电网变电站监控系统软件方案

目录
一、系统结构............................................................................ 2..
1.1 系统结构组成 ..................................................................
2..
1.1.1数据采集层 ................................................................ .3..
1.1.2数据交换处理层............................................................ 5.
1.1.3数据应用层................................................................ .6..
1.1.4监控系统数据流向........................................................... 6.
二、设备选型............................................................................ 7..
三、系统配置连接图..................................................................... .15
1、DDN专线接入 .................................................................. 1.7
2、城域网宽带接入 ................................................................. .17
3、ADSL宽带接入 ................................................................ 1.7
4、光纤直接接入 .................................................................. .17
5、跨网关处理 (17)
6、动态IP解决方案 ................................................................ 1.7
四、技术支持与售后服务承诺............................................................ 1.8
五、平台软件架构说明 (18)
六、设备费用清单 (28)
1 .概述
随着电力系统自动化建设和改造不断发展完善，电网企业大多已经实现了对远程变电站/电网发电机组的遥测、遥信、遥控、遥调，即四遥功能。

为了加强对重变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，实现创一流的目标，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统。

利用"超视V8"电力监控系统，它可以对各变电站的现场进行实时视频监控，
将变电站的各被监视点，如主控制室，高压室、设备情况、断电器、隔离刀闸、
室外场地等现场图像通过通讯网实时地传输到集控站或地方调度中心；同时可以
按照多种方式进行数字录像，保存在服务器上供事后调用。

对重要变电站，局领导及调度人员可分别通过企业计算机网络，利用桌面微机，实时地对变电站进行视频监控或调用数字录像。

实现真正意义上的第五遥一遥视。

2•需求分析
电力系统内各种生产设备类型复杂，数目巨大，地域分布广，人工维护困难。

同时，为适应减员增效和现代化管理的要求，对生产现场的闭路电视监控系统在可靠性、易用性及易维护性，尤其对远程监
控方面提出了更高的要求。

目前各地电力微波站的无人/少人值守机房的管理主要存在以下问题：
1、机房分布于城乡各处，采用传统的人工巡检的方式已经不能适应电力网业务迅速发展的需求。

2、缺少专业的维护人员，维护人员的水平参差不齐。

维护人员无法及时了解远程微波站的设备运行状态以及机房环境，无法及时排除设备的故障。

3、微波站的安全无法及时保证。

由于机房分布广，周围环境复杂且无人值守，机房的安全问题就显得比较突出，必须解决防火、防盗、防水等安全问题，保障设备的运行安全。

4、调度指挥操作全部靠电话联系，无法对现场操作进行指导，对现场操作情况无法预测。

5、无人值守变电站由于无法保证现场安全，更多采用的还是有人值守方式。

6、采用操作队巡检方式无法保证及时发现设备隐患及时处理，而只能采取事后处理的方式，影响了供电可靠性和电力局的供电可靠率达标。

7、定时巡检方式在很大程度上讲也是对资源的一种不合理分配。

8、电力通讯的安全性要求非常高，但目前电力通讯的很多机房都处于无监控状态，这对电力通讯的安全是一个非常大的隐患，所以多数机房都采用有人值守方式，对一些比较偏远的地方维护和监视都很困难。

3. 建设目标
1、实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听。

2、监视变电站内变压器、断路器等重要运行设备的外观状态
3、辅助监视变电站内CT、PT、避雷器和瓷绝缘子等高压设备的外观状态。

4、辅助监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态。

5、辅助监视变电站内隔离开关的分合状态。

6、监视变电站内主要室内环境(主控室、高压室、电容器室、独立通信室等)的情况。

7、实现变电站防盗自动监控，可进行周界、室内、门禁的报警及安全布控；在条件成熟和管理规范允许的前提下，宜和站内消防系统实现报警联动。

8、实时监视通讯机房的供电系统工作状况。

9、实时监测通讯机房的工作环境。

10、实现进出机房人员管理。

11、监控中心的建设，与无人值守变电站设备运行和管理的分级一致。

12、在条件成熟和管理规范允许的前提下，变电站端图像监控系统可与变电站综合自动化系统或远动设备(简称RTU)互联能力，获取远动报警信息。

监控中心可与SCADA系统互通，实现电网调度和维护的可视化。

4. 监控范围
1、变电站的监控范围：
(1) 设备监控范围：主变、设备区、电容器区、主控室、电抗器室、滤波室、
高压室、GIS室、电缆室、电缆层等。

(2) 环境监控范围：变电站出入口、周边环境。

(3) 远程灯光控制。

⑷非法闯入区域报警联动
(5)烟雾告警。

2、通讯机房的监控范围：
(1) 动力设备:低压配电设备、柴油发电机组、UPS、逆变器、整流配电设备、蓄电池组(监测到单体)等。

(2) 空调设备:机房专用空调、机房分体空调。

(3) 智能门禁系统：进出人员管理。

(4) 环境:烟雾、水浸、温度、湿度等。

(5) 图像:机房设备运行状态。

一、系统结构
1.1系统结构组成
变电站及营业厅无人值守监控系统结构组成可分为前端设备、线路、通信设
施、后端设备、服务器等组成。

前端设备又由前端数据采集设备、数据压缩设备、中继传输设备等组成。

其中前端数据采集设备一般为球机、云台、普通摄像机、枪机、探头等设备组成，而数据压缩设备一般由网络视频服务器、数字硬盘录像机、PC式嵌入式硬盘录像机
等设备组成，中继传输设备包括路由器、交换机等等网络传输设备。

由综合设备合理搭建的变电站及营业厅无人值守监控系统结构图描述如下：
图1监控系统网络拓扑图
由网络视频服务器群组组成的前端设备，能够充分满足现代网络的要求，由于网络的发展越来越健全，网络音视频传输较传统的本地存储的设备更具备众多优势。

由上图可以看出，整个监控系统分为数据采集层、数据交换处理层、数据应用层等三个层次，每个层次独立完成相应的功能。

每个层次技术上完全独立，并具相互关联，完成由下至上的数据服务，可以简单的理解为下一层次为上一层次提供数据服务，上一层次控制或者受控于下一层次。

本系统可以采用分布式管理（根据不同的片区，设立分控中心），也可以采用集中管理（只建立一个中心），由于采用模块化设计，不管是哪一种方式，管理和操作都是一样，没有本质的区别，唯一的区别是：前者把设备分区域摆放，可以充分利用网络资源；后者对监控中心的网络资源要求较高。

附注：每一个监控点固定带宽为2Mbps，采用光纤接入，同时传输2~3路视频, 每看一路视频的码率设
置为512kbps，分辨率设置为D1格式。

前端所有的监控点中的视频均通过光纤传输到监控中心，每一个监控中的带宽为2Mbps，则监控中心收到所有前端数据所需要的理论最大带宽为2Mbps*监控点数。

内部局域网采用10/100M交换机。

2M的数据传输占用2%的带宽，对网内其它数据传输和办公均不造成影响。

后端的监控中心进行集中存储时，以存储服务器为中心，在监控中心需要访问的其他设备需要直接连接到存储服务器，接受服务器转发的数据。

如下图所示：
1.1.1数据采集层
数据采集层是收集现场数据的唯一设备组，其核心设备是网络视频服务器
（Network Digital Video Server，简称：DVS，本文以后简称DVS）。

主要负
责现场音视频数据的采集，并可以通过输出开关信号，对现场外围设备进行控制, 达到收集现场数据并实时解决危情的目的。

从下图中可以看出数据采集层的主要
功能：
图2数据采集层
从上图中可以看出DVS的主要功能：
①现场的视频（摄像机）、音频（拾音器、麦克风）进行高质量音视频
压缩；
②采集报警（报警传感器）等模拟或开关量信号进行采集处理；
③按照国际标准将上述信号转化为数字信号并进行数字化压缩、传输；
④如发生报警，按照用户的设置将必要的控制信号输出控制灯光、警号
等设备；
⑤如用户需要，提供高清晰现场抓怕功能；
⑥如果需要，可以和监控中心或者其它远程现场进行语音对讲。

1.1.2数据交换处理层
数据交换处理层是整个监控系统的核心，核心设备是若干台大型数字视频网
络管理服务器（中心服务器）、数据库服务器、数据存储和转发服务器、报警服
务器等多台服务器。

下图中简单的描述了数据交换处理层的主要设备，本文后续会专门讲述各个设备的用途及相互关系
图3数据交换处理层
从上图中可以看出，数据交换处理层主要负责整个系统的数据处理。

主要功
能是对现场的数据收集层收集回来的数据进行存储、转发以及报警信息的处理。

主要设备包含中心服务器、数据库服务器、转发/存储服务器、显示服务器及报警服务器等。

它的主要任务是：
①通过网络把现场所有音视频数据进行集中存储，采用专门的数据存储服
务器和磁盘阵列进行数据保存，确保数据的可靠性。

②把所有音视频信息进行数据转发，需要现场音视频信息的用户在经过授
权后可以远程查看现场情况以及远程下载/回放已经录制好的音视频数
据。

一般来说，转发服务器可以和存储服务器使用同样的服务器，以便
充分利用网络资源和计算机资源
③通过大型电视墙预览现场视频。

可以对现场所有视频进行分组，然后在
电视墙上循环切换显示，对于重要的场景可以使用单独的电视墙进行独立输出显示。

④，对于现场的报警信息使用专门的报警服务器进行输出和处理，通过大屏
电子地图直观的显示即时报警信息。

⑤采用专门的数据服，务器对本监控系统的所有信息进行集中存储。

主要包括：设备信息、设备状
态信息、用户信息及权限信息、视频分组信息、报警联动信息、报警处理信息、音视频数据保存信息（索引）等各种系统信息。

⑥数字视频网络管理服务器是整个系统中最核心的设备，担负着承上启下、
数据交换处理的责任。

⑦对数据采集层而言，数据交换处理层是后台处理系统，前端收集的所有数据必须经过数据交换处
理层后才能转向其他层次。

⑧对于数据交换处理层，主要由中心服务器进行管理，通过对数据服务器
进行交互，实现对整个系统进行管理，其中，主要包括：
• 对系统、用户、网络等系统资源及安全进行管理；
•对前端数据的存储与管理，特别是对前端报警数据将实现自动存储；
•负责协调、管理数据应用层与数据采集层之间的数据交换；
⑨对于数据应用层，数据交换处理层主要负责为数据应用层提供授权和数据服务。

注：严格来说，电视墙和报警信息处理应该属于数据应用层，本文把他归为数据交换处理层的目的是能让我们更加容易理解本系统
1.1.3数据应用层
数据应用层主要是第三级数据应用，主要包括信息查询、远程指挥、远
程调度等应用型数据分析和处理。

根据每个用户的权限级别不一样，分别具有对系统的参数设置、系统控制、信息查看等不同等级的权
限。

主要使用桌面工作站对系统进行访问。

1.1.4监控系统数据流向
1）视频流向：视频服务器（在中心服务器控制下）转发/存储服务器
（在中心服务器控制下）用户或者网络矩阵/显示服务器。

2）控制信号：用户转发服务器视频服务器前端设备。

3）报警信息：探头视频服务器中心服务器报警服务器。

4）数据库：只有中心服务器和数据库服务器交换数据。

5）用户连接：用户中心服务器转发服务器视频服务器。

6）对讲连接：用户中心服务器视频服务器；视频服务器中心服务
器；中心服务器视频服务器。

整体监控系统中的数据传输统一由光纤来进行传输，前端摄像机（包括球机/枪机）接入到视频服务器中，接入到光纤后，由光纤网络传输到监控中心.
特别说明
所有用户连接视频服务器都是经过中心服务器授权后，由指定的路径（转发服务器）进行连接；
转发服务器的所有工作、连接数量等都是由中心服务器控制;
网络矩阵由中心服务器授权，连接转发服务器，显示服务器由网络矩阵服务器完全控制，连接指定的转发服务器。

二、设备选型
1、视频服务器
本系统中采用深圳亿维锐创公司网络视频服务器对现场音视频数据以及报警等进行信息采集，并可以对现场进行一定形式的即时警情控制。

主要接口及功能：
视频采集：高清晰视频采集及压缩，支持Full D1、Half D1及CIF格式；音频采集：高保真MP3压缩，真实显现现场原声环境；
报警采集：视频移动报警、视频丢失报警、红外等探头报警，可以任意设置布防/撤防时间；
控制输出：可以输出多路开关量信息，控制现场灯光、警号等外围设备；
语音对讲：现场人员可以和监控中心进行实时双向语音对讲，监控中心也可以主
动呼叫现场人员；
网络视频服务器外观：
网络视频服务器
深圳亿维锐创公司(Innoview )为了满足用户把高清晰的声音、视频数字化远程传输而专门设计的音视频编、解码产品。

网络视频服务器(Innoview )充分考虑远程监控需求的特点，结合了我公司在视频技术方面的优势和最新IT技术,
旨在为用户提供一个专业的、高性价比的IP视频解决方案。

应用网络视频服务器(Innoview)产品可以在无需要任何动土工程的情况下非常简单的实现模拟CCTV向网络视频系统升级。

先进的IT技术保证所有硬件24小时无间断工作，异常自动恢复功能保证即使出现任何人为、意外、技术中断也能立即重新工作或者自动连接，可远程网络进行升级、控制管理，实现了远程管理维护，极大的方便了工程商和用户的调试和使用。

编码器YW9000的主要功能：
D1高清晰实时视频网络服务器，向下兼容HalfDI、CIF等压缩格式
采用最新H.264视频编码技术、MP3音频编码技术
支持PAL/NTSC复合视频
内嵌Web Server，全面支持IE/Netscape浏览器
多用户密码权限管理，Web页面实现远程监看、控制、设置、升级
支持动态IP地址，支持局域网、In ternet ( ADSL、有线通)
Dy namic Stream Control技术，保证双向语音对讲实时传输,让远程会议、
远程交流轻松实现
网络自适应技术，根据网络带宽自动调整视频帧率保证传输，网络中断后可
自动连接
视频码率32Kbps-4Mbps连续可调，帧率1-30(1-25)连续可调
可以进行现场高清晰无损图像抓拍
客户端软件具备抓拍、本地录像等DVR功能
移动侦测、探头等报警功能（可设区域和灵敏度）
RS232/RS485串口支持云台控制、高速球机或摄像机等外置设备
支持IDE、USB硬盘存储，可在前端进行备份和录像、JPEG抓拍
支持多用户同时访问，采用多级密码权限控制及用户管理
录像文件直接由Microsoft Media Player播放，无须安装其他软件
双系统设计，主系统出现故障时，辅助系统可进行基本工作、协助修复主系统异常自动恢复功能，保证网络视频服务器稳定运行
外置电源设计，方便维护/维修
解码器YW9000DC的主要功能：
•支持D1、HALF-D1、CIF 格式解码
•支持模拟视频输出
•支持网络视频服务器所有的音视频服务器解码
•支持双向对讲
•内嵌GUI，操作直观、简捷
•通过185与键盘/矩阵接口
•支持远程云台控制
•支持通道选择及可编程控制通道巡检
•支持1路视频输出，1路音频输出，1路音频输入网络视频解码器技术指标
2、球机
产品外形
性能参数
♦无变形5英寸球罩
♦手动光圈
♦水平清晰度420线
♦0-355。

水平旋转范围
♦水平速度0.45-45 °秒
♦垂直速度0.45-45 °秒
♦16个预置点
♦内置解码器RS485通讯
♦定焦镜头3.6mm、6mm、8mm、12mm 可选♦1Lux最低照度
♦两预点之间线扫功能
♦1条巡视轨迹，轨迹速度可达45° /秒
♦DC 12V输入
技术指标
3
报警探头
警号
灯光
拾音器
麦克风
注：以上其它前端设备根据招标要求选择，本文不再赘述。

4、中心服务器
中心服务器主要负责整个系统的信息设置和查询处理，同时可以进行一定数量的音视频数出。

中心服务器全部采用模块化设计，各模块相对独立，根据实际需要配置。

网络通信模块
网络通信模块主要负责整个系统中各种设备间的网络通信。

系统仲裁模块
系统仲裁模块主要负责解决各种数据流冲突问题，如多个用户同时访问同一个视频源时，需要对用户的权限级别进行判断，当网络资源不够时，需要提示低权限用户“有多个高权限用户正在或者需要访问XX视频，你的连接将被暂时切断“，及时切断权限较低的用户的网络连接，以保证系统的正常运行及有效利用。

电子地图管理模块
电子地图管理模块主要负责对系统的电子地图进行有效管理，创建、修改/
删除各级电子地图。

并保证网络中所有电子地图保持同步。

电子地图导向模块
电子地图导向模块主要为管理员/操作员提供地图导向，管理员/操作员通过地图查找现场设备，女口：查找某个比赛场馆的某个门口的摄像机，需要做的
事情是：
第一、查找该场馆所在区域
第二、查找该场馆所在街道或者地理位置
第三、查找该场馆地图
第四、查找该门所在楼层
第五、查找该楼层地图
第六、点击该门的摄像机（图标），打开视频
以上步骤看起来较为繁琐，实际上操作非常简单，就像看地图一样，有此导向工具，在使用本系统时就非常轻松。

系统设备索引模块
系统设备索引模块主要负责对本系统中所有设备进行分区域、分类，建立索引树，方便管理员/操作员对设备进行维护和查询。

设备配置模块
设备配置模块主要用于设置设备属性，如：设备类型、音视频通道数量、报警输入数量、输出开关数量等基本信息。

定时预约-布/撤防模块
定时预约-布/撤防模块用于设置设备工作计划，如：定时录像时间安排、报警布/撤防时间计划等。

音视频解码模块
音视频解码模块用于音视频解码，支持软件解码和硬件解码两种方式。

系统警报模块
系统警报模块负责与报警服务期进行通讯，主要把报警信息及时传递到报警
服务器。

流媒体分发模块
流媒体分发模块负责对所有音视频进行流向处理，女口：某个视频服务器的音
视频数据由某台转发/存储服务器进行处理。

用户权限管理模块
用户权限管理模块用于对用户权限的管理，如：系统管理员、高级管理员、操作员等。

权限管理分为用户组管理和单个用户管理，一般的操作方法是先对用户进行分组，设定各组的基本权限，只要属于该组的用户具有统一的权限，也可以对某些用户进行个别权限的增减。

5、数据转发/存储服务器
数据转发/存储服务器用户对某些音视频数据进行集中存储和数据转发，需
要配合磁盘阵列使用。

配置要求：P4 3.0G或以上CPU，1024M或以上内存，1000M网卡，磁盘阵列
根据需要进行配置。

性能指标：最大同时进行64通道音视频数据的存储和转发。

磁盘阵列：
磁盘阵列已经具有国家/国际标准，并已经是通用设备，本文不再赘述。

7、网络矩阵服务器和显示器
网络矩阵服务器既是独立的网络矩阵，可以单独对所有的视频进行网络切换，同时又是控制显示服务器的控制服务器。

网络矩阵服务器实际又叫做主控显示服务器，区别在于显示服务器只负责输出音视频输出，网络矩阵服务器负责网络视频切换及相应设置，它可以配置所有
显示服务器的音视频分组和轮巡方式。

网络矩阵管理员在网络矩阵上可以查看任何音视频通道数据，并可以根据需要设置显示服务器的输出内容。

任何一台显示服务器均可以轮巡输出。

每台显示服务器可以最大输出16通道音视频，可以同时输出模拟（AV）和VGA输
出两种信号，模拟信号是通过视频解码卡（TM7000系列）解码后输出独立通道的音视频，VGA输出是计算机自身的输出。

显示服务器的VGA部分可以使用双输出，对于一些重要的视频可以采用双输出方式，除了输出到电视墙还
可以有两个VGA通道输出。

网络矩阵服务器和显示服务器均是由计算机和视频解码卡组成，其配置要求为：
配置要求：P4 2.0G或以上CPU，512M或以上内存，1000M网卡，128M独立
显卡。

性能指标：最大同时进行16通道音视频解码和输出。

支持4*4共16通道模拟视频输出。

网络矩阵有良好的操作界面，显示服务器没有操作界面，所有内容全部由网络矩阵全部控制。

网络矩阵服务器最大支持对64台显示服务器的控制，每台显示服务器最多可以轮巡
切换255组音视频，即可以通过切换方式自动查看16*255=4080个通
道的音视频，由于视频切换间隔不得低于10秒钟，建议一般使用不要超过64
个通道，既可以保证在一分钟左右可以循环一次。

网络矩阵服务器和显示服务器都需要安装多张音视频解码卡，由解码卡负责完成
音视频的解码，减少占用计算机CPU资源，同时可以输出到电视墙。

下面是解码卡的介绍。

8、报警服务器
报警服务器主要负责对本系统所有报警信息进行处理，包括报警信息的显示和报警处理，报警显示主要通过大屏电子地图（从数据库中调用地图）对现场报警信息进行显示，同时可以通过输出开关量控制警号等警用设备，也可以通过音箱输出不同的音乐提示值班人员。

报警服务器是通过电子地图对监控现场进行直观的监控，当有报警发生时，
地图上相应的摄像机图标或者探头图标会急促闪烁，并有相应的视频调出来（可选择），值班人员看到报警后，可以在此地图上调看任何一个通道的音视频，最多可以同时打开4个通道的音视频。

9、DDNS SERVER
DDNS Server是动态域名解析服务器，该服务器是我公司专门为我公司网络视频服务器产品设计的，对于使用一些没有固定IP （如：ADSL）的网络时，
可以使用该服务器，而不需要其他方式处理，视频服务器之需要能上网就可以保证和监控中心保持连接
DDNS Server的工作量不是很大，可以和其他服务器共同使用同一台计算机, 如：数据库服务器等。

三、系统配置连接图
由于监控点多，数据流量大，特别是监控中心，要对所有的监控点进行集中管理和存储，需要很大的带宽，合理安排网络带宽，有利于监控系统的稳定运行。

监控中心网络带宽计算方法：
根据视频监控图像清晰度的要求设定视频服务器的编码码流，这里按照每个通道1024Kbps计算，如果有1000个视频通道均要集中到监控中心，则监控中心理论上至少需要1G以上的接入带宽。

如果按此计算，监控中心有必要对设备进行分组管理，把网络带宽进行合理分配管理，同时，尽量全部使用千兆网卡进行接入，使监控中心组成一个千兆级局域网，通过路由器分成不同的小局域网，小局域网之间只有控制信息传输，大量的音视频数据尽量能在小局域网内部进行传输，这样可以保证网络的稳定性。