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　　變電所是電力傳輸中的重要一環(huán)，負責將輸送電壓降為家庭和商業(yè)用電電壓，從而滿足電力用戶的使用要求。由于發(fā)電廠的位置往往遠離人口密集的主用電區(qū)域，電力必須進行高壓遠距離傳輸。發(fā)電廠通過電力線將電輸送到變電所，在進一步降壓轉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。本白皮書闡述了實時視頻監(jiān)視和 IP 視頻技術的優(yōu)勢，以及在優(yōu)化部署變電所 IP 視頻監(jiān)視系統(tǒng)時所應考慮的因素。
 
　　視頻監(jiān)控的優(yōu)勢
 
　　變電所的廣泛分布和無人值守特性決定了遠程監(jiān)控的重要性。變電所的實時視頻監(jiān)控除了通過可視化管理提升遠程監(jiān)控應用，還能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)視和控制功能。這些功能不但節(jié)省了人力管理成本，而且實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡的自動化。 
 
　　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)負責提供系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，而且可以很容易地與視頻監(jiān)控技術進行結合。變電所通過安裝實時視頻監(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)的補充。實時視頻監(jiān)控可以保障電力設備的正常運行，可以保護設施免遭非法人員的損害，還可以預防意外事故。譬如，入侵人員、物理阻礙或者火災冒煙，都能通過視頻看到，這樣工程師不再需要每次都跑到現(xiàn)場才能診斷異常現(xiàn)象的原因，從而節(jié)省了時間與成本。
 
　　遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控設備、探測入侵者和響應緊急情況方面發(fā)揮了重要作用。例如，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠用于監(jiān)視變壓器和繼電設備的狀況，監(jiān)視燃油設備的狀況，以及隔離開關的狀態(tài)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以監(jiān)視安全狀態(tài)，通過聲音和視頻信號監(jiān)視發(fā)現(xiàn)變電所內(nèi)外部的入侵者。此外，視頻監(jiān)控還可以結合報警系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)的 RTU 單元，提供實時的可視化信息，可預防意外事故，萬一發(fā)生火災也可以協(xié)助緊急事故響應人員。

　　為什么采用 IP 視頻監(jiān)控？

　　在過去，諸如 CCTV 網(wǎng)絡式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都要依賴于模擬視頻攝像機。隨著視頻數(shù)字化和視頻壓縮技術的進步，現(xiàn)在可以通過以太網(wǎng)TCP/IP 網(wǎng)絡發(fā)送高質(zhì)量的數(shù)字視頻圖像。系統(tǒng)集成商通過這樣的設備，可以很容易地將視頻監(jiān)控應用與 SCADA 系統(tǒng)集成。因此，Internet協(xié)議（IP）視頻技術現(xiàn)在成為了視頻監(jiān)控領域的熱門趨勢，IP 視頻監(jiān)控的優(yōu)勢包括：   一個網(wǎng)絡——利用現(xiàn)有的 IP 網(wǎng)絡可節(jié)省布線成本，提高安裝靈活性，尤其適用于廣泛分布的變電所應用。以太網(wǎng) TCP/IP 網(wǎng)絡可以容納各種 I/O 監(jiān)控設備，同時傳輸數(shù)據(jù)、視頻和聲音信號，甚至通過一個網(wǎng)絡進行以太網(wǎng)供電（PoE）.

　　一個系統(tǒng)——通過與 SCADA 或者報警系統(tǒng)（如火災、入侵）的集成，IP 視頻監(jiān)控提高了監(jiān)控效率，可創(chuàng)建一個事件驅(qū)動的視頻監(jiān)視系統(tǒng)。也即是說，視頻圖像可以進行顯示和記錄，在事件或報警發(fā)生時能夠?qū)崟r獲得響應。

　　建立一個最優(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鍵的角色，那么如何設計好一個 IP視頻監(jiān)控方案來更好地保障系統(tǒng)正常工作則是非常重要的。在構建一個最優(yōu)的 IP 視頻監(jiān)視系統(tǒng)的時候，系統(tǒng)集成商們應該考慮的因素包括適用性、可靠性、集成能力和用戶友好性。

　　適用性——在部署一個 IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，系統(tǒng)集成商需要考慮視頻應用需求，例如圖像察看、記錄和分析，以及與其他系統(tǒng)（SCADA、訪問控制等）的互操作性。集成商們還需要了解系統(tǒng)到底需要多少臺攝像機？這些 IP 攝像機或視頻編碼服務器是否適合該項目？而網(wǎng)絡傳輸要求，如帶寬、組播和 IGMP 等，也需要評估。項目是采用一個網(wǎng)絡還是分別面向數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)亩鄠€獨立網(wǎng)絡？這一點也是重要考慮因素。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），存儲能力和數(shù)據(jù)庫管理問題，是否需要一個解碼器等等，都是需要考慮的。可靠性——由于視頻監(jiān)控主要用于保障遠程分散站點的安全，那么在設計一個最優(yōu)的 IP 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的時候，可靠性是一個關鍵因素。影響可靠性的因素包括浪涌保護功能，可以減少電磁干擾的光纖傳輸功能。另外，冗余性、高平均無故障時間（MTBF）和 IP 防護等級也是加強可靠性的重要參數(shù)。

　　集成能力——系統(tǒng)集成商應該考慮把視頻監(jiān)控集成到中央管理系統(tǒng)中，與其他系統(tǒng)如 SCADA/HMI、遠程監(jiān)視和訪問控制系統(tǒng)進行互聯(lián)。這樣作不但降低布線和網(wǎng)絡安裝成本，而且可以讓系統(tǒng)管理員更方便地進行集中管理與控制。事件驅(qū)動的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他設備的互操作特性也是一項優(yōu)勢，例如，一個讀卡器或傳感器動作時，系統(tǒng)就可以開始記錄視頻圖像。

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

　　VPort 系統(tǒng)方案

　　Moxa的 VPort 工業(yè)級視頻網(wǎng)絡解決方案包括視頻編碼/解碼器、IP 攝像機、IP 視頻監(jiān)控軟件，專門針對關鍵任務視頻監(jiān)控應用設計。由于大多數(shù)關鍵任務應用的環(huán)境特點，Moxa VPort 系統(tǒng)產(chǎn)品的堅固設計尤其適合這類應用。

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

　　IP 攝像機——IP 攝像機可以省略視頻編碼器，因為它本身就可以自動將圖像編碼成為數(shù)字格式（MJPEG或 MPEG4），然后就可以便于通過以太網(wǎng)/Internet 傳輸。Moxa 的VPort系列 IP 攝像機提供寬溫操作（－40℃～50℃），無需風扇和加熱器，其 IP66防護等級可用于防雨防塵保護，日夜可用的攝像機鏡頭，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行以太網(wǎng)供電，實現(xiàn)電源冗余。Moxa 的工業(yè)級視頻服務器提供 12/24 VDC或 24 VAC 冗余電源輸入，DIN 導軌安裝和面板安裝附件，IP30防護等級，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)兩個版本，適用于基于 IP 的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于客戶機/服務器模式的網(wǎng)絡架構使其很容易建立一個用戶友好的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。SoftDVR 提供的功能包括：多屏察看，事件驅(qū)動的記錄，易于使用的搜索和回放、網(wǎng)絡硬盤數(shù)據(jù)存儲、記錄和報警觸發(fā)的調(diào)度、通過 web 瀏覽器進行遠程訪問等。

　　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，或者需要與其他應用如 SCADA、訪問控制系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)進行集成。對此，采用一套用戶友好的軟件開發(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 C語言庫，免費提供給系統(tǒng)集成商和第三方軟件開發(fā)商使用。Moxa 的VPort SDK 非常容易學習和使用，同時還提供詳細的文檔和示例代碼便于快速參考。

　　結束語

　　隨著 IP 網(wǎng)絡的日益廣泛應用，通過以太網(wǎng)/Internet 同時進行視頻、聲音和數(shù)據(jù)傳輸正在成為 IP 網(wǎng)絡的標準功能特性。通用的和先進的視頻數(shù)字化技術與壓縮技術，如MJPEG和MPEG4，也促進了從模擬CCTV監(jiān)控系統(tǒng)向基于 IP 監(jiān)控平臺的升級。變電所在從電廠到終端用戶輸電的過程中扮演著關鍵的角色，所以通過優(yōu)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來管理和保障變電所設施安全是非常重要的手段。由于變電所往往分布廣泛，并無人值守，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)管理員對變電所進行遠程可視化管理。總而言之，IP 視頻監(jiān)控技術的通用性及其與現(xiàn)有中央控制系統(tǒng)的良好集成能力，使其成為變電所遠程視頻監(jiān)控的不二之選。