1、電力行業(yè)3G無線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用解決方案2013年1月11日一、 行業(yè)背景31.1行業(yè)分析31.2行業(yè)用戶面臨的挑戰(zhàn)3二、 系統(tǒng)組成4三、 系統(tǒng)特點(diǎn)5四、 電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)54.1系統(tǒng)方案設(shè)計原則54.2系統(tǒng)概述64.3應(yīng)用場景84.3.1應(yīng)用場景一：變電站高壓線路定點(diǎn)監(jiān)控84.3.2應(yīng)用場景二：空中作業(yè)實時監(jiān)測84.4監(jiān)控平臺設(shè)計方案94.5綜合監(jiān)控平臺設(shè)計104.6綜合監(jiān)控平臺特點(diǎn)104.7綜合監(jiān)控平臺組成10五、 系統(tǒng)設(shè)備115.1單兵便攜式無線終端115.1.1單兵便攜式無線終端整套系統(tǒng)基本功能125.1.2技術(shù)參數(shù):135.2配套單兵攝像機(jī)155.2.1攝像機(jī)主要特性155.2.2攝像機(jī)

2、外形尺寸：165.2.3隨機(jī)配件175.2.4固定按裝實例175.2.5攝像機(jī)技術(shù)參數(shù)185.3手機(jī)視頻終端19六、 系統(tǒng)優(yōu)勢19七、 項目清單207.1視頻監(jiān)控建設(shè)清單207.2單兵主機(jī)配置輔材201、 行業(yè)背景1.1行業(yè)分析電力行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)行業(yè)，電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著極其重要的作用。隨軍著第三代移動通訊技術(shù)（3G）的正式商用，電力行業(yè)的無線監(jiān)控系統(tǒng)也進(jìn)入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時代。針對電力行業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控、應(yīng)急指揮、線路巡視等應(yīng)用的特點(diǎn)，我們推出了基于3G無線通訊技術(shù)的電力遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用最新的計算機(jī)、通訊、視頻處理技術(shù)，將監(jiān)視、搖控、防盜、消防等一系列安全措施有機(jī)

3、結(jié)合起來，真正實現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測及遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控。1.2行業(yè)用戶面臨的挑戰(zhàn)隨著我國電力事業(yè)不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化水平不斷提高，各變電站、變電所、高壓輸電線路等都要實現(xiàn)少人或無人值守，以提高生產(chǎn)效益。如何將遠(yuǎn)程的監(jiān)視、遙控、防盜、消防和報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、監(jiān)控?zé)o線化有機(jī)的結(jié)合起來，做到既可以基于無線、有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)視、遙控和圖像的傳輸，又具備通常聯(lián)網(wǎng)報警網(wǎng)絡(luò)的功能，并且投入費(fèi)用合理，能夠更加有效地確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，將安全防范技術(shù)提高到一個新的水平。網(wǎng)絡(luò)化、無線化、遠(yuǎn)程監(jiān)控是當(dāng)前監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的主要方向。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能監(jiān)視并記錄變電站的安全以及電力設(shè)備及運(yùn)行情況，及時發(fā)現(xiàn)、處理事故，有助于提高電力系

4、統(tǒng)自動化的安全性和可靠性。還有高壓輸電線路的安全防范已經(jīng)成為安全生產(chǎn)自動化的重要組成部分，通過高壓輸電線路安全防范系統(tǒng)不僅可以遠(yuǎn)程巡視各類設(shè)備的運(yùn)行情況、人員的操作記錄，還能實時獲得來自事故現(xiàn)場的報警信息，對可能或已經(jīng)發(fā)生的異?，F(xiàn)象及時處理并保存現(xiàn)場的圖像資料，為分析事故原因提供第一手的資料，使供電部門的管理方法和手段不斷地與科技發(fā)展的最新成果緊密相連。同時遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還可以集成環(huán)境監(jiān)測（環(huán)境溫濕度、煙霧報警、水浸報警）、報警聯(lián)動等功能。針對電力行業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用的特點(diǎn)，我們提供高效可行的基于運(yùn)營商（中國電信、中國聯(lián)通、中國移動）網(wǎng)絡(luò)的無線監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，充分采用最新的計算機(jī)、通訊、視頻處理等

5、方面的技術(shù)，通過運(yùn)營商提供的3G/2G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測及遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控。2、 系統(tǒng)組成系統(tǒng)包括前端采集系統(tǒng)和監(jiān)控中心兩部分。前端視頻采集系統(tǒng)由3G視頻服務(wù)器、攝像機(jī)等組成。其中3G視頻服務(wù)器作為核心設(shè)備，負(fù)責(zé)將攝像機(jī)采集的視頻圖像上傳到監(jiān)控中心。前端3G視頻設(shè)備分為固定式視頻終端、移動式視頻終端和車載式視頻終端。監(jiān)控中心包括中心服務(wù)器、存儲服務(wù)器和監(jiān)控主機(jī)，通過安裝中心管理軟件實現(xiàn)對各監(jiān)控點(diǎn)視頻的觀看和存儲，實現(xiàn)對前端視頻設(shè)備的控制。系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖1系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖3、 系統(tǒng)特點(diǎn)傳輸速率高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)5Mbps(兆字節(jié)/每秒），是2G網(wǎng)絡(luò)的20倍。實時性強(qiáng)可以保證不間斷的

6、視頻監(jiān)控，可以同步接收、處理多個監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)。完全 滿足對數(shù)據(jù)傳輸實時性的要求。安全性高使用多層次、多技術(shù)相結(jié)合的保護(hù)機(jī)制，在應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和物理 層上進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)保護(hù)，并結(jié)合多種安全協(xié)議和加密算法，保證傳輸數(shù) 據(jù)的安全性。靈活分布、易安裝無需布線，施工方便。前端設(shè)備可任意部署，不受距離限制，擴(kuò)充能力強(qiáng)， 可隨時隨地移動監(jiān)控點(diǎn)。數(shù)據(jù)集中、易于管理3G無線接入，改變了原有的分級上傳處理方式，只需一個數(shù)據(jù)中心就可對 監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，極大的提高了效率，降低了傳輸成本。覆蓋面廣充分利用現(xiàn)有的無線基站和網(wǎng)絡(luò)資源，可在一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)快速安裝無線 監(jiān)控系統(tǒng)。4、 電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)4.1系

7、統(tǒng)方案設(shè)計原則1、 易管理2、 高效3、 標(biāo)準(zhǔn)化 4、 電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)緊密相接5、 依據(jù)：DL/T 741：架空送電線路運(yùn)行規(guī)程DL/T601-1996：架空絕緣配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程SDJ3-87：電力安全工作規(guī)程（電力線路部分）SDJ206-37：架空送電配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程GTB856：軟件工程國家標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國電力法電力設(shè)施保護(hù)條例4.2系統(tǒng)概述圖2搶修現(xiàn)場圖示電力應(yīng)急指揮系統(tǒng)可以對電力突發(fā)事件、野外搶修的現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程指揮。電力施工人員隨身攜帶監(jiān)控設(shè)備或?qū)⒈O(jiān)控設(shè)備安放于施工現(xiàn)場，指揮中心通過3G無線專網(wǎng)，就可以對現(xiàn)場的情況和施工人員的作業(yè)流程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。還可以通過無線設(shè)備的

8、音頻功能對現(xiàn)場工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮，大大提高了電力企業(yè)的應(yīng)急處理能力和事件響應(yīng)速度。圖3變電站在建變電站在建設(shè)過程中很容易因施工人員的失誤造成重大的事故，無線監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地確保工程質(zhì)量和工程進(jìn)度。管理人員能夠?qū)こ痰囊?guī)范性和安全性進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)督，掌握施工情況的第一手資料。一旦事故發(fā)生，存儲的監(jiān)控錄像將會成為調(diào)查事故的重要依據(jù)。 圖4高壓輸電線遠(yuǎn)距離高壓輸電線路所處的地理環(huán)境、氣候條件比較惡劣。特別是在冬季因氣溫較低，濕度較高，導(dǎo)致線上長時間結(jié)有覆冰，當(dāng)覆冰的總重量超過導(dǎo)線的載荷極限時，就會造成斷纜甚至塔架倒塌。無線監(jiān)控系統(tǒng)可以實時地將高壓輸電線路相關(guān)信息反反饋到指揮中心，通過對圖像數(shù)據(jù)的分析

9、對比，及時做出相應(yīng)的應(yīng)急處理，以確保高壓輸電線路的安全運(yùn)行。4.3應(yīng)用場景4.3.1應(yīng)用場景一：變電站高壓線路定點(diǎn)監(jiān)控使用中研3G無線單兵視頻服務(wù)器通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)將變電站/高壓輸電線路的監(jiān)控視頻傳輸?shù)街笓]中心，再行遞發(fā)送給上級監(jiān)控平臺，可以讓市、省指揮中心及時看到現(xiàn)場實時情況，以便及時調(diào)度處理。圖5變電站高壓線路定點(diǎn)監(jiān)控4.3.2應(yīng)用場景二：空中作業(yè)實時監(jiān)測通過高壓輸電線路安全防范系統(tǒng)不僅可以遠(yuǎn)程巡視各類設(shè)備的運(yùn)行情況、高空作業(yè)人員的操作記錄，還能實時獲得來自事故現(xiàn)場的圖像，對可能或已經(jīng)發(fā)生的異常現(xiàn)象及時處理并保存現(xiàn)場的圖像資料，為分析事故原因提供第一手的資料。圖6空中作業(yè)實時監(jiān)測4.4監(jiān)控平

10、臺設(shè)計方案基于以上幾點(diǎn)來考慮，整套系統(tǒng)采用前端分散監(jiān)控、后臺集中管理的方式，通過可插拔的TF卡將取證資料進(jìn)行本地存儲，并可利用3G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳監(jiān)控中心。同時也可通過3G無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下：圖7單兵系統(tǒng)拓?fù)鋱D整套系統(tǒng)主要由便攜式單兵監(jiān)控終端和后端“綜合監(jiān)控平臺”平臺兩大部分組成，可配合接入無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。4.5綜合監(jiān)控平臺設(shè)計綜合監(jiān)控平臺”平臺功能強(qiáng)大，設(shè)計完善，不但可以支持便攜式單兵監(jiān)控設(shè)備的接入，還可以支持大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的接入，為客戶提供移動監(jiān)控與常規(guī)監(jiān)控相結(jié)合的完成監(jiān)控解決方案?！熬C合監(jiān)控平臺”平臺組織結(jié)構(gòu)圖如下：圖8綜合監(jiān)控平臺平臺組織結(jié)構(gòu)圖4.6綜合監(jiān)控平

11、臺特點(diǎn)監(jiān)控中心使用“綜合監(jiān)控平臺”平臺，該平臺的特點(diǎn)如下：提供電信監(jiān)控平臺，向個人、家庭、商鋪以及小型企業(yè)提供監(jiān)控業(yè)務(wù)；平臺提供前端設(shè)備接入授權(quán)、業(yè)務(wù)管理等功能；對用戶提供視頻瀏覽、歷史視頻點(diǎn)播功能；設(shè)備實現(xiàn)即插即用，不需要作任何配置；操作簡單、易用，降低了對使用者監(jiān)控知識的要求；用戶通過瀏覽器登陸電信平臺即可訪問授權(quán)監(jiān)控點(diǎn)；用戶可通過手機(jī)客戶端遠(yuǎn)程接入，隨時隨地訪問授權(quán)監(jiān)控點(diǎn)圖9 網(wǎng)絡(luò)端圖10客戶端4.7綜合監(jiān)控平臺組成ACCESS SERVER： 接入服務(wù)器；前端設(shè)備和用戶注冊到該服務(wù)器上，用戶與設(shè)備的交互通過接入服務(wù)器中轉(zhuǎn)完成；支持信令：設(shè)備注冊、心跳保活、用戶實時視頻瀏覽、用戶歷史視頻

12、點(diǎn)播；STREAM SERVER：流媒體服務(wù)器；在少數(shù)情況下，P2P實時視頻無法實現(xiàn)（P2P在symmetrical NAT下無法使用）時，終端用戶通過流媒體服務(wù)器瀏覽前端設(shè)備實時視頻；根據(jù)業(yè)務(wù)情況可以擴(kuò)展多臺；WEB SERVER：網(wǎng)頁服務(wù)器，采用APACHE+MYSQL+PHP架構(gòu)，提供網(wǎng)頁管理服務(wù)；管理員可以添加前端授權(quán)設(shè)備、終端授權(quán)用戶；分配設(shè)備與流媒體服務(wù)器關(guān) 聯(lián)關(guān)系；分配設(shè)備與中心存儲服務(wù)器關(guān)聯(lián)關(guān)系；實現(xiàn)靜態(tài)負(fù)載均衡；DB SERVER: 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，管理信息、配置信息保存在數(shù)據(jù)庫中；采用MYSQL；可擴(kuò)充報警接收服務(wù)器，以彩信方式上傳報警截圖給手機(jī)用戶 客戶端網(wǎng)頁客戶端：終端用

13、戶通過瀏覽器登陸電信服務(wù)器進(jìn)入客戶端界面，自動下載授權(quán)設(shè)備列表；對授權(quán)設(shè)備支持操作：實時視頻瀏覽，歷史視頻點(diǎn)播和云臺控制；通過管理系統(tǒng)可對同一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上加載的前端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的區(qū)域劃分、授權(quán)、錄像管理等操作。5、 系統(tǒng)設(shè)備5.1單兵便攜式無線終端圖11單兵無線終端單兵式視頻監(jiān)控終端可隨身攜帶，利用3G網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場圖像傳回指揮中心，并可以與指揮中心進(jìn)行語音通話，根據(jù)現(xiàn)場情況實施應(yīng)急解決方案。單兵式視頻監(jiān)控終端結(jié)構(gòu)緊湊，體積小便于攜帶。內(nèi)置大容量鋰電池，可持續(xù)供電4小時以上。支持SD卡存儲，可以實現(xiàn)本地自動循環(huán)錄像。5.1.1單兵便攜式無線終端整套系統(tǒng)基本功能視音頻數(shù)據(jù)編解碼采用當(dāng)前世界主流的

14、視音頻編解碼技術(shù)，將采集到的模擬視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率數(shù)字編碼，編碼方式靈活，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)。錄像存儲取證主機(jī)對采集的視音頻信號實時硬件同步壓縮后進(jìn)行本地TF卡存儲，可供事件回放、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)上傳等需求。GPS定位系統(tǒng)配備GPS定位模塊，并可以將接收到的衛(wèi)星信號實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并可在平臺軟件的數(shù)字地圖上顯示設(shè)備當(dāng)前所處的地理位置。同時，單兵設(shè)備支持全球24個時區(qū)的GPS衛(wèi)星校時功能，可每5分鐘自動進(jìn)行一次衛(wèi)星校時，保證取證時間的精確。可以連接數(shù)碼相機(jī)、DV的進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集自定義航空接頭數(shù)據(jù)線，可以任意聯(lián)接數(shù)碼相機(jī)或DV的視頻輸出攝像機(jī)可選用戶可根據(jù)不同的環(huán)境選擇不同的攝像機(jī)，以便滿足各行業(yè)

15、的不同需求。我司還有特制的頭盔式攝像機(jī)及針孔攝像機(jī)與主機(jī)配合使用。5.1.2技術(shù)參數(shù):基本描述操作系統(tǒng)嵌入式Linux主芯片TIRAM128MFlash8M視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264壓縮分辨率主碼流QCIF/QVGA/CIF/2CIF/DCIF/VGA/4CIF壓縮分辨率子碼流QCIF/QVGA/CIF視頻輸入1音頻輸入1視頻輸出無音頻輸出1路碼流類型視頻流/復(fù)合流性能描述視頻幀率PAL：1/16-25幀/秒，NTSC：1/16-30幀/秒壓縮碼率32kbps2Mbps可選, 可自定義8Mbps音頻壓縮/碼率OggVorbis/16Kbps數(shù)據(jù)存儲支持MINI SD卡，容量32GB功能描述接入東方

16、瑞華3G監(jiān)控平臺支持接入綜合監(jiān)控平臺接入綜合監(jiān)控平臺支持接入綜合監(jiān)控平臺平臺軟件DV視頻接入支持DV攝像機(jī)等多種視頻輸入接口描述視頻輸入接口RCA（電平：1.0Vp-p，阻抗：75），支持PAL、NTSC制音頻輸入接口1路（電平：2Vp-p，阻抗：1k），無源視頻輸出接口無音頻輸出接口1路（線性電平，阻抗：600）報警輸入1路，按鍵式語音對講輸出2.5mm音頻接口（線性電平，阻抗：600）以太網(wǎng)口1個RJ45 10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)口RS485接口有（需要特殊定制）天線接口SMA頭天線接口無線描述無線標(biāo)準(zhǔn)支持EVDO支持WCDMA支持TD-SCDMAEVDO無線協(xié)議CDMA2000 1x

17、 RTT；CDMA2000 1xEV-DO Rel. 0；CDMA2000 1xEV-DO Rev. A工作頻率CDMA 800 MHz上行：824-849 MHz下行：869-894 MHzCDMA 1900 MHz上行：1850-1910 MHz下行：1930-1990 MHzWCDMA工作頻段UMTS: Quad band, 850/900/1900/2100MHzHSUPA /HSDPA: 850/900/1900/2100MHzGSM/GPRS/EDGE: Quad band, 850/900/1800/1900MHzTD-SCDMA工作頻段TD:2010-2025MHz/1880-

18、1920MHz GSM/GPRS/EDGE:900/1800 MHz通用規(guī)范描述電源適配器DC 12V/1A鋰電池容量2000mAh或24WH，工作時間主機(jī)供電4小時工作溫度-10-55工作濕度1090產(chǎn)品尺寸mm128*72*43mm產(chǎn)品重量g500設(shè)備功耗6W表1單兵型3G服務(wù)器主機(jī)技術(shù)參數(shù)5.2配套單兵攝像機(jī)圖12 肩式攝像機(jī)5.2.1攝像機(jī)主要特性采用高性能CCD分辨率高，圖像清晰、細(xì)膩低照度支持自動彩轉(zhuǎn)黑功能，實現(xiàn)晝夜監(jiān)控支持背光補(bǔ)償功能支持自動白平衡功能，色彩還原度高，圖像逼真信噪比高，圖像畫面干凈、悅目支持自動電子快門功能，適應(yīng)不同監(jiān)控環(huán)境支持自動電子增益功能，亮度自適應(yīng)5.2.

19、2攝像機(jī)外形尺寸： 圖13外形尺寸示意圖5.2.3隨機(jī)配件彈簧線長，80CM170CM，可伸縮航空插頭固定方式彈性拉帶橡膠攝像機(jī)固定架5.2.4固定按裝實例圖14 肩掛式示意圖肩式固定通過彈性拉帶來調(diào)整松緊，橡膠支架調(diào)整攝像機(jī)轉(zhuǎn)角頭盔式固定通過彈性拉帶來調(diào)整松緊，橡膠支架調(diào)整攝像機(jī)轉(zhuǎn)角萬能頭盔式攝像機(jī)5.2.5攝像機(jī)技術(shù)參數(shù)型號參數(shù)ZY-912傳感器類型1/4 “CCD信號系統(tǒng)PAL有效像素500(H)582(V)最小照度0.1Lux F1.2快門1/50s1/100,000s鏡頭類型3.7mm 水平解析度480 TVL同步方式內(nèi)同步視頻輸出1Vp-p Composite Output（75歐

20、姆）信噪比大于50 dB背光補(bǔ)償ON工作溫度-1060防護(hù)等級IP65電源DC5V-12V, 10%功耗1W MAX 尺寸(mm)17 55 攝像機(jī)重量52g表2攝像機(jī)技術(shù)參數(shù)5.2.6頭盔式攝像機(jī) 圖15頭盔式攝像機(jī)一、 產(chǎn)品功能：1. IP65防水型設(shè)計2. 與安全帽巧妙結(jié)合起來，便于使用者即可當(dāng)安全保護(hù)，又可以做視頻采集器3. 內(nèi)置高亮度LED白光燈，可供攝像機(jī)及工作人員照明4. 內(nèi)置十字激光定位器，便于使用者與指揮人員雙向溝通5. 內(nèi)置520線SONY1/3CCD，照度彩色0.2 lux,黑白0.1lux6. 內(nèi)置語音對講嘜克風(fēng)及耳機(jī)接口7. 5芯航空接頭，彈簧線長40Cm，拉長1.5

21、米。8. 供電電壓：12V，500ma二、 產(chǎn)品用途1. 水利巡查人員應(yīng)急指揮2. 電力作業(yè)人員應(yīng)急指揮3. 建筑工地人員巡查指揮4. 室外施工現(xiàn)場巡查指揮5. 城管、交警、公安等行政執(zhí)法6. 公路系統(tǒng)巡查人員現(xiàn)場指揮三、 細(xì)節(jié)介紹1. 正面圖16正面介紹2. 高清攝像機(jī)參數(shù)a) 成像芯片1/3 Sony CDDb) 線數(shù)：520線c) 鏡頭焦距:8mm3. 激光定位器參數(shù)a) 功率：50mwb) 有效距離：白天110米；晚上150米4. 高亮LED指示燈參數(shù)LED燈：晚上照明距離120米，視不同環(huán)鏡而有差異。四、 詳細(xì)參數(shù)：型號 ZY-910傳感器類型 1/4 “CCD信號系統(tǒng) PAL有效像素 500(H)582(V)最小照度 0.1Lux F1.2快門 1/50s1/100,000s鏡頭類型 3.7