關(guān)鍵詞：圖像 監(jiān)控 應(yīng)用

烏溪江電廠位于浙西烏溪江流域內(nèi)，分上下2個(gè)電站，是浙江省電網(wǎng)主力調(diào)峰梯級(jí)電廠。

電廠生產(chǎn)基地、辦公大樓設(shè)在衢州市區(qū)內(nèi)，距離黃壇口電站16 km，距離湖南鎮(zhèn)電站34 km。全廠共11臺(tái)機(jī)組的梯調(diào)中心設(shè)在黃壇口電站內(nèi)。烏溪江電廠設(shè)備多、分布面廣、相距距離遠(yuǎn)，運(yùn)行檢查和保安均極為不便。為適應(yīng)無(wú)人值班（少人值守）改革的需求，在實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控基礎(chǔ)上，又投入運(yùn)行了遠(yuǎn)程圖像監(jiān)視系統(tǒng)，大大提高了監(jiān)視控制系統(tǒng)的靈活性，增強(qiáng)電廠的監(jiān)測(cè)水平，改善電廠的運(yùn)行環(huán)境，減輕運(yùn)行及有關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

1 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）采用IP組播和RTP／RTCP技術(shù)，多個(gè)監(jiān)控終端可同時(shí)監(jiān)控一個(gè)終端。圖像監(jiān)控主機(jī)可自動(dòng)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷，自動(dòng)控制上網(wǎng)圖像數(shù)據(jù)流。在有太多的圖像需要發(fā)送到MIS網(wǎng)上時(shí)，可根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)調(diào)整圖像數(shù)據(jù)帶寬，并控制圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入同組網(wǎng)絡(luò)的路數(shù)，從而避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞。

（2）單向圖像編碼方式采用MPEG－1國(guó)際圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，即VCD的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。其幀率為25幀／s，純圖像數(shù)據(jù)碼流為1．15 Mbps，分辨率達(dá)到352×288。該編碼方式圖像清晰，色彩豐富，無(wú)延時(shí)，無(wú)動(dòng)畫感。

（3）雙向圖像編碼方式為H．261國(guó)際圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，是一種用于會(huì)議電視的圖像壓縮方法，其幀率為25幀／s，純圖像數(shù)據(jù)碼流為384 k／s～768 k／s，分辨率達(dá)到352×288，該壓縮方式圖像清晰，色彩豐富，無(wú)動(dòng)畫感。

（4）音頻編碼方式采用G．711PCM編碼方式，碼流達(dá)64 k／s，該壓縮方式聲音清晰，無(wú)失真。

（5）監(jiān)控終端將編碼后的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心或監(jiān)控終端，采用Multicast組波技術(shù)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，將MIS網(wǎng)上的圖像監(jiān)控用戶按地址分組，若組內(nèi)沒(méi)有用戶調(diào)用某一路圖像，則該路圖像數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)到這一組用戶的網(wǎng)絡(luò)上，只發(fā)有人調(diào)用的組，從而大大減少網(wǎng)絡(luò)阻塞的可能性。

（6）由圖像監(jiān)控管理服務(wù)器負(fù)責(zé)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的配置，狀態(tài)管理等，它是整個(gè)圖像監(jiān)控系統(tǒng)的交互中心 。

（7）采用多級(jí)、多路分控方式。利用兩站三地之間均已建立的100 M MIS網(wǎng)和光纖2 M口高速通道作為視頻信號(hào)、音頻信號(hào)和控制信號(hào)的通訊通道。正常情況下同時(shí)在MIS網(wǎng)絡(luò)上通訊有7路圖像。

（8）該系統(tǒng)有三個(gè)分控站，六個(gè)監(jiān)控站。各個(gè)分控站所管轄的監(jiān)控點(diǎn)，近距離的監(jiān)控點(diǎn)視頻信號(hào)通過(guò)同軸電纜送至其分控站矩陣，而一些距離較遠(yuǎn)（距離＞1000 m）的監(jiān)控點(diǎn)視頻信號(hào)由差分傳輸器通過(guò)雙絞線差分方式送至其分控站矩陣。湖站新廠房分控站的視頻信號(hào)先通過(guò)光纜送至湖站控制室，然后通過(guò)HUB上100 M MIS網(wǎng)。湖站和黃站兩分控站的視頻信號(hào)則直接通過(guò)HUB上100 M MIS網(wǎng)。 所有分控站和監(jiān)控站都可以通過(guò)本地主機(jī)或MIS主機(jī)控制前方任何一臺(tái)攝像機(jī)。所有攝像機(jī)云臺(tái)、鏡頭和燈光控制都采用RS485控制方式控制。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件配置

（1）視頻監(jiān)控服務(wù)器安裝在梯調(diào)中心，包括有一臺(tái)系統(tǒng)管理服務(wù)器和一臺(tái)顯示器及相關(guān)外圍設(shè)備。該服務(wù)器除轉(zhuǎn)發(fā)視音頻數(shù)據(jù)外，還完成對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，如優(yōu)先權(quán)、用戶權(quán)限、日志、控制協(xié)商、報(bào)警記錄等等。

（2）在黃壇口梯調(diào)中心和湖南鎮(zhèn)電站共安裝了3個(gè)分控中心。主要設(shè)備有：監(jiān)控主機(jī)、顯示器、視頻切換矩陣、一臺(tái)九畫面分割器、雙向音視頻監(jiān)控套件、網(wǎng)絡(luò)型視頻解碼器、視頻傳輸編碼器、交換式HUB、UP S、圖像監(jiān)視墻等相關(guān)外圍設(shè)備。

（3）各監(jiān)控站設(shè)備利用原MIS主機(jī)，裝上相應(yīng)的軟（硬）件，經(jīng)過(guò)授權(quán)就可以監(jiān)控各分控站的所有的攝像機(jī)。

這次湖黃兩站總共安裝了111臺(tái)攝像機(jī)（包括前二期工程安裝的），其中湖南鎮(zhèn)電站58臺(tái)，黃壇口電站53臺(tái)。攝像機(jī)安裝地點(diǎn)遍及全廠所有設(shè)備安裝地點(diǎn)。在梯調(diào)中心的電視墻上最多能同時(shí)顯示24路不同的實(shí)時(shí)圖像，在湖站站調(diào)監(jiān)視器上最多能同時(shí)顯示10路不同的實(shí)時(shí)圖像。這一切為運(yùn)行人員巡回檢查帶來(lái)很大的方便，也為運(yùn)行工作節(jié)省了大量的人力和物力。

3 系統(tǒng)功能概述

這套系統(tǒng)包含以下功能：

（1）遙控操作功能。通過(guò)梯調(diào)中心或中控室計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)器即可對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)安裝點(diǎn)設(shè)備（包括湖、黃兩站的所有攝像機(jī)）進(jìn)行遙控操作。比如：轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)、調(diào)整焦距、變倍長(zhǎng)短、打開照明（包括開關(guān)站本身的照明系統(tǒng)和攝像機(jī)本身所帶的射燈）等功能。

（2）本地和遠(yuǎn)程攝像機(jī)切換與控制，遠(yuǎn)程燈光控制（黃站對(duì)黃站攝像機(jī)、湖站對(duì)湖站攝像機(jī)、黃站對(duì)湖站攝像機(jī)、湖站老廠對(duì)新廠攝像機(jī)、湖站對(duì)黃站攝像機(jī)）。

（3）多級(jí)分控功能。系統(tǒng)采用多級(jí)、多路分控，系統(tǒng)調(diào)用控制有優(yōu)先級(jí)之分。

（4）與MIS系統(tǒng)接口，有關(guān)人員能通過(guò)MIS系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作控制前端設(shè)備，可進(jìn)行可視對(duì)講，保衛(wèi)部能對(duì)部分前端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制。具有多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)和一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的監(jiān)視功能，系統(tǒng)具有雙向會(huì)議電視功能。能在湖黃兩站之間、湖黃兩站與衢州基地會(huì)議室之間進(jìn)行可視對(duì)講；可視對(duì)講視音頻同步，且聲音清晰，圖像清楚。

（5）圖像丟失檢測(cè)。當(dāng)前端設(shè)備因故障或被盜等原因造成圖像丟失時(shí)能在多媒體操作站給出“××部位視頻故障”語(yǔ)音報(bào)警，并彈出電子地圖（實(shí)際立體圖形），并顯示所在地的位置，以顏色或閃爍指示。

（6）視、音頻切換。每一臺(tái)監(jiān)視器（CRT）可觀看任何一路圖像信號(hào)。同時(shí)，每一臺(tái)監(jiān)視器能自動(dòng)切換圖像、定時(shí)、定點(diǎn)掃描功能等。在梯調(diào)中心設(shè)立的八個(gè)監(jiān)視器組成電視墻，電視墻畫面具有切換功能，電視墻上任一監(jiān)視器能切換到湖黃兩站任一攝像機(jī)圖像。

（7）控制權(quán)協(xié)商功能。當(dāng)不同操作者控制同一攝像機(jī)，系統(tǒng)只允許其中一個(gè)操作者行使控制權(quán)，控制權(quán)在不同操作者之間轉(zhuǎn)移按優(yōu)先級(jí)協(xié)商。優(yōu)先級(jí)較高者可以接管優(yōu)先級(jí)較低者控制權(quán)，而僅在低優(yōu)先級(jí)終端上給出提示；優(yōu)先級(jí)較低者要取得控制權(quán)時(shí)，需要取得優(yōu)先級(jí)較高者同意；只有后者同意的條件，才能取得攝像機(jī)的切換和控制權(quán)．

（8）報(bào)警自動(dòng)處理功能：

1）對(duì)于重要監(jiān)視點(diǎn)，系統(tǒng)有報(bào)警信號(hào)（視、音頻）、自動(dòng)錄像、CRT圖像自動(dòng)切換并且備份等功能。

2）對(duì)報(bào)警器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，在就近崗?fù)ぐl(fā)出警鈴聲，并通過(guò)指示燈確定具體報(bào)警位置。能自動(dòng)將其前端攝像機(jī)快速跟蹤到報(bào)警點(diǎn)，同時(shí)在保衛(wèi)部顯示器上快速推出界面，保衛(wèi)部錄像機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)錄像。 

3）對(duì)于電廠的開關(guān)、閘刀變位信號(hào)，能自動(dòng)將與其相關(guān)的前端攝像機(jī)快速跟蹤到相關(guān)的變位點(diǎn)，梯調(diào)和相關(guān)的站調(diào)主機(jī)顯示器推出電子地圖，實(shí)現(xiàn)報(bào)警點(diǎn)閃爍，并能快速便捷進(jìn)入故障點(diǎn)畫面，同時(shí)在梯調(diào)中心電視墻上自動(dòng)推出相關(guān)變位點(diǎn)畫面。 

4）能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)站部分電氣設(shè)備的發(fā)熱報(bào)警自動(dòng)巡檢，發(fā)現(xiàn)某點(diǎn)過(guò)熱能自動(dòng)報(bào)警并彈出電子地圖，實(shí)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)閃爍。

5）水位自動(dòng)報(bào)警功能。對(duì)電廠的集水井水位過(guò)高，能自動(dòng)給出報(bào)警信號(hào)，并在監(jiān)視器上推出實(shí)際圖像 ．

（9）在梯調(diào)中心和湖站中控室的計(jì)算機(jī)和電視墻上能對(duì)圖像實(shí)現(xiàn)九畫面分割，九畫面能實(shí)現(xiàn)任意組合，可以由湖黃兩站任意攝像機(jī)組合成實(shí)時(shí)畫面。

（10）多層次電子地圖功能：顯示各監(jiān)視點(diǎn)周圍的環(huán)境、設(shè)備、模擬地形圖等信息。比如鼠標(biāo)器觸發(fā)電子地圖中的攝象機(jī)圖標(biāo)即可在顯示器上顯示該路圖像。

（11）具有手動(dòng)本地、遠(yuǎn)程錄像及錄像回放和本地、遠(yuǎn)程攝像機(jī)循環(huán)切換顯示功能。

（12）系統(tǒng)操作、登錄、報(bào)警及系統(tǒng)錯(cuò)誤事件在服務(wù)器上有詳細(xì)記錄，通過(guò)事件記錄系統(tǒng)管理員對(duì)整個(gè)工業(yè)電視系統(tǒng)運(yùn)行情況有全面認(rèn)識(shí)。對(duì)任一用戶，系統(tǒng)可以據(jù)生產(chǎn)需要給予或刪除各種權(quán)限，便于系統(tǒng)管理 。并且操作人員可對(duì)事件進(jìn)行分類檢索、保存及刪除

（13）系統(tǒng)服務(wù)器具有統(tǒng)一授時(shí)功能。

4 運(yùn)行情況

該系統(tǒng)于1999年12月安裝，2000年4月投入試運(yùn)行，經(jīng)過(guò)半年多的實(shí)際考驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，至今未出現(xiàn)過(guò)大的缺陷。但還存在一些有待進(jìn)一步改進(jìn)的方面。如：保衛(wèi)部監(jiān)控終端必須受到梯調(diào)監(jiān)控或湖站站調(diào)（優(yōu)先級(jí)較高）的制約，而兩者監(jiān)控目標(biāo)不盡相同，導(dǎo)致保衛(wèi)部往往不能及時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)的情況。在集水井內(nèi)，光線差，油污較多，這使采集到的圖像清晰度下降，而造成軟件分析圖像困難，難以實(shí)現(xiàn)水位越限報(bào)警等．

遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)已充分顯示出其重要性和必要性，在實(shí)際運(yùn)行中已為我廠的安全生產(chǎn)發(fā)揮了巨大的作用。為運(yùn)行巡回檢查減輕了的大量人力和時(shí)間，使所有重要的運(yùn)行設(shè)備和場(chǎng)所均處于嚴(yán)密的監(jiān)視和受控之中，為運(yùn)行減人增效，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班（少人值守）及創(chuàng)國(guó)電一流企業(yè)創(chuàng)造了必要條件，同時(shí)也使我廠安全生產(chǎn)有了更可靠的保證。