视频监控系统与环境监控系统在电力中的整合应用方案

马 玫 ，唐 娜

(1.国网四川省电力公司信息通信公司 四川 成都610041；2.四川科锐得电力通信技术有限公司 四川 成都610041）

随着无人变电站管理模式的推广，变电站视频监控、远程故障、意外情况告警接收处理和环境监测等手段可大大提高变电站运行维护的安全性和可靠性[1]。

目前电力行业变电站内的视频监控及环境监控系统建设现状较为凌乱[2]，视频监控系统及环境监控系统为独立的两套系统，无法实现数据交互共享及整合应用。且站端系统存在多个厂家的设备，大都采用私有通信协议，没有形成统一的标准，对实现视频监控系统与环境监控系统的集中联网、数据共享、智能化应用带来了巨大的困难。为了加强对变电站在安全生产、环境状况、火警监测、防盗保安等方面的综合管理水平[3]，实现变电站无人值守需求，四川电网编制了《四川省电力公司视频监控技术标准》，对变电站内的视频监控系统与环境监控系统的设计原则、系统结构、功能及性能、互联互通等基本要求进行规范。文中重点讨论站端视频监控系统与环境监控系统的整合应用及所涉及的互联通信协议。

1 四川电网站端视频与环境监控系统现状

视频监控系统可以实时获取站端的视频资源，由网络视频处理单元（NVR）及前端IP摄像机组成，视频处理单元对前端IP摄像机进行管理和控制。

环境监控系统主要由环境处理单元、安全警卫子系统、灯光智能控制子系统、门禁子系统、动力环境监测子系统、消防子系统等组成。 环境监控子系统如图1所示。

图1 环境监控子系统Fig.1 Environmentalmonitoring system

目前环境处理单元能接入和处理的遥信量有红外对射、水浸探头、烟雾探测、温度探测、警笛、电子围栏，遥测量有温度传感器、湿度传感器、风速传感器、SF6浓度监测设备，遥控量有灯光控制器、声光告警器、通风设备、空调控制器。

站端视频监控系统可以通过网络将视频图像上传到上级主站平台，但是环境监控系统的数据目前还无法出站，上级主站平台无法获取站上环境数据。而且这两套系统在站端为两套独立系统，无法实现数据交互及联动应用。

2 站端视频与环境监控系统整合方案

为了解决上述问题，需要在变电站内新增站端辅助平台。站端辅助平台采用服务器架构，用于与上级主站平台进行信息交互，并管理站端环境监控子系统和视频监控子系统，实现对站端信息进行展示、控制以及两个子系统的联动功能。图2为改造后的站端系统连接图。

图2 改造后站端系统连接图Fig.2 The end system connection diagram after transformation

网络摄像机与视频处理单元的通信采用目前主流的ONVIF协议，目前ONVIF已经定义的内容包含设备发现、设备管理、图像配置、媒体配置、实时流、PTZ控制、事件处理、视频分析、安全等[3]。在此基础上，四川标准根据实际需求扩展了OSD配置、遮挡告警、3D定位三个功能。

视频处理单元与站端辅助平台通信协议遵守国家电网公司 《Q/GDW517.1-2012电网视频监控系统及接口 第一部分：技术要求》中的接口B协议规范[4]，实现注册、资源上报、资源信息获取、历史告警查询、录像检索、调阅实时视频、语音对讲和广播、云镜控制、事件订阅及通知、录像回放。四川标准此基础上扩展了远程参数配置、三维定焦两个功能。

因为环境量由四遥信号组成，环境量的上传很适合使用电网内成熟应用的IEC60870-5-104规约,包括了丰富的应用服务数据单元 ASDU（Application Service Data Unit）[5]。 其中I格式是信息传输格式，表1是I格式的内容。

将变电站内接入的环境数据分成遥信、遥测、遥控3类信息体类型，表2是对环境量定义的信息体地址。

环境处理单元通过104规约与站端智能辅助平台通信，接受站端智能辅助平台的控制命令，向站端智能辅助平台传输环境数据、告警等相关信息。

表1 I格式Tab.1 I format

站端智能辅助平台实现环境子系统与视频监控子系统的联动应用，此外站端辅助平台还将整合的视频资源和环境信息数据上传至地市级平台，解决了信息出站的需求。

3 方案试点

基于四川标准对于环境监控子系统与视频监控子系统的整合应用方案，在成都电业局的龙潭寺变电站做了试点应用，在站端配置了站端辅助平台视频监控子系统的设备和动环监控子系统的设备用站端辅助平台进行整合。龙潭寺系统整合方案架构如图3所示。

图3 系统整合方案架构Fig.3 The system integration architecture

站端辅助平台上可以实现对视频资源及动环数据进行集中管理和控制，上传站端数据，实现主站平台统一监测站内环境量，包括遥测量（温度、湿度、风速、SF6浓度监测、通信电源）、遥信量（水浸、门禁、烟感、电子围栏、空调运行状态、消防），遥控量（空调开关机、排风扇开关、灯光控制）。并能实现两个子系统的联动应用，具体的有环境量告警信息触发的视频系统联动；受控门的状态发生变化时，主站平台上相应视频联动；安全警卫子系统产生告警时触发的视频、灯光控制的联动；消防子系统产生告警时触发的联动。图4展示的是联动配置界面。

表2 环境量信息体地址Tab.2 Environmental information

图4 联动配置界面图Fig.4 Linkage configuration interface diagram

4 结束语

文中就目前变电站存在的视频监控系统与动环系统独立运行、没有整合及联动应用的现状，提出了一种切实可行的整合方式。通过整合应用设备以及环境量和视频进行远程监视、控制和管理,实现“五遥”(遥测、遥信、遥调、遥控,遥视)功能[6],完成从有人值守向无人或少人值守的转变,完成从事后维护向预防性维护的转变，更好的满足电力生产、安全监察、应急指挥等各类专业化。

[1]黄科文.变电站视频及环境监控系统的设计与实施[D].广州:华南理工大学，2010.

[2]余昇,张钊,郝小龙.基于SIP协议的电网统一视频平台中应用客户端的研究与实现[J].通信市场,2011：380-384.YU Sheng,ZHANG Zhao,HAO Xiao-long.Research and realization of application client in state gird video platform based on SIP protocol[J].Communication Market,2011(6):380-384.

[3]ONVIF.ONVIF核 心 规 范 版 本 2.2 [EB/OL].（2012-05）[2013-09-10].http://www.onvif.org.

[4]国家电网.Q/GDW 517.1-2010.电网视频监控系统及接口第一部分：技术要求[S].北京:国家电网,2010.

[5]何松,李育灵.IEC-104规约应用分析[J].山西电力,2007，4（140）:18-21.HE Song,LI Yu-ling.Analysis of the IEC-104 protocol application[J].Shanxi Electric Power,2007，4（140）:18-21.

[6]杨鹏.北京联通分布式基站动环监控系统设计与实施 [D].北京:北京邮电大学,2011.