特高压图像加密视频在线监测系统

                        

1.运行背景

   武汉风河计算机科技有限公司自主研发生产的高压输电线路图片视频在线监测设备于2014年9月正式在哈 密～郑州±800KV特高压直流输电线路工程挂网运行。

   哈 密～郑州±800KV特高压直流输电线路工程是继向上、锦苏工程后国家电网公司投资建设的第三回特高压直流工程，是国家实施“疆电外送”战略、实现“十一 五”期间新疆送出3000万千瓦电力的第一个特高压输电工程 ，也是西北地区大型火电基地送出的首个特高压直流工程。哈郑线全长2191.5km，该工程是“800千伏、800万千瓦”特高压直流输电标准化示范工程，也是首个“风光火打捆”外送的特高压直流工程。线路横跨新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南六省（自治区），沿线地理环境和社会环境复杂；此项目不仅满足国网最新标准的组网方案，并且嵌入南瑞加密芯片，保证了传输数据的安全性，该工程是我司产品在特高压项目上的一巨大跨步，充分展示了公司深厚的技术实力，奠定了坚实的基础及可靠依据，对进一步推动智能电网在线监测业务的拓展具有重要意义，并为以后产品进一步走向国家重大工程奠定了坚实的基础。  

   

2.工作原理

   高压输电线路图像视频在线监测系统利用数字视频压缩技术、嵌入式计算机技术和3G无线或OPGW光纤通讯技术等先进技术，对恶劣环境中运行的架空高压输电线路的运行状况进行全天候、实时监测，可使管理人员第一时间了解监测点的图像信息。

   本系统支持感应取电和太阳能电池板+蓄电池供电两种方式，安装方便。投入运行后，可实现远程巡线，减少由于导线悬挂异物、塔材被盗、导线覆冰、导线舞动等因素引起的电力事故，提高线路安全运行及信息化管理水平。

 

3.产品功能

3.1基本功能

   a）具备远程受控视频信号采集、处理和传输功能：视频监控装置能定时或按远程指令采集工程现场视频信号，经压缩编码等视频信号处理后，通过无线网络或者光缆等方式传送给状态监测主站，或状态监测代理装置（仅传输图片信息，且同一现场有多台其他类型监测装置）；

   b）具备对电源的远程控制功能，可在预设条件或远程指令控制下开启和关闭装置前端设备的供电电源；

   c）具备远程设置图片采集时间间隔的功能；

   d）具备远程修改网络适配器地址设置的功能；

   e）能够接收系统的对时命令；

   f）留有适当的接口，以便必要时能就地调试；

   g）具备一定的数据暂存能力。在通讯发生异常应能存储7天以上报警图片，通讯恢复后，能自动上载到后端平台；

   h) 具备对装置自身工作状态包括采集、存储、处理、通信等的管理与自检测功能；判断装置出现运行故障时，能启动相应措施恢复装置的正常运行状态；

   i) 输出电源电压、工作温度等工作状态数据； 

   j) 具备对现场隐患的识别与报警能力。

 

3.2图片、视频采集要求在没有人员操作的情况下，监测装置自动采集，每天至少每预置位拍摄两张照片。

 

3.3高级功能 

   a)  具备红外摄像功能； 

   b)  具备红外控制功能，即打开关闭红外灯功能，具备红外全开、半开等多级控制功能。 

   c） 具备远程受控变焦、聚焦、方位调整及预制位设置功能：监控装置能在预设或远程指令控制下，实现对摄像机的焦距、光圈、方位和云台预制位的设置和调整； 

   d） 具备对摄像机及云台的可控加热功能；对摄像机外壳具有自动控制和远程控制加热功能；

 

3.4 技术要求 

3.4.1 环境条件 

  a）环境温度：－25℃～+45℃（普通型）或－40℃～+45℃（低温型）； 

  b） 相对湿度：5％RH～100％RH； 

  c） 大气压力：550hPa～1060hPa。 

3.4. 2 工作温度 

   －25℃～＋70℃（工业级）或－40℃～＋85℃（扩展工业级）。 

3.4.3外观及标记 

  a）外观应整洁完好，各接线端子的标记齐全清晰，接插件接触良好；

  b） 应有型号、名称、出厂编号、出厂日期、制造厂名等标记； 

  c） 外壳采用全金属制作，外观整洁，并能有效的防火与机械损坏； 

  d） 各零部件安装正确，牢固可靠，操作部分不应有迟滞、卡死、松脱等现象。

 

3.5 主要技术参数 

3.5.1 摄像机主要技术参数 

   a） 像素数：≥ 752(H) X 582(V) (PAL)，或根据用户要求调整； 

   b） 最低照度： ≤0.01Lux/ f1.2； 

   c） 变焦率：  ≥光学18倍，或定焦枪机。

 3.5.2 云台主要技术参数 

   a） 预置位数量：≥8；

   b） 水平旋转角度：0? ～355°；

   c） 俯仰角度: 0?～90?。   

 

3.6 基本技术要求 

   a） 有防雨、防潮、防尘、防腐蚀措施； 

   c)  摄像装置具备双层外壳，其整体结构具备一定的防覆冰性能；

   d） 电源有可靠的保护措施，避免因电源故障对杆塔造成损伤； 

   e） 各零部件按JB/T 5750的有关规定进行防盐雾、防潮湿、防霉菌的处理； 

   f） 具有良好的防振结构，避免在杆塔安装环境中的振动对光学仪器产生影响和对视频图像质量产生影响； 

   g） 具有良好的抗工频电磁干扰性能和良好的接地安装措施，能实现在特高压电磁环境中视频数据的准确、完整采集，以及对前端设备的准确控制；没出现雪花点、黑纹等视频干扰现象及云台失控等故障现象； 

   h） 装置总重量不得超过100kg，以满足线路杆塔荷载要求。

 

 3.7 供电要求 

   a） 供电系统包括太阳电池（或者风能、感应取能等）、蓄电池及电源控制器三部分，电源系统具有过压保护、防过充等功能。

   b） 蓄电池使用寿命：≥5年。 

   c） 太阳能电池使用寿命：≥20年。 

 

 

 

4.系统组成

本系统由若干监测子和服务器组成。如下图所示：

 

图1 系统组成

监测子站：

? 监测子站：

监测子站内置GSM/CDMA/GPR/3G/无线传感器网络通信模块、蓄电池充电管理电路等，与摄像机组成监测子站。监测子站（无线视频终端）作为核心设备，负责将摄像机采集的各监控点视频图像并经过压缩编码后通过GSM/CDMA/GPR/3G/无线传感器网络上传到监控中心，实现视频的远程观看。同时可以根据监控中心的操作发出的命令来控制视频切换、镜头变焦、近景/远景、光圈调节等以及控制云台上下、左右和自动巡视等动作。监测子站具以下功能：

（1） 主动按设定周期上传现场架空线路视频图像数据；

（2） 实时响应服务器指令，上传实时数据和一定范围内的历史数据。

（3） 具有休眠、唤醒功能，以节省电源。休眠期间支持短信；

（4） 具有失电数据保护功能；

（5） 具有故障自诊断及自恢复功能；

（6） 支持报警及报警阈值设定；

（7） 支持远程复位；

（8） 支持联网参数设定（更改及查询服务器IP、端口）；

（9） 支持密码设定、子站编号设定；

（10） 支持校时及时间查询；

（11） 支持对设备供电电压的监测功能。

 

图2 监测子站

? 服务器：

服务器为部署在远程监控中心计算机，运行监控软件，通过访问Internet得到数据。监控中心对各监控点视频数据进行管理、存储和显示，以及对前端摄像机进行控制。

（1） 具有实时、定时自动接收监控子站采集的监测数据功能；

（2） 具有自动采集时间，并能向监控子站发送对时命令功能；

（3） 具有终端设备工作状态监测功能。

（4） 具备报警提示功能，多种报警方式，报警信息发送到相关人员手机上（多部手机）；

（5） 报警提示信息将提供报警测点的准确地理位置、测点名称以及本次报警的详细时间，同时在平面图上测点所在位置变成红色；

（6） 具有设备管理功能和存储服务功能；

（7） 本系统软件平台能够同时在B/S及C/S方式下工作；

（8） 多方式远程监控：远程WEB、客户端系统控制；

（9） 具有无限扩展功能；

（10） 各地市局的监控中心与省公司监控中心采用有线网络连接方式组网，省公司监控中心可以直接调用各地市局监控中心监测的数据，了解监测点运行情况；

（11） 操作简单，界面美观；

 

 

5.综述

    高压输电线路图像视频在线监测系统是武汉风河计算机科技有限公司自主研发生产，产品运用最新加密算法，可拓展性大，保证与省公司平台安全对接。另本产品已通过第三方型式试验报告，性能满足电网标准，已大量投入使用。我公司传输方式除GSM/CDMA/GPR/3G无线方式外，先已利用OPGW光纤方式进行监测数据传输解决传统传输方式，与现场铺设的OPGW资源兼容，经济安全，为电力公司省去大头的网络费用，真正做到智能联网技术。