基于推拉流技术的远动监控系统直播辅助监控视频的方法研究

乔良树

（天津凯发电气股份有限公司，天津 300392）

0.引言

远动监控系统作为铁路电力行业的专用自动化系统，技术发展相对成熟，应用比较广泛，实现了供电设备的集中监视和控制，有效地保证了电气化铁路的安全可靠供电，但是，传统的远动监控系统只是根据遥信、遥测、报警等信息了解设备状态并控制设备，而监控方面进一步的需求是获取设备的相关视频以便更直观地了解设备状况，进一步核实远程操作设备的准确性，以及供电设备和其相关视频的自动联动，与此同时，视频监控在变电站运行中的作用进一步深化，以视频图像为主的新一代辅助监控系统得到不断地推广，使得远动监控系统可视化视频监控成为可能。

1.流媒体技术、推流、拉流

监控视频传输采用的流媒体技术就是在网络上采用流式传输方式连续实时播放多媒体音、视频数据的技术，它采用了流式传输方式，将多媒体文件压缩多个压缩包，向客户端实时地顺序传送，用户可以一边解压播放前面传送过来的压缩包，一边下载后续的压缩包，从而节省了时间。推流是指把采集封包好的多媒体内容传输到目标服务器的过程，相当于流媒体的生成过程。拉流是指在服务器已有流媒体内容的情况下，为该内容提供指定访问地址，客户端从该地址进行拉取的过程，相当于流媒体的消费过程。在推流、拉流过程中使用最广泛的协议是基于TCP的RTMP或RTSP协议，这是专门设计用来进行实时数据通信的网络协议。

2.辅助监控的视频监控功能

辅助监控系统非常重要的功能是对变电站的全貌、供电设备、防火防盗、安全门禁等多角度进行了视频监控，实现全天候录像、定时录像、报警录像、巡视录像、位置变换、画面切换等功能，系统也可采集和处理现场的环境参数，如温度、湿度等，能和视频图像信号进行合成，实现对变电运行场所环境参数的实时监测。辅助监控系统通常的实现架构是通过网络连接变电站子站系统和监控中心主站系统，子站系统内的视频控制主机负责采集站内摄像机的监控视频并处理后发送主站系统，主站系统内的流媒体服务器接收并存储视频数据，提供访问地址供监控人员在辅助监控系统工作站播放查看。

3.远动监控系统视频直播需求

虽然变电站辅助监控系统对变电站辅助生产设备进行了集中可视化监视和控制，但是对于变电站核心供电设备的远程监控是由远动监控系统实现的，传统的远动监控系统对于核心供电设备的监控多通过遥信、遥测、遥控、遥调等方式进行，未实现视频可视化监控，如果与辅助监控系统系统对接，能够直播辅助监控系统的监控视频，以便更直观地可视化查看变电站供电设备的监控视频，则更加有利于设备运行状态的监视、异常问题的诊断、远程操作的结果确认，进一步提高远动监控水平。

4.直播实现方法研究

4.1 设计原则

传统的远动监控系统和辅助监控系统是各自孤立的，针对获取变电站视频直播的需求，远动监控系统不必再直接与变电所视频监控设备连接，而是通过在监控中心与辅助监控系统的连接，实现视频数据获取以及其他数据的共享，同时，远动监控系统不新增媒体服务器，从而减少成本支出，另外，因信息安全等级保护要求的不同，两系统处于不同的安全区，两系统之间需要设置网络安全隔离[1]。

4.2 网络架构

在远动监控系统中增设一台或使用其原有接口服务器（简称服务器A），在辅助监控系统中增设一台或使用其原有接口服务器（简称服务器B），服务器A与服务器B互联，达成两个系统的连接，如图1所示。

图1 远动监控系统和辅助监控系统连接示意图

4.3 方法步骤

具体的实现远动监控系统直播变电站视频的方法，分为主动直播和联动直播两种实现方法[2-3]。

（1）主动直播主动直播就是远动监控系统工作站主动发起对受控变电站摄像机的视频申请，获取视频信息并在本工作站播放，实现方法如：1）远动监控系统工作站通过服务器A到服务器B向流媒体服务器发出获取某受控变电站摄像机在某预置位的视频的请求；2）媒体服务器访问辅助监控系统子站的视频控制主机获取该摄像机视频，并返回视频流地址rtmpB给服务器B；3）接口服务器B通过rtmpB从媒体服务器拉流获取视频，然后把视频数据推流给服务器A；4）服务器A同时获取视频，并提供新的视频流地址rtmpA给远动监控系统工作站访问；5）远动监控系统工作站访问从rtmpA地址获取对应的视频，即在远动监控系统直播变电站供电设备的监控视频。（2）联动直播。联动直播是在远动监控系统监控的变电站供电设备发生了故障报警时，该设备相关报警文字在工作站显示的同时，该设备相关监控视频也同时播放。实现方法是在远动监控系统应用服务器收到供电设备故障报警信息，发送给工作站，后者获取并显示报警信息的同时，也获取该设备对应的摄像机配置信息后，采用与上述主动直播流程相同的流程，最后实现在工作站联动直播设备故障视屏的需求。需要说明的是联动直播需要提前配置好变电所的供电设备编号和其监控摄像机编号和摄像机预置位编号的对应表，而且远动监控人员可以手动设置是否自动弹出显示供电设备的监控视频。

4.4 接口标准

针对不同的数据交互需求，远动监控系统与辅助监控系统之间具备以下几种数据接口：基于TCP/IP协议的信号数据接口，使用Socket技术，交互方式符合IEC-60870-104：2000规约；基于RTSP或ONVIF协议的视频数据，通过接口服务器转码成RTMP的方式进行视频数据传送；基于HTTP协议标准的其他数据接口，通过JSON格式提供自定义编码数据信息传送。

5.结语

本方法解决了远动监控系统不能直播所监控供电设备相关视频的问题，通过推流、拉流等技术访问辅助监控系统的相关视频，实现可视化直观视频监控以及供电设备报警联动视频直播，确保监控信息特别是报警信息的准确性和远程遥控的可靠性。同时，不必在远动监控系统内增设颇为昂贵的流媒体服务器，节省了投资，同时可以支持多工作站直播，支持按需直播，不过多占用网络资源，在不影响原有的正常的远动监控工作的情况下，填补了远动监控系统可视化监控方面的欠缺，更及时发现设备隐患，提高操控准确度，使整个供电系统的监控体系更趋完善。