频监控智能化统一管理系统。
背景技术
[0002] 输变电设备监控,一直以来都是电网建设和管理的重点。随着各类数据采集及监控系统的深入扩展应用,综合EMS (能量管理系统)、PMU (同步相量测量装置)以及继电保护、安全自动装置、故障录波等各类实时数据信息,我们已经逐步实现对电网调度一体化的实时监控,即遥测、遥信、遥控、遥调。但是,对输变电设备运行状况的监控,仅仅关注电压、电流等数据还是不够,如果调度无法直观地了解现场的环境情况,就无法解决现场防火、防盗、防爆、防溃等问题,很多按“无人值守”建设的变电站不得不以“少人值守”的模式运行。
[0003] 即是说,由于没有办法进行远程视频监控,将无法及时了解高树成长对高压输变电线路的威胁,无法及时捕捉和预防输变电设备人为破坏的危险,在遭遇冰冻雨雪时,无法人工巡线的问题依旧存在。而高压输变电线路通常都是远离居住区,要是有专门的维护人员进行看管不仅成本增加,而且也不利于维护人员人身安全。因此,电力系统工作效率及安全监护水平难以提高。
[0004] 为此,目前电力行业正致力于完善视频监控系统,其中又以变电站及电网线路塔杆的安防及视频监控为主。然而,从实际应用现状看,不同地域应用的电力视频监控系统技术水平参差不齐,有的是变电站配置视频监控系统,有的配电配有基本的GPS系统,但系统之间还是相互独立,不能实现信息共享;从视频监控技术上来看,缺乏针对电力行业的专有视频监控产品,只是把在其它行业的应用直接拿过来,而各厂家用的技术也存在较大差异,并不能真正满足电力行业的需求,这也不利于指挥调度中心对从不同区域获取的信息进行整合及统一处理。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是提供一种电力视频监控智能化统一管理系统,能够以IP网络为核心,由分散、独立的监控采集点所获取的图像和各种报警信号通过多种方式接入进行联网,实现跨区域、大范围的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享;帮助各行业用户提供清晰直观的管理方式,缩短决策时间,提高工作效率,提高监控区域的安全等级;同时,基于对视频图像的智能分析,为用户提供更多的增值应用。
[0006] 为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是提供一种电力视频监控智能化统一管理系统,其中依次包含:
[0007] 数据采集层,其对各个监控点的音视频数据和开关量数据进行采集、编码及上传;
[0008] 数据交换层,其对采集到的监控数据进行传送和存储,管理所监控数据的索引信息,并接受监控用户的实时浏览请求;[0009] 控制管理层,其中设置有安全监控云管理平台,对监控数据进行统一管理,接收通过认证的监控用户实时的控制操作请求以及对历史监控数据的检索请求;
[0010] 数据应用层,其对监控数据进行实时查看或历史回放查看的播放控制,并联动输出报警信号。
[0011] 所述监控点是变电站或电网线路塔杆。
[0012] 所述数据采集层中的采集设备包含获取对应的开关量数据的红外探测器和烟雾探测仪,以及对应获取视频和音频数据的摄像机和拾音器;
[0013] 所述数据采集层中还设置有转换装置,将采集设备获取的监控数据,转换成对应
的数字量信号。
[0014] 所述转换装置包含对摄像机采集的视频信号进行压缩编码的网络视频编码器或无线智能视频编码器;
[0015] 所述网络视频编码器直接与交换机连接,通过以太网对监控数据进行有线传输;或者,所述网络视频编码器经由光网络单元、光线路终端来连接交换机,并通过光纤网络对监控数据进行有线传输;
[0016] 所述无线智能视频编码器与3G无线基站信号连接,并通过3G网络对监控数据进行无线传输。
[0017] 所述视频/[目号米用MPEG-4和H. 264格式进行压缩编码。
[0018] 所述数据采集层中还包含网络摄像机,其经由局端设备来连接交换机,并通过数字用户线路进行监控图像及视频数据的传输。
[0019] 所述数据交换层中构建有IP-SAN存储网络,并根据监控数据的容量配置有多台存储设备及相应的服务器,来进行监控数据的存储、分发以及存储资源的共享。
[0020] 所述控制管理层还将监控数据传输给多种电力生产专业系统,来进行多系统的数据融合及共享。
[0021] 所述数据应用层中设置的播放设备,包含监控用的客户端,或者与解码矩阵连接的电视墙;
[0022] 所述播放设备直接与交换机连接,接入以太网来获取监控数据;或者,所述播放设备经由交换机、光网络单元、光线路终端,接入光纤网络来获取监控数据;或者,所述播放设备经由用户前端设备、局端设备接入数字用户线路来获取监控数据。
[0023] 与现有技术相比,本实用新型所述电力视频监控智能化统一管理系统,具有如下的优点:
[0024] 本实用新型采用分布式架构,能够对图像和各种报警信号的远程监控、采集、传输、存储和管理,实现承载网络核心IP化、接入层多元化、实现安全监控、管理调度和应急指挥一体化。
[0025] 本实用新型能够结合利用目前电力行业已有的光纤网络、光纤复合架空相线和地线等光纤线路资源,实现对变电站和电网线路视频监控的宽带化、数字化、网络化。将基于3G网络的移动视频技术与目前的电力生产的业务流程相结合,带来了更快的数据传输速率。系统可灵活扩展,并具备强大的运维管理功能。在为用户提供高质量的业务服务的同时,也最大限度地减少了系统部署和维护成本,对于实现变电“无人值守”具有十分重要的意义。[0026] 本实用新型实现了电力系统下的多平台多系统的数据融合共享,最大限度发挥电力视频监控应急系统效能。把摄像机拍摄的图像和视频通过网络传输到后端服务器后,可以进一步利用边缘检测、特征提取、目标跟踪和STM分类器等图像处理和模式识别的方法,自动识别出输电线路的多种安全隐患,如大型机械靠近作业、飘挂物、导线覆冰、大风天气产生的导线舞动以及在高负荷状态时出现的弧垂等,并产生预警信号,大大提升了电力安全生产监管水平。
附图说明
[0027] 图1是本实用新型所述电力视频监控智能化统一管理系统的拓扑结构示意图。具体实施方式
[0028] 如图1所示,本实用新型所述电力视频监控智能化统一管理系统,采用全网分布式部署结构,根据功能可将平台系统分为四层:数据采集层、数据交换层、控制管理层、数据应用层。
[0029] 其中,所述的数据采集层,支持光纤、以太网、3G或W1-FI无线等多种方式接入IP网络;实现对音视频数据、开关量数据(比如:红外数据、烟雾感应数据等)的采集、编码、上传;可报警联动输出;数据采集层还执行前端存储策略,通过数字硬盘录像机(DVR)等前端设备存储媒体数据。
[0030] 即是说,所述数据采集层中设置有红外探测器及烟雾探测仪,来对应采集上述的开关量数据。所述数据采集层中还设置有应用于变电站内前端监控的各种摄像机、拾音器加上配套的云台、防护罩、支架和云镜解码器等,来获取视频、音频数据。摄像机采集的视频信号,通过抗干扰高屏蔽的同轴电缆传输给网络视频编码器(DVS),采用MPEG-4和H. 264格式进行压缩编码后,形成数字化的视频信号,便于通过网络向后端传输。语音对讲的音频编解码可以采用ITU-T G. 711标准。
[0031] 可以结合变电站不同位置的实际监控需要,选择合适的摄像机产品和技术方法,来保障视频监控的效果:例如,变电站内的围墙监控可采用变焦镜头的一体化摄像机•’大门监控可采用固定高清红外枪机,具备红外夜视功能;全景监控(主控楼顶)可采用高清球机(球形摄像机),实现大范围监控的需要,根据客户需求,也可选用高清球机及智能球机;场地及高压室监控,可采用高速球机,实现大范围监控的需要;如需对细节(油位、油温)进行监控,也可选用高清球机;小范围的室内(通信室、蓄电池室)监控可采用固定高清枪机(枪型摄像机);大范围的室内(主控室、继保室)监控可采用高清球机。需要夜间摄像的监控点,采用的摄像机应具有彩色转黑白、低照度(彩色<1. 0LUX、黑白< O. 01LUX)功能。室外枪机需配置IP66等级的室外型防护罩;室外球机也需达到IP66防护等级。
[0032] 为了防止外力破坏输电线路,在前端设置红外高清摄像头和智能主机。系统通过摄像头采集到的图片存入智能主机作为环境图片,摄像头仍然进行实时监控,也将图片传入智能主机,由智能主机分析扫描图片与环境图片的变化。如果环境发生改变(例如是盗窃分子闯入摄像头监控范围,导线覆冰,树木生长等),主机将会告警通知维护人员。除了蓄电池供电模式以外,还可以采用太阳能供电,或者可配选风力发电机,以适用于野外取电困难的地区。所述的红外高清摄像头可以选用一体化智能匀速球机,配备有一个防水、防尘、防电磁干扰、满足IP65防护等级的机箱;并可以进一步选配双元被动红外和双路微波系统作为防盗报警单元,或者选配微气象监测单元对环境温湿度、风速风向、雨量、日照、大气压进行监测。
[0033] 进行视频编解码的网络视频编码器可以直接与交换机连接,通过以太网接入IP网络后续的数据交换层;网络视频编码器也可以经由光网络单元0NU、光线路终端OLT来连接交换机,进而通过光纤接入IP网络。所述的光线路终端OLT放在各供电公司,与供电公司的交换机通过千兆电口或光口对接。对于前端监控摄像头较为聚集的位置,可以采用单独的光网络单元ONU设备,使其一端连接光纤,另一端通过双绞线连接网络视频编码器;对于其他较为分散的监控点,可以采用编码器内置的光网络单元ONU方式,将编码器直接连入光纤网络。
[0034] 另外,所述数据采集层中还包含网络摄像机IPC,其通过DSLAN局端设备来连接交换机,经由DSL数字用户线路接入。各种摄像机采集到的视频图像,也可以通过无线智能视频编码器进行编码压缩后,利用3G无线基站(WCDMA、EVDO、TD-SCDMA网络等)进行无线传送。
[0035] 所述统一平台的管理系统中的数据交换层,与前端的数据采集设备建立音视频、开关量等数据的通道,对采集到的数据进行传送和存储;同时接受监控用户的音视频实时浏览请求,并与监控用户协同建立传输通道;数据交换层提供平台集中存储或分布式存储的方式,实现录像数据按照预定策略或用户需求存储;实现录像索引信息的上报,并集中统一管理录像索引信息;提供应用级的组播功能,转发或者分发前端的视频流,提升系统的并发能力,节省网络带宽;数据交换层中媒体分发转发服务器和录像服务器支持分布式部署,降低网络的带宽压力和录像存储容量的空间压力,提高扩展性。针对网络监控特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化,可实现视频流的无阻塞交换,确保图像的清晰度和实时性,并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。
[0036] 尤其是在所述数据交换层中构建了 IP-SAN存储网络,可以根据视频数据容量大小灵活配置多台存储设备及相应的服务器等,来进行数据的存储及分发,支持全网存储资源的共享,从而节省了大量服务器,实现低成本数据安全集中、冗余备份的同时,有效提高存储资源的利用率,减少存储用电量。利用标准化的数据传输通道、标准的接口以及虚拟存储管理技术,IP SAN存储网络几乎可与所有种类的磁盘阵列兼容。
[0037] 本实用新型所述控制管理层中设置的安全监控云管理平台,能够实现资源的统一管理,管理对象包括:终端接入设备、平台服务器、各软件模块、监控用户等;可实现网络拓扑展现、故障管理、安全管理、日志管理等;同时监控用户接入认证、鉴权;支持远程安装、配置、升级以及启动、停止平台服务器各软件模块;控制管理层还可进行实时性能监测,帮助管理员快速定位和解决潜在的故障;建立和维持前端设备、平台服务器、监控客户之间的会话路由,控制会话链路的建立;调度监控用户对监控点实时图像和云台控制的操作请求;响应监控用户对历史图像的检索;在播放录像时,接受并处理快进、快退、逐帧播放等控制请求;对分布式网络中的编码设备、平台服务器和监控客户端进行智能化调度,实现媒体流可靠的、高效的、节能的分发转发。
[0038] 基于IP网络,直接通过路由器、交换机连接网络视频编码器所得到的视频等监控数据,以及从存储网络提取出的监控数据,进一步通过该控制管理层中设置的路由器与安全监控云管理平台或其他业务平台连接进行传输。所述的其他业务平台,是电力系统内部已经建立的多种电力生产专业系统,例如:95598系统、配网调度系统、SCADA系统、抢修指挥中心系统、管理信息系统、营销自动化系统、电力生产管理系统、电力市场技术支持系统、物资采购系统、GIS系统等。通过本实用新型能够解决这些平台系统的数据融合问题,实现数据的共享,从而最大限度地发挥电力视频监控应急系统效能。
[0039] 本实用新型所述数据应用层中,监控客户端支持C/S监控模式(客户机client/服务器server)、B/S监控模式(浏览器browser/服务器server),或者解码矩阵上电视墙模式;实现完善的监、控、查、管、用等日常业务操作和管理功能;数据应用层实现解码数字图像,输出模拟图像到电视墙,通过客户端的灵活控制,实现数字矩阵的功能;调阅历史图像,对历史图像进行播放控制;接受告警信息,并联动输出报警声音、文字等;支持在电子地图上管理监控点、接受告警信息、请求实时视频等。
[0040] C/S和B/S模式下的监控客户端,可以通过中心控制单元对监控媒体终端的输出进行灵活的控制,实现IP数字矩阵的功能。同时内置软件解码工具,支持多路视音频信号的软解码,使得用户可以直接在PC上对监控内容进行实时查看或历史回放查看。客户端可以接收系统产生的各类报警并加以直观显示和联动。同时,客户端支持Gis地理信息系统方便用户操作控制。
[0041] 该数据应用层中的监控客户端,可以通过以太网、光纤、3G无线网络等多种方式接入IP网络,对监控数据进行查看及相应操作。通过以太网接入的客户端可以直接与交换机连接。通过光纤接入的情况下,依次通过路由器、光线路终端0LT、光网络单元ONU连接至数据应用层中的交换机,使得监控用的客户端、解码矩阵等通过连接该交换机接入;电视墙与解码矩阵连接来输出显示相应的监控视频图像。经由DSL数字用户线路接入时,依次通过路由器、DSLAN局端设备、用户前端设备CPE连接至监控用的客户端。
[0042] 尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1. 一种电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,依次包含:数据采集层,其对各个监控点的音视频数据和开关量数据进行采集、编码及上传;数据交换层,其对采集到的监控数据进行传送和存储,管理所监控数据的索引信息,并接受监控用户的实时浏览请求;控制管理层,其中设置有安全监控云管理平台,对监控数据进行统一管理,接收通过认证的监控用户实时的控制操作请求以及对历史监控数据的检索请求;数据应用层,其对监控数据进行实时查看或历史回放查看的播放控制,并联动输出报警信号。
2.如权利要求1所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述监控点是变电站或电网线路塔杆。
3.如权利要求1所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述数据采集层中的采集设备包含获取对应的开关量数据的红外探测器和烟雾探测仪,以及对应获取视频和音频数据的摄像机和拾音器;所述数据采集层中还设置有转换装置,将采集设备获取的监控数据,转换成对应的数字量信号。
4.如权利要求3所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述转换装置包含对摄像机采集的视频信号进行压缩编码的网络视频编码器或无线智能视频编码器;所述网络视频编码器直接与交换机连接,通过以太网对监控数据进行有线传输;或者, 所述网络视频编码器经由光网络单元、光线路终端来连接交换机,并通过光纤网络对监控数据进行有线传输;所述无线智能视频编码器与3G无线基站信号连接,并通过3G网络对监控数据进行无线传输。
5.如权利要求4所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述视频信号采用MPEG-4和H. 264格式进行压缩编码。
6.如权利要求3所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述数据采集层中还包含网络摄像机,其经由局端设备来连接交换机,并通过数字用户线路进行监控图像及视频数据的传输。
7.如权利要求1所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述数据交换层中构建有IP-SAN存储网络,并根据监控数据的容量配置有多台存储设备及相应的服务器,来进行监控数据的存储、分发以及存储资源的共享。
8.如权利要求1所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述控制管理层还将监控数据传输给多种电力生产专业系统,来进行多系统的数据融合及共享。
9.如权利要求1所述电力视频监控智能化统一管理系统,其特征在于,所述数据应用层中设置的播放设备,包含监控用的客户端,或者与解码矩阵连接的电视墙;所述播放设备直接与交换机连接,接入以太网来获取监控数据;或者,所述播放设备经由交换机、光网络单元、光线路终端,接入光纤网络来获取监控数据;或者,所述播放设备经由用 户前端设备、局端设备接入数字用户线路来获取监控数据。
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