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　　變電所是電力傳輸中的重要一環(huán)，負(fù)責(zé)將輸送電壓降為家庭和商業(yè)用電電壓，從而滿(mǎn)足電力用戶(hù)的使用要求。由于發(fā)電廠(chǎng)的位置往往遠(yuǎn)離人口密集的主用電區(qū)域，電力必須進(jìn)行高壓遠(yuǎn)距離傳輸。發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)電力線(xiàn)將電輸送到變電所，在進(jìn)一步降壓轉(zhuǎn)換之后分配給本地街區(qū)。因此，靠近甚至位于人口密集區(qū)域的變電所必須加以頻繁監(jiān)控以保障安全和可靠維護(hù)。本白皮書(shū)闡述了實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視和 IP 視頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以及在優(yōu)化部署變電所 IP 視頻監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)所應(yīng)考慮的因素。
 
　　視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)
 
　　變電所的廣泛分布和無(wú)人值守特性決定了遠(yuǎn)程監(jiān)控的重要性。變電所的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控除了通過(guò)可視化管理提升遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)監(jiān)視和控制功能。這些功能不但節(jié)省了人力管理成本，而且實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化。 
 
　　一般部署在變電所的監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，而且可以很容易地與視頻監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。變電所通過(guò)安裝實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)管理員能夠收到可視化的數(shù)據(jù)，作為基本 SCADA數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控可以保障電力設(shè)備的正常運(yùn)行，可以保護(hù)設(shè)施免遭非法人員的損害，還可以預(yù)防意外事故。譬如，入侵人員、物理阻礙或者火災(zāi)冒煙，都能通過(guò)視頻看到，這樣工程師不再需要每次都跑到現(xiàn)場(chǎng)才能診斷異常現(xiàn)象的原因，從而節(jié)省了時(shí)間與成本。
 
　　遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控設(shè)備、探測(cè)入侵者和響應(yīng)緊急情況方面發(fā)揮了重要作用。例如，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠用于監(jiān)視變壓器和繼電設(shè)備的狀況，監(jiān)視燃油設(shè)備的狀況，以及隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以監(jiān)視安全狀態(tài)，通過(guò)聲音和視頻信號(hào)監(jiān)視發(fā)現(xiàn)變電所內(nèi)外部的入侵者。此外，視頻監(jiān)控還可以結(jié)合報(bào)警系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)的 RTU 單元，提供實(shí)時(shí)的可視化信息，可預(yù)防意外事故，萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)也可以協(xié)助緊急事故響應(yīng)人員。

　　為什么采用 IP 視頻監(jiān)控？

　　在過(guò)去，諸如 CCTV 網(wǎng)絡(luò)式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都要依賴(lài)于模擬視頻攝像機(jī)。隨著視頻數(shù)字化和視頻壓縮技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在可以通過(guò)以太網(wǎng)TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送高質(zhì)量的數(shù)字視頻圖像。系統(tǒng)集成商通過(guò)這樣的設(shè)備，可以很容易地將視頻監(jiān)控應(yīng)用與 SCADA 系統(tǒng)集成。因此，Internet協(xié)議（IP）視頻技術(shù)現(xiàn)在成為了視頻監(jiān)控領(lǐng)域的熱門(mén)趨勢(shì)，IP 視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)包括：   一個(gè)網(wǎng)絡(luò)——利用現(xiàn)有的 IP 網(wǎng)絡(luò)可節(jié)省布線(xiàn)成本，提高安裝靈活性，尤其適用于廣泛分布的變電所應(yīng)用。以太網(wǎng) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)可以容納各種 I/O 監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、視頻和聲音信號(hào)，甚至通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行以太網(wǎng)供電（PoE）.

　　一個(gè)系統(tǒng)——通過(guò)與 SCADA 或者報(bào)警系統(tǒng)（如火災(zāi)、入侵）的集成，IP 視頻監(jiān)控提高了監(jiān)控效率，可創(chuàng)建一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)。也即是說(shuō)，視頻圖像可以進(jìn)行顯示和記錄，在事件或報(bào)警發(fā)生時(shí)能夠?qū)崟r(shí)獲得響應(yīng)。

　　建立一個(gè)最優(yōu)的 IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　既然變電所在我們的日常生活中扮演著如此關(guān)鍵的角色，那么如何設(shè)計(jì)好一個(gè) IP視頻監(jiān)控方案來(lái)更好地保障系統(tǒng)正常工作則是非常重要的。在構(gòu)建一個(gè)最優(yōu)的 IP 視頻監(jiān)視系統(tǒng)的時(shí)候，系統(tǒng)集成商們應(yīng)該考慮的因素包括適用性、可靠性、集成能力和用戶(hù)友好性。

　　適用性——在部署一個(gè) IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)集成商需要考慮視頻應(yīng)用需求，例如圖像察看、記錄和分析，以及與其他系統(tǒng)（SCADA、訪(fǎng)問(wèn)控制等）的互操作性。集成商們還需要了解系統(tǒng)到底需要多少臺(tái)攝像機(jī)？這些 IP 攝像機(jī)或視頻編碼服務(wù)器是否適合該項(xiàng)目？而網(wǎng)絡(luò)傳輸要求，如帶寬、組播和 IGMP 等，也需要評(píng)估。項(xiàng)目是采用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)還是分別面向數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)亩鄠€(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)？這一點(diǎn)也是重要考慮因素。另外，集中管理功能，包括系統(tǒng)資源（PCs、服務(wù)器、成本等），軟件的需求（純視頻還是其他系統(tǒng)的集成視頻），存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)庫(kù)管理問(wèn)題，是否需要一個(gè)解碼器等等，都是需要考慮的。可靠性——由于視頻監(jiān)控主要用于保障遠(yuǎn)程分散站點(diǎn)的安全，那么在設(shè)計(jì)一個(gè)最優(yōu)的 IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)候，可靠性是一個(gè)關(guān)鍵因素。影響可靠性的因素包括浪涌保護(hù)功能，可以減少電磁干擾的光纖傳輸功能。另外，冗余性、高平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）和 IP 防護(hù)等級(jí)也是加強(qiáng)可靠性的重要參數(shù)。

　　集成能力——系統(tǒng)集成商應(yīng)該考慮把視頻監(jiān)控集成到中央管理系統(tǒng)中，與其他系統(tǒng)如 SCADA/HMI、遠(yuǎn)程監(jiān)視和訪(fǎng)問(wèn)控制系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)。這樣作不但降低布線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)安裝成本，而且可以讓系統(tǒng)管理員更方便地進(jìn)行集中管理與控制。事件驅(qū)動(dòng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他設(shè)備的互操作特性也是一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，例如，一個(gè)讀卡器或傳感器動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)就可以開(kāi)始記錄視頻圖像。

　　用戶(hù)友好性——IP 視頻包括一些新的應(yīng)用和技術(shù)，這些可能都是電力系統(tǒng)管理員們需要學(xué)習(xí)的。所以，系統(tǒng)集成商應(yīng)該注意選擇易于使用的軟件和硬件方案，減少用戶(hù)掌握并啟用 IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)間。這樣，不但可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成商的工作量，而且將為系統(tǒng)管理員今后的學(xué)習(xí)和使用帶來(lái)方便。

　　VPort 系統(tǒng)方案

　　Moxa的 VPort 工業(yè)級(jí)視頻網(wǎng)絡(luò)解決方案包括視頻編碼/解碼器、IP 攝像機(jī)、IP 視頻監(jiān)控軟件，專(zhuān)門(mén)針對(duì)關(guān)鍵任務(wù)視頻監(jiān)控應(yīng)用設(shè)計(jì)。由于大多數(shù)關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的環(huán)境特點(diǎn)，Moxa VPort 系統(tǒng)產(chǎn)品的堅(jiān)固設(shè)計(jì)尤其適合這類(lèi)應(yīng)用。

　　視頻服務(wù)器——數(shù)字視頻圖像都是大數(shù)據(jù)文件，所以就需要進(jìn)行視頻壓縮（降低視頻圖像的數(shù)據(jù)量）后再加以傳輸和存儲(chǔ)。視頻服務(wù)器包括編碼器和解碼器，其中編碼器用于將來(lái)自攝像機(jī)的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成為易傳輸?shù)臄?shù)字格式，如 MJPEG 或MPEG4，而解碼器則是將壓縮格式（MJPEG或 MPEG4）的圖像恢復(fù)為傳統(tǒng)監(jiān)視器可查看的模擬圖像。

　　IP 攝像機(jī)——IP 攝像機(jī)可以省略視頻編碼器，因?yàn)樗旧砭涂梢宰詣?dòng)將圖像編碼成為數(shù)字格式（MJPEG或 MPEG4），然后就可以便于通過(guò)以太網(wǎng)/Internet 傳輸。Moxa 的VPort系列 IP 攝像機(jī)提供寬溫操作（－40℃～50℃），無(wú)需風(fēng)扇和加熱器，其 IP66防護(hù)等級(jí)可用于防雨防塵保護(hù)，日夜可用的攝像機(jī)鏡頭，拍攝速度每秒 30 幀，720×480解析度，提供直接電源輸入也可以進(jìn)行以太網(wǎng)供電，實(shí)現(xiàn)電源冗余。Moxa 的工業(yè)級(jí)視頻服務(wù)器提供 12/24 VDC或 24 VAC 冗余電源輸入，DIN 導(dǎo)軌安裝和面板安裝附件，IP30防護(hù)等級(jí)，其 T 系列產(chǎn)品還提供－40℃～75℃寬溫操作，均帶 RJ45或光纖以太網(wǎng)接口。

　　軟件——Moxa 的SoftDVR監(jiān)控軟件包括 SoftDVR Lite(4-ch) 和SoftDVR Pro(16-ch)兩個(gè)版本，適用于基于 IP 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使其很容易建立一個(gè)用戶(hù)友好的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。SoftDVR 提供的功能包括：多屏察看，事件驅(qū)動(dòng)的記錄，易于使用的搜索和回放、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記錄和報(bào)警觸發(fā)的調(diào)度、通過(guò) web 瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)等。

　　SDK——大多數(shù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)都需要定制化的視頻管理功能，或者需要與其他應(yīng)用如 SCADA、訪(fǎng)問(wèn)控制系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集成。對(duì)此，采用一套用戶(hù)友好的軟件開(kāi)發(fā)包（SDK）將有利于建立定制化的視頻管理系統(tǒng)。Moxa的VPort SDK 包括 CGI 指令、ActiveX 和一個(gè) C語(yǔ)言庫(kù)，免費(fèi)提供給系統(tǒng)集成商和第三方軟件開(kāi)發(fā)商使用。Moxa 的VPort SDK 非常容易學(xué)習(xí)和使用，同時(shí)還提供詳細(xì)的文檔和示例代碼便于快速參考。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　隨著 IP 網(wǎng)絡(luò)的日益廣泛應(yīng)用，通過(guò)以太網(wǎng)/Internet 同時(shí)進(jìn)行視頻、聲音和數(shù)據(jù)傳輸正在成為 IP 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)功能特性。通用的和先進(jìn)的視頻數(shù)字化技術(shù)與壓縮技術(shù)，如MJPEG和MPEG4，也促進(jìn)了從模擬CCTV監(jiān)控系統(tǒng)向基于 IP 監(jiān)控平臺(tái)的升級(jí)。變電所在從電廠(chǎng)到終端用戶(hù)輸電的過(guò)程中扮演著關(guān)鍵的角色，所以通過(guò)優(yōu)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)管理和保障變電所設(shè)施安全是非常重要的手段。由于變電所往往分布廣泛，并無(wú)人值守，而現(xiàn)有的中央控制系統(tǒng)只能提供原始的定量數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控則可以讓系統(tǒng)管理員對(duì)變電所進(jìn)行遠(yuǎn)程可視化管理。總而言之，IP 視頻監(jiān)控技術(shù)的通用性及其與現(xiàn)有中央控制系統(tǒng)的良好集成能力，使其成為變電所遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的不二之選。