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淺談多媒體監控系統在變電所的應用
摘 要：本文提出了一種變電所多媒體監控系統的實現方式，詳細介紹了系統的組成，系統的功能及所用技術，適用于變電所監控系統及其他監控場合。
關鍵詞：多媒體 監控系統 變電所 應用
1 引言
隨著電力工業的不斷發展和城鄉電網改造的持續推進，電力部門網絡改造正在全面展開。各地區變電所基本上實現了少人/無人值班。電業局通過設立運行管理部門及調度部門，負責各變電所的日常運營及維護，運行水平得到了很大提高。但現有的監控系統只實現了遙測、遙信、遙調和遙控，還不能全面直觀地反映變電所的運行狀況，比如防盜、防火、防爆、防水、氣泄漏等內容。為了全面實現對各變電所的數據、環境參量及設備的控制和監視，具體地了解和掌握現場情況，以便及時對發生的情況做出反應，需引入變電所多媒體監視系統。
電力部門正在加快步伐建設電力通信網，鑒于此，本文提出一種將多媒體監控系統應用于變電所的新方法，此種方法具有以下特點：
(1)將多媒體監控與微機防誤閉鎖、綜合自動化監控和調度自動化監控有機結合起來，實現真正意義上的變電所自動化系統。
(2)實現變電所信息的數字化綜合傳輸，在保證信息傳輸實時性的前提下，將遠動信息、話音、圖像通過同一條信道送到上級主站，充分利用電力系統的光纖網絡或e1信道的通道資源。
2 系統構成
多媒體監控系統應用于變電所，實現真正意義上的變電所自動化系統，其系統構成如圖1所示。
圖1 多媒體監控系統的構成
圖1中綜合自動化系統，完成保護、測量及對一次設備的控制，其中遠動功能通過rs232直接接入綜合接入設備上，其后臺機通過網絡接口接入以太網，防誤閉鎖系統主機通過網絡接口接入以太網，多媒體監控系統主機直接接入以太網，各系統之間完全實現了資源共享。當進行變電所間隔層操作時，多媒體監控系統監視每一步操作，并及時反饋信息給操作員，當進行電動機構操作時，通過多媒體監控系統控制監視窗口到所操作設備上，從而直觀地觀察所操作的設備的位置狀態。
從圖1中已經可以看出，在調度控制中心，調度自動化主站與多媒體監控系統架構于同一局域網，在一個控制中心可以觀測到各變電所的全部數據及設備情況。
多媒體監控系統由攝像機、鏡頭、云臺、云臺控制器、報警輸入輸出設備、電視墻、主機（包括視音頻壓縮卡、聲卡、通訊卡、切換卡）、拾音器等構成。多媒體監控系統的職責是采集音視頻信息并采用mpeg1/mpeg2壓縮后傳輸到主站，各類探測器和傳感器通過報警卡采用rs485方式與主機連接，將報警信息傳輸到主站，并接收主站下發的控制命令，云臺鏡頭的控制通過云臺控制器，采用rs485方式與主機連接。
3系統功能
多媒體監控系統的功能如表1所示。
表1 多媒體監控系統功能
功 能 描 述 多屏顯示 將視頻畫面任意進行分割，并疊加文字信息 視頻報警 選定視頻圖像的報警區域并根據視頻圖像上的變化進行報警 報警聯動 全部由程序設定，無需動線，全自動智能化 虛擬地圖 完全仿真監控現場的實際情況，可監控事件一目了然，并可進行虛擬監控 電視墻 可手動切換、自動切換、分組切換、關聯切換任意組合 視頻聯網 提供多種寬帶選擇，適應目前全部線路狀況 權限管理 分多級密碼權限管理，權責分明 工作日記 工作日記記錄用戶的操作信息和報警信息，便于監督工作，分清責任 報警輸入 通過報警卡接入各類探測器 行動輸出 通過報警卡輸出各類控制信息 控制功能 標準云臺鏡頭及一體化智能球 定時錄像 在規定的時間段中自動錄像 手動錄像 可以任意控制某一路或多路進行手動錄像、手動停止 磁盤管理 每個硬盤分區存儲滿時會自動清理最早一天的錄像資料，并繼續錄像，始終保持規定時間段內的錄像資料 圖像回放 可以快進/快退或單幀前后播放 檢索方式 按錄像時間、地點進行自由檢索
4 技術分析
(1)軟件全部采用底層的核心技術，模塊化設計，真正意義的32位多媒體軟件包，全面支持windows95/98/2000,windowsnt。
(2)系統軟件自動探測已配備的編解碼器數目，當系統運行時，系統會自動監測各編解碼器的存在，在軟件中會有一個類似windowsie圖標的動態提示，實時反映設備的運行狀態。
(3)在通訊上采用握手機制，重發機制，以確保數據傳送的正確性。
(4)建立點名制度，系統在一定時間之內確保與每個解碼器通訊一次，每點一個編解碼器，編解碼器若存在，并且正常，則回答到。如果系統點名之后，未收到應答信號，則就表明被點編解碼器不正常，或通訊線路故障。
(5)把報警布防圖制成可視的、可操作的多媒體電子地圖，采用樹狀分層式管理結構，建立層面與監控要素之間一對一的關系，將有助于操作者現場操作，形象直觀，一目了然。
(6)數字多畫面技術將多路視頻信號以多分屏的方式同時顯示在一臺計算機屏幕上，完成對多路視頻進行同時監控，是真正意義的多媒體監控的一個重要標志。
(7)采用mjpeg、mpegi、mpegii壓縮算法等，根據用戶的不同要求，可選配不同的硬盤錄像系統。壓縮標準決定了圖像質量，分辨率、存貯空間的大小等要素，能同時完成多路不丟幀硬盤錄像，并能實現多路及單路回放，完成硬盤跳區，自動循環錄像，數據備份等功能，是體現其技術含量的分水嶺。
(8)視頻報警技術。一種方式是采用對比幀間變化量，首先選擇一個固定數量的幀，計算出其變化數值，固定數量幀的選取，是采用隨時間推進方式的，不斷變化的，可以自動感應光線的緩慢變化，只有幀間變化量超過了某一極限才會報警，大大減少了誤報率。另一種方式是動態檢測技術，動態檢測時將畫面中活動物體提取出來，進行分析、統計，做出正確的判斷，可同時對多路進行動態檢測、跟蹤。
(9)基于pstn、isdn、ddn專線，光纖、微波、衛星線路等進行遠程傳輸，每秒高達近20幀/s，圖像清晰，可進行遠端視頻捕捉，遠端報警自動上傳，完成中心對遠端云臺、鏡頭、外部設備的控制。
5 結論
我們研發的變電所多媒體監控系統從2001年12月投入試運行，運行情況很好，并于2002年12月通過了國家公安部安全與警用電子產品質量檢測中心的檢測，在同月通過了省科技廳的科學技術成果鑒定，得到了與會專家的廣泛好評。
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