变电站高清视频智能监控平台的应用与技术研究

胡东升

（安徽南瑞继远电网技术有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引 言

随着国家电网对于智能化技术要求的不断提高，要整合变电站日常管理工作模式，确保视频监控智能管理的及时性和规范性，实现综合管理的目标，并完善高清图像资料的共享模式，为调度系统可控化管理提供支持。

1 变电站高清视频智能监控平台功能

在科学技术不断发展的时代背景下，电力系统变电站视频监控系统逐渐向着基于IP的全数字高清视频监控系统转型，不仅能提升视频图像的清晰度，还能扩展监控范围，打造可扩展性强和智能分析的管理模式，在提升清晰度和智能化程度的同时，可以及时获取更加有效的信息，为行业物联网融合发展提供保障[1]。

依据变电站常规化工作内容可知，其具体工作涉及范围较多，因此在变电站高清视频智能监控平台设计的过程中，就要确保相关功能单元的规范效果满足功能预期，具体功能内容如图1所示。

图1 系统功能

2 变电站高清视频智能监控平台的应用内容

2.1 整体布局

基于电力系统500 kV及以上变电站的实际应用需求，要结合国家电网公司相关标准和电网视频监控系统接口要求等规范内容落实相应的布局处理，确保能建构基于IP网络的应用模式，形成对应的高清智能视频图像监控平台，分辨率为1280×720[2]。并且在220 kV开发变电站视频监控系统协议转换网关的同时，借助网关就能完成变电站视频监控系统和监控设备接入管理，最大程度上解决了不同建设时期不同常见产品标准不一致以及技术路线不匹配的问题，真正意义上打造接口开放且电网调度系统等环节协同控制的目标[3]。也就是说，在建立新型网关模式后，就能将应急指挥中心、行政软交换系统办公自动化、输电线路视频管理、状态监控系统等融合在一起，建立无缝对接的管理平台，保证在信息联动的基础上维持监控效能。

另外，高清视频智能监控平台在构建和布局的过程中也要将国网公司、省公司以及地市级供电公司结合起来，打造三级视频监控系统（见图2）[4]。借助三级监控就能建立分区域管理模式，保证存储数据图像控制中心的应用效能，还能维持三级视频图像资源共享水平。在视频监控平台系统硬件体系中，能支持多路视频终端，且能对视频进行实时性管理，为大容量以及高可靠性视频监控系统负载标准提供良好的保障机制。

图2 3级视频监控系统

2.2 平台设计

在完成整体布局评估后，就要结合平台的具体应用要求和规范开展具体工作，完善平台细节的同时，维持设计结构的整体水平，并配合系统分层组织结构标准实现协同控制的目标[5]。

2.2.1 接口处理

结合国家电网公司电网视频监控系统和接口标准的相关要求，在开展接口设计的环节中，要保证接口处理和设定工作都能满足变电站的具体需求。在标准中对接口A、接口B以及接口协议结构进行了描述。

接口A主要是规定视频监控平台和不属于本系统前端系统的互联接口，还包括视频监控平台交互联系的接口，从而实现业务系统的联动管理，维持信息监督控制的合理性和规范性。接口B主要是视频监控平台和平台所属系统之间的接口。

在打造对应接口体系的同时，要确保同类型平台之间能建立信令接口控制模式，也能遵循数据流接口和媒体流接口协同控制模式。这种接口处理和设计要求增加了开发的技术难度，开发商需要结合标准接口进行协议研发才能更好地应用对应接口，避免交互不当产生的影响，维持整体控制效果[6]。另外，要严格监管行业许可证，确保厂商平台和前端互联互通工作都能顺利落实，最大程度上优化监控协同模式的应用效果。

2.2.2 应用框架处理

在明确接口要求和内容后，就要结合接口控制标准，开展后续的相关工作，维持框架结构运行的规范性和科学性，整合相关框架处理的基本资源体系。在框架结构中，主要分为以下几个基础层级。

（1）应用功能层。在功能层体系中，监控客户端要在授权体系内对变电站进行实时性监督控制，并且配合使用G++技术进行网络传输和视频的实时性处理，维持相关技术层级结构的合理性。与此同时，视频监控客户端还能借助人机交互控制数字矩阵，保证视频切换矩阵功能满足应用要求，结合监控中心电视墙控制界面就能建立网络传输，读取视频信息节点。另外，在应用功能层还能进行监控中心视频工作站、监控中心维护工作站、应急指挥中心视频工作站以及通用IE视频工作站的协同管理，配合浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构组件进行人机交互管理[7]。

（2）基础服务中间层，主要是子系统之间进行数据流的运行管理，保证系统和模块接口的信息交互，维持基础服务管理的平衡，为整体系统平台提供较为合理化的技术支持。另外，在中间层还能借助会话初始协议（Session Initiation Protocol，SIP）软交换服务、AAA认证服务、网络录像服务、数据存储管理服务、Web服务、协议交换服务、网络管理服务以及媒体转发分发服务等开展不同服务单元的控制，维持统筹管理的平衡，并最大程度上提高服务效能和水平。

（3）网络层，基于IP宽带网络，配合技术支持，就能建立系统的承载网络监控体系。

（4）前端系统，主要指的是各个厂商视频服务器、硬盘录像机、网络摄像机、监控摄像机以及各类基础报警输入/输出装置等结构，形成协同监测体系[8]。

2.3 组网设计方案

在完成基础分级分层处理工作后，就要结合具体应用要求和标准开展组网设计工作，维持整体监控效能的合理性。对于变电站而言，高清智能视频监控系统中，高清前端采集系统、高清传输模式、高清存储模式以及高清显示模式是主要组成部分，能形成相应的协同控制体系，而任何一个环节出现了标准不到位现象都会对高清智能视频监控水平产生影响。因此，要结合软交换高清视频监控平台的SIP协议软交换技术，对业务、控制等进行合理性分离，确保形成灵活的组网结构，提升其开放性和互联互通性，为大规模分层次分布式监控予以支持。

2.3.1 分级体系

一方面，省级高清视频智能监控平台基于网络交换机实现软交换服务器、认证服务器、数据库、网管服务器、信息网核心层以及Web服务器等相关模块的协同处理，确保平台和客户端能基于SIP协议开展后续工作。另一方面，地市级高清视频智能监控平台基于网络交换机实现流媒体服务器、监控管理工作站、认证服务器、IP磁盘存储列阵等工作模块的协同处理，实现平台和客户端基于SIP协议接口的处理[9]。

2.3.2 组网内容

在高清视频系统建立的过程中，高清视频的效果要确保前端高清图像采集工作的合理性和规范性。目前，较为常见的网络高清摄像机感光芯片采取的是电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）和互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS），技术都较为成熟，结合高清领域应用要求，在产品批量生产的基础上降低成本。其中，720p高清网络摄像机的有效像素能达到100万，1080p视频监控的有效像素能达到300万。

例如，在特高压站点安装高清摄像机和智能分析系统能进行输电线路微气象监测与输电线路导线温度在线监测等工作，配合系统评估，加之杆塔上输电线路监测系统，就能及时进行数据采集，同时减少资源消耗，保证接入到站内局域网，并配合电力信息网落实平台互联，为实时性高清图像评估分析提供保障。在组网模式中，高清视频传输信息量较大，前端采集信息直接能回传到监控平台，配合监控交换设备和信息路由网络的组网设计就能最大程度上提高应用水平[10]。

3 结 论

综上所述，计算机技术和网络交换技术支持下的变电站高清视频智能监控平台应用具有重要的实践意义，能在建立前端一体化和接入多元化模式的同时为变电站规范化管理提供更加可控的支持，确保监控系统应用效能的最优化，也为变电站统一管理水平的优化提供保障。