海沧

海沧-嵩屿港区变电站视频监控系统的改造

厦门港务集团港电服务有限公司 杨志民

摘 要：介绍厦门港务控股集团海沧110 kV变电站远程视频辅助监控系统的结构、功能、关键技术和作用，采用2级(子站和地区监控中心)体系架构，解决了子站高低压设备运行情况和变电站人员进出情况用视频监控系统来替代值班人员日常巡视的问题，从而保障港区的供电安全。

关键词：变电站;无人值守;视频监控;流媒体

为提高整个港区电网供电的可靠性和停电事故处理效率，我公司投资对海沧-嵩屿港区配网进行自动化改造，为提高海沧配网自动化程度，实施了变电站视频监控项目［1］。整个港区配网自动化投入运行后，电网运行数据的抄录工作由系统完成，对设备的运行和变电站人员进出情况实行视频监控，以替代值班人员的日常巡视。

图1 系统拓扑图

1 工程概述

海沧-嵩屿港区各变电站配网自动化改造于2012年完成，内容包括后台监控系统等设备安装，站内远动通信柜的安装，远动通信柜内的通信管理机、测控装置用通信电缆和控制电缆与变电站设备进行连接的施工和调试，站内视频监控的安装。本次改造主要涉及的变电站有110 kV兴港变，10 kV海沧中心变，海鸿码头的10 kV海鸿变、泡沫变，嵩屿码头10 kV嵩屿#1变、嵩屿#2变、嵩屿综合办公楼变等变电站。

2 系统基本结构

闭路监控系统包括前端设备、传输部分、控制部分、显示部分、图像处理部分和外围设备。系统拓扑图见图1。

闭路监控系统由前端、传输、中心部分(控制、显示、记录)组成，实现各个变电站视频监控图像集中管理。管理中心具有软操作及手动操作功能，前端摄像机除兴港变电站作为机房、距离较近使用视频线缆传输外，其余各个变电站均采用视频及控制信号光端机实现视频及控制信号远距离传输。

2.1 系统总体构想及面向对象的三层架构体系

系统按照视频智能化、资源集中化、管理平台化、画质高清化、查看网络化的指导方针，根据自身技术特点，提出了“智能视频监控系统”。它是一个集普通视频监控、手机监控、报警联动、视频移动侦测、视频智能存储于一体的智能化监控管理系统。该系统作为安全生产的重要组成部分，采用Web网络模式，标准SQL数据库，多重加密措施，节点分布式网络管理模式，具有统一管理、统一调度、资源共享、实时响应、稳定安全等特性。系统能够远程监0.4°～360°/s(64级变速)。

(6)128个预置点，定位精确可靠;8组巡视扫描路线，随意设置。

(7)4路报警输入，1路报警输出。

(8)影像传感器:1/4 SONY CCD;感红外，双滤光片;清晰度:480线。

(9)光学变倍:18倍;数字变倍:12倍。

(10)最低照度:1LUX(彩色)/0.1LUX(黑白)/ 0LUX(红外)F1.2。

2.5.2 电动轨道

电动轨道设计20 m长，一端开，双电机动力，远程中心控制室开关控制，轨道使用铝合金制作。安装效果见图2、图3。

图2 打开效果图

图3 收起效果图

电动轨道接线图见图4。

图4 电动轨道接线图

2.6 网络传输层结构

通信传输层主要设备为光端发射机与光端接收机。在远程光纤传输中，光缆对信号的传输影响很小。光纤传输系统的传输质量主要取决于光端机的质量，因为光端机负责光电转换以及光发射和光接控、移动监控、集中管理、快速报警响应，大大提高安全事故管理能力、提高设备管理水平。

依据面向对象、低耦合、高内聚的设计思想，系统分为信息采集层、通信传输层和中心控制层。

信息采集层主要包括监控探头及其辅助设备，如远程云台、电动轨道和支架等。高清视频数据采集设备包括视频接口、BNC口接入通讯传输层的光端发射机等。云台与电动轨道使用光端发射机的反向485接口控制。

通讯传输层使用光端发射机和光端接收机传输网络，包括8路视频信息和1路反向云台控制信息。

中心控制层主要有DVR负责视频信息存储;矩阵负责视频上电视墙;报警主机负责接收与管理报警信息;流媒体管理服务器负责流媒体管理和网络视频监控。

信息流自下而上，控制流自上而下，传输稳定可靠，架构完善，层次分明，每个层次相辅相成又相对独立。信息采集层虽主要负责信息采集，但在网络断路情况下，依旧可以依赖移动网络发送报警信息。单点的设备故障或网络故障不影响中心设备及其他点设备运行。

2.2 基于流媒体智能检测的报警联动

系统具备移动侦测功能，当画面有变化时，如有人走过，镜头被移动，系统能自动作出相应的处理。可以设置布防撤防时间、侦测的灵敏度、探测区域。当触发时可联动录像、联动报警输出、联动摄像机转到相应的预置位等。

2.3 工业控制结合计算机信息技术

依据实际情况安装轨道，使用工业电机拉动轨道，通过485接口远程控制现场继电器弱电控制强电，进而控制电机转向。

2.4 B/S与C/S结合的软件架构

系统的流媒体管理平台使用Web、Wap与Web service技术，对外提供B/S、C/S和Wap服务。用户可以使用安装专业客户端查看，在非个人电脑可以使用浏览器查看，也可以使用手机或平板电脑查看。

2.5 前端设备

2.5.1 监控探头

探头型号为18倍高速球ZT8006D－M－2/ 18C。

(1)高强度压铸铝外罩。

(2)全金属机芯，结构稳定坚固。

(3)数字一体化设计，无噪音，无抖动。

(4)步进电机使用寿命长。

(5)进口瑞士滑环，360°连续旋转，旋转速度收，它的优劣直接影响整个系统。该项目选用华科力拓的产品。

依据实际需求，选择8路的视频信息传输1路控制信号传输的光端机，已预留了视频扩展。兴港变约14路探头，分为2个8路光端机，这是依据实地查看，视频线200 m后会有衰减确定的。

2.7 中心控制层结构

2.7.1 视频矩阵

视频矩阵主要为视频切换控制使用，选用的是深圳东健宇的TEC2015M64－16，有64路视频输入，16路视频输出。其中9路进电视墙，7路备用。2.7.2数字硬盘录像机

数字硬盘录像机(DVR)主要负责视频存储。采用3台16路DVR，总共48路视频，满足目前44路视频需求，并且容易扩展，每个DVR带4台1 T的硬盘。D1格式每24 h约30 G，在16路满负载情况下，16路×30 G×7天=3 360 G约3.3 T，系统满足D1格式存储1个星期的需要。若硬盘满，系统自动覆盖旧数据。

2.7.3 电视墙

电视墙安装1个42英寸主屏，负责视频轮巡。报警时暂停轮巡，播放报警画面，控制台设置3个19英寸辅屏，显示所有监控画面。

2.7.4 流媒体管理服务器

采用专业流媒体管理服务器，负责流媒体转发服务，地理信息服务，设备统一管理等功能。系统采用B/S与C/S结合的架构，不仅对外提供Web和Wap服务，还提供PC客户端软件，丰富用户体验。流媒体管理服务器主要由以下几个组成部分。

2.7.4.1 运营维护系统(B/S)

(1)地图查看，可以设置地图坐标点，按地图坐标点来访问视频信息。

(2)平面图查看，可设置每个港区的平面图，在平面图上设置坐标。

(3)列表查看，按照列表形式查看视频，可以模糊查询。

2.7.4.2 资源管理系统(B/S)

(1)设备包含视频服务器、流媒体服务子系统、录像服务子系统、报警服务子系统、监控台。

(2)管理操作:多级分组管理，并可增加分组、删除分组、修改分组、删除分组、添加设备、删除设备、修改设备，并提供快速查询功能。

(3)设备权限管理:对视频服务器的转发关系、录像关系和报警关联。

(4)设备目录更新:提供视频服务器目录更新服务，实时掌握视频服务器的IP地址。

(5)系统用户管理:采用单级分组管理操作;分组同时有分组管理员。

(6)用户权限管理:分组权限管理和用户权限管理。这里的权限指的是对设备的访问权限。

3 系统的基本功能

(1)高清视频远程监控。通过摄像机、灯光联动，监视主变压器等重要设备以及场地和高压配电间设备的运行状态［2］。

(2)远程云台、轨道控制。使用带云台的球机监视周边范围，使用带轨道的高速球机监视约20 m长的2排设备。远程可360°控制云台，20 m单向控制轨道，使监视范围最大化［3］。

(3)监视主控室的设备仪表盘及刀闸操作后的位置视频监控。

(4)通过视频监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作。

(5)配合变电站综合自动化系统工作。如远方操作刀闸时，可联动摄像机将刀闸视频上传，以便远方确认刀闸操作成功。

(6)突发事件应急处理时，子站与主站的双向视频监控交流。

(7)视频移动侦测报警联动。当人员走过或镜头遮盖时，系统发出报警信息，系统依据报警信息控制电视墙主屏显示报警画面。

(8)平台化视频管理。除在值班室可以查看视频外，在网络可达的所有地点都能够查看视频。

(9)电子地图显示。系统自带GIS系统，兼容自建地图服务器和使用第三方地图服务器。

4 改造过程施工情况

为节约整个项目的投资，以突出设备监控为重点，兼顾变电站安防为原则，根据变电站供电设备的运行需要和重点监控部位来设置监控需求点位，对现场进行多次的勘察和优化，将球迹视频监控探头从29个减少到17个，做到物尽其用、节约成本。我们多次与施工方进行协商和谈判，对协议上管线和线材安装及采购的费用据理力争，同时经部门综合讨论并请示领导后，决定视频监控系统管线施工部分材料由我公司经营部购买，管线的施工部分和视频移动的轨道制安由公司的施工队负责。经过多次的沟通协商，整个项目的造价由原来的近42万元降为34万元左右。

在施工的过程中，碰到的技术上、施工中的各种难题也逐一得到解决。特别是在轨道安装的过程中，由于施工方是第一次把摄像头安装在轨道上，它既要考虑轨道的行进速度快慢，也要考虑行进中的稳定和移动的效率，而且还要实现远程控制轨道的运动方向、摄像头的上下左右方向，技术难度很大。我们与配网自动化厂家的技术人员进行多次的研讨，研究利用各个变电站测控装置的遥控点加装继电器来控制轨道电机的移动，实现了球迹探头移动的远程控制，并通过对原配网自动化系统的研究和视频监控系统的统一协调，在通信部和供电部的努力配合下，经过反复的组态、调试、改进，将这2套系统结合在一起，使其成为能实现智能化、平台化等功能的管理系统。

5 结语

该视频监控系统具备远程监控、移动监控、集中管理、快速报警响应功能，实现了对供电设备运行状态的可视化管理，提高了运行管理自动化水平，大大提高了安全事故管理能力和设备管理水平，港区电网供电可靠性得到稳步提高，更好地保证了海沧－嵩屿港区各码头生产用电。海沧-嵩屿港区电网运行情况，还关系到整个地区的供电安全。视频监控系统是当今智能变电站中必不可少的系统之一。视频监控系统的实现，一方面可以起到对进出人员和设备运行情况、数据进行监控的作用;另一方面还能在减少人员配备的同时，充分发挥机器始终如一的优越性，提高整个配网供电可靠性和自动化管理水平，减少人工值守成本，实现低成本、高效率的港区供电管理目标，为港口生产做贡献。

参考文献：

［1］王晓东，刘苏建，周法兴.安全视频监控系统在无人值班变电站中应用［J］.电力安全技术，2005，7(2):20－21.

［2］许平，田伟.变电站数字视频监控系统的设计与实现［J］.电力自动化设备，2005，25(3):64－66.

［3］季明丽.数字视频监控系统在变电站中的应用［J］.无锡职业技术学院学报，2004，9(3):28－30.

杨志民:361000，福建省厦门市湖里区港中路80号

Transformation and Application of the Video Surveillance in Haicang－Songyu Port Substation

Xiamen Port Power Service Co.，Ltd.of XPGCO Yang Zhim in

Abstract：This paper introduces the function，structure，key technology and effect of the system bases on the construction example of the long－distance video assisted monitoring system in Haicang 110 kV substation of Xiamen port holding group company.The system achieves two class system structure and solves the problem thatexchanging the daily inspection tour by operator on duty to the video surveillance system tomonitoring the running condition of the high－low pressure device in the substation and the turnover situation of the staffs in the substation，in order to guarantee the safety of power supply on the port.

Key words：substation;unattended operation;video surveillance;streamingmedia

收稿日期：2015－04－02

DOI：10.3963/j.issn.1000－8969.2015.05.016