5.在线监测系统开发可行性研究报告(天眼系统模板)

XX省电力（集团）有限责任公司科学技术项目计划申请书（可行性研究报告）

器和监控客户端分别是装有远程监控服务端软件和客户端软件的PC机，它们都连接在互连网络上，由于远程图像及数据采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像和设置监控参数都是通过服务器来中转的。

监控中心通过图像及数据监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片、覆冰重力探测、微气象、杆塔倾斜等数据进行分析比对，如出现异常的预警信息，即立刻做出相应的应急处理，以确保高压线路的安全运行。

（二）技术关键及针对解决问题

本项目的技术关键主要是图像数据采集压缩编解码技术、3G无线公网数据传输技术、传感器探测技术、太阳能及蓄电池供电技术、信号处理及诊断技术、报警阀值评价标准、电子低温环境加热技术、监控中心服务器软件管理技术、系统防高磁高压抗干扰技术等技术问题。

1、图像数据采集压缩编解码技术

远程图像数据采集主机是整个系统的心脏，是开发设计的关键，集图像数据采集压缩编解码技术及3G无线公网数据传输技术等关键技术，本项目采用H.264+优化压缩编码技术、单卡3G通道传输技术、网络编码自适应技术等技术；基于高性能DSP平台,采用ARM嵌入式设计思路,支持多种网络传输协议,支持动态域名解析可与PPPOE上网链路轻松接入；支持双向语音传输,支持高清视频传输，支持图片实时抓拍，解决超远距离无线图像传输的问题。其主要包括：H.264+优化后压缩编码技术；多线程处理等技术；网络编码自适应技术；流媒体转发技术；数字模糊算法模型技术等。

其技术指标要求如下：

（1）嵌入式设计，内置CDMA或GPRS或EDGE无线MODEM，独立工作，体积小，功耗低，高可靠

（2）硬件发送，软件接收

（3）2路视频输入，内置双模式视频压缩编码器，压缩模式可在线选择，最高分辨率704x576(PAL)

（4）压缩编码器-1：高质量CAMEC-I/II活动视频压缩编码，64x64-704x576

（5）压缩编码器-2：JPEG静止图像压缩编码，64x64-704x576

（6）传输速度：彩色320x240/GPRS Class10 - 平均0.5帧/秒，最高2帧/秒

（7）彩色320x240/CDMA2000-1X/EDGE - 平均5帧/秒，最高15帧/秒

（8）彩色640x480/CDMA2000-1X/EDGE - 平均0.5帧/秒，最高2帧/秒

（9）内置CDMA/GPRS/EDGE/3G通讯控制协议及TCP/IP协议

（10）支持动态或固定IP地址方式，支持域名解析，多种触发启动模式

（11）2路双向辅助串行口可控制云台镜头，可连接串行用户设备

（12）支持双向测控数据复用，1路视频+2路双向串行数据可同时传输

（13）两路数字量输入/输出，支持外部开关量触发，支持报警前后现场录像

（14）支持事件短信提示

（15）接收软件支持网络客户端共享浏览

2、3G无线公网数据传输技术

3G无线公网数据传输技术是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，是一项全新的网络技术，可以为治安防控提供视频图像和声音，同步实现数据的远程采集、传输、储存和处理功能，具有传输距离远、速度快、抗干扰能力强、无需铺设电缆、投资成本低等优势。数据传输原理如下图所示，在移动3G信号覆盖区域内，充分利用3G公共网络通信平台，实现中心对多点的数据传输；在无移动信号覆盖区域内，可以借助无线数传电台，通过无线与无线的接力，实现数据传输。

数据传输原理图

3、传感器探测技术

传感器是“高压输电线路在线监测系统”的首要部件，是能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器应准确的和快速地响应被测量的各种各样的变动，主要通过其两个基本特性——静态特性和动态特性来反映被测量的这种变动性。

“高压输电线路在线监测系统”的传感器主要采集视频数据，外力破坏告警等数据；

4、太阳能及蓄电池供电技术；

一般情况下安装输电线路野外现场的监测装置没有可供使用的交流电源，为此必须借助能量收集技术，开发独立的供电装置。目前在高压输电线路监控项目主要利用太阳能电源装置，以此解决监测装置的供电问题。

太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。硅系列太阳能电池中，单晶硅和多晶硅电池继续占据光伏市场的主导地位，单晶硅和多晶硅的比例已超过80%，而这一发展趋势还在继续增长。越来越多的电子设备开始运用太阳能这一取之不尽用之不绝的能源。

太阳能电源由太阳能电池板、蓄电池及充放电控制器。充放电控制器的功能是将太阳能电池板供给的电压转换成稳定直流电压，给监测装置供电，并给蓄电池充电，完成电能的存储。在夜晚无法供给太阳能或阴天等气候情况太阳能供给不足时由蓄电池继续给监测装置供电。

供电系统关系到整个系统的生死，因此供电系统的是否稳定决定了整套系统能否成功运行。其技术指标要求如下：

（1）计算好整套设备包括主机、云台摄像头的用电特性，高峰值与低峰值；

（2）设计好太阳能电池板的功率、电流大小；

（3）考虑到晚上及阴雨天的情况，对电池选取高性能聚合物电池；

5、信号处理及诊断技术；

对传感器采集道德信号进行处理分析的目的是抑制干扰和提取信号特征，其方法可分时域分析、频域分析等。

诊断技术的发展趋势是传感器的精密化和多维化、诊断理论与诊断模型的多元化、诊断技术的智能化。其中，智能诊断方法有模糊逻辑、神经网络、进化计算和专家系统等；以特征量性质的诊断方法有阀值诊断、时域波形诊断、频域特征诊断和指纹诊断等

6、报警阀值评价标准；

对于运行单位目前的最关心的是报警阀值问题，由于故障诊断的阀值目前主要来自物理电极模型的模拟实验结果。从目前情况来看，阀值的取值通常采取以下两种方式：一种是在新设备投运前安装“高压输电线路在线监测系统”同时投运，或采用自警式电气设备（在输电线路设施制造过程中将”高压输电线路在线监测系统”与设施融为一体），可把投运时的数据作为指纹特征，然后参考相关设备设计规范的最大值作为阀值；

二是在已投运设备上再安装“高压输电线路在线监测系统”，其阀值只能按照已有的运行经验和参考同类设备安装”高压输电线路在线监测系统”后，连续监测的数据变化规律或已发生事故的数据来确定。

随着“高压输电线路在线监测系统”的推广应用，在掌握大量数据变化规律与设备故障的实践经验后，最终制定出不同输电线路设备的报警阀值范围。