智能变电站多功能综合视频监控系统的应用

第一篇：智能变电站多功能综合视频监控系统的应用

专题报告二十四

智能变电站多功能综合 视频监控系统的应用

目录

1.2.概述.............................................................................................................1 常态化巡视系统.........................................................................................1 1)2)3.GIS室滑轨视频巡检系统...................................................................1 二维码定位技术的应用......................................................................2

故障检修会商平台.....................................................................................3 3)4)5)6)7)平台的目标..........................................................................................3 方案描述..............................................................................................3 系统架构..............................................................................................6 系统功能..............................................................................................7 全站无线通信系统可行性分析........................................................10

1.概述

现在新建变电站大部分均为智能化变电站。作为重要二次辅助设施，视频监控系统是变电站中不可或缺的一部分。但就目前智能变电站运行情况来说，视频监控设备仅发挥了被动的视频信息采集与传输作用，其作为信息交互终端以及运维系统最贴近现场的触手的作用并没有得到充分的挖掘。

在本次姚桥变设计中，对传统视频监控系统做出结构改进与潜力挖掘，将其从单一的图像采集者拓展为一个集常态化巡视功能与突发状况会商功能综合视频系统平台。

2.常态化巡视系统

目前检修部门在远程监测变电站运行情况时，是通过现场传感器采集到的数据进行分析，而有许多故障特征是无法从数据中反映出来的，除了派人员到现场勘查巡视外，很难获得第一手直观的资料。将视频监控系统与人工巡视的需求结合起来，就促成了远程视频巡视系统的产生。

设备远程智能巡视，利用图像监控摄像机和智能灯光控制功能及系统软件联动，系统可以根据变电站巡检路线对包括变压器、开关、刀闸、临时接地线等在内的运行设备进行远程定时或自动巡检。在巡检时电子地图即时闪烁显示当前巡视点，并若光线不足时系统自动打开巡视点处灯光，在巡视点转移到下一个巡视点后，能自动关闭已巡视点的灯光等。支持暂停功能，当发现某个点异常时，可以停留图像放大仔细察看，确认无误后可以继续巡检其他监控点。

1)GIS室滑轨视频巡检系统

站内GIS室平面布置如图2-1。得益于本次姚桥变二次设备下方GIS室的布置方式，所有二次柜屏处于同一平面，可将滑轨安装于GIS室墙面，利用滑轨实现高清摄像头的移动，将高清图像传输至监控端，实现远程巡视监控。

同时可将红外测温装置整合入摄像装置，对就地布置于GIS室的二次屏柜进行实时测温，在温度超标时可发出警报或通知调度，防止二次设备过热损坏。

需要与土建合作研究墙面滑轨的可行性。

2)二维码定位技术的应用

通过柜面二维码进行定位，便于远程人工指令控制巡检以及方便今后扩建增减屏柜。不需要复杂的几何定位，只需要及时更新屏柜对应二维码库即可。作为室内视频自动巡检系统的补充。

3.故障检修会商平台

虽然现在智能站一般采用无人值守方式运行，但是仍存在电缆老化断裂，设备产生物理故障等需要运维人员现场操作检修的问题。鉴于变电站智能化的发展，现场设备、电缆（尤其是二次设备）等安装布置复杂程度的提高，给现场操作检修人员的工作提出了新的要求。

为进一步提升变电站故障抢修工作效率，提升信息共享与沟通水平，可以通过建立视频会商平台，在故障处理期间，实现市、区调控员、运维单位故障抢修人员在网络上进行联合会商办公，一方面加强纵向业务一体化管理，形成运维检修的会商机制，提高操作人员的运作效率和水平；另一方面强化区域内横向业务协同与沟通，强化电网故障集中研判指挥，形成电网故障信息的统一研判管理模式，避免物理距离带来的沟通不畅等问题，提高三方故障处理效率。

3)平台的目标

（1）以经济实用为首要原则，充分利用现有系统，尽可能少增加新的设备，避免变电站建设成本的上升。

（2）变电站故障抢修视频会商平台需保持持续可靠运行，在需要时能随时发起会议。平台使用管理简单，会议组织前不需进行相关系统调试，参会点打开设备、任何一方通过简单操作即可实现会议功能。

（3）变电站故障抢修视频会商平台与现有平台可以相互对接，如应急指挥中心、调度视频会议、供电所视频会议等，以满足特殊条件下的需要。

（4）为保证故障抢修指挥的连续性，建议流媒体平台系统给配网故障抢修指挥平台视频会商系统划分单独的系统资源与带宽。

（5）变电站故障抢修视频会商平台容量有一定的冗余，满足后期扩容需要。（6）平台的会商模式：平台支持双流模式，可以同时并发多组会议。

4)方案描述

变电站故障抢修视频会商平台采用软视频方案，仅需在调控中心配置平台服

务器，主会场（业务主管单位）和分会场（变电站）均利用办公电脑作为终端。

本期在姚桥变所属调控中心部署主备2台服务器以及1套服务器热备软件，形成双机热备，确保系统的可靠性。视频会议服务器安装在调控中心的信息机房，软视频平台承载在数据通信网上，开通专用VPN。

在各业务主管单位（调度、运检、基建、信通等）办公席位的每个接入点分配一个会商平台终端软件许可licence，并配备音视频终端（麦克、摄像头）。前去变电站的现场操作人员分配登陆名及密码，每个登陆名与licence绑定，并一一对应。

系统建成后，由系统管理员（信通公司）分配好各级人员账号及权限，有预定权限用户在会商召集前登陆平台预定好相应的会商室，参会的班组选择进入需要参加的“虚拟会商室”即可。具体

做为远期的规划，可在镇江市调部署一级服务器，统一管理各区域调度的服务器（二级），并作为备用。在没有地区性会商的情况下，各区可以独立管理自己的服务器，召集本区的会商，当需要召开由全市多级会商的会议时，可以将二级平台交由镇江市公司管理，组成一个大型的会商平台，实现资源的有效利用。

具体见系统拓扑图如下：

整个平台的功能架构见下图：

5)系统特征

1、系统硬件主要基于站内视频监控巡检系统及主控室主控电脑。基本无需添加其他硬件设施，其功能由软件程序实现，属于现有资源的整合再利用，改造简单，经济性好。

2、V2 Conference 基于先进的 IETF XMPP 标准协议，整合了在多媒体通讯领域领先的开发技术和丰富的产品经验，是一款分布式、模块化、大容量的纯软件网络视频会商平台。同时该系统充分考虑了对未来功能的延伸能力和扩展性。

3、支持双机热备功能，使用镜像模拟软件来实现共享存储功能，要求主备机必须有大小一样，盘符一致的分区做为镜像区。工作时主备机之间按照设定的时间间隔进行检测通讯（应用服务器或数据库服务器有一个变为非运行状态）来判断主机是否宕机。当一台工作主机宕机后，另一台备机会切换为工作机，原之前工作机将自动重新启动，启动后成为备机。

4、支持多会商室结构。在同一个系统中可以并发进行多个不同资源需求的会商，而且各自独立、互不干扰。系统以稳健的架构和卓越的性能保证了长时间

召开会商的稳定性。

5、管理系统采用标准的 ODBC 数据库接口，支持 MySQL 和 ORACLE 等数据库，并可根据需求进行扩展定制。

6、支持完全基于WEB的应用。用户参加会商时，如果系统检测出尚未安装客户端程 序，会自动提示用户安装。基于WEB的安装软件是通过专业的数字签名公司 VeriSign 签名认可的。通过这种方式可以保证用户使用软件的安全性，而不会被病毒或恶意软件所利用。

7、系统提供智能升级技术。当用户进入会商系统时，智能升级模块能够自动判断用户端的哪些模块需要更新，哪些模块不需要更新，这样，通过减少网络传输的数据量，简化用户升级系统操作，提高系统的友好性。智能升级功能支持重传，即如果某一次升级未完成，下次升级时系统会自动利用上次传输的文件，继续未完成的升级任务。

8、系统提供一个测试会商室，用户在此会商室中可以听到自己的声音看到自己的视频（本地及远端），查看网络状况及更改音视频设置。该会商室是在 Master MCU 启动时创建，始终存在，且不占用加密锁资源。

6)系统功能

（1）音视频功能

1、采用 G.723.1、ILBC 和 ISAC 等音频压缩算法和先进的网络自适应算法，使得在各种网络带宽条件下均能保持声音的清晰连贯。

2、采用业界领先的软件回音消除(AEC)技术、自动增益控制(AGC)算法、多路混音技术、噪声消除技术，实现较好的音频效果。

3、系统引入了 H.263 及 H.264 视频技术，可实现标准客户端与 H.323 视频终端间基于 H.263 的视频通讯。系统提供了一整套旨在提高音视频质量的解决方案，可提供分辨率高达 1920X1080 的高清视频，适合从 56Kbps 拨号直至宽带的网络环境。

4、系统支持同时显示多路远端视频，可提供16：9 和 4：3两种视频显示效果，支持视频窗口的横幅字幕功能。用户可根据网络带宽条件和实际需求，自行设定会商的视频模式和最大终端应用带宽，实现从低到高各种级别的视频会商

方案。

5、系统支持平板电脑自带摄像头、蓝牙耳机等无线远程通信设备。（2）双流功能

1、用户在白板上可以自由绘制、书写信息。电子白板支持多人同时操作，方便所有的会商成员进行交流，荧光笔、激光笔等增强工具使操作更加灵活和方便。

2、系统提供文件共享功能，协同浏览功能, 桌面共享功能,截图功能，文字交流和文件传输功能，会商录制功能。

3、用户可以将本地媒体文件作为虚拟设备源，将媒体文件中的音、视频播放给会商中的其他用户如宣传片、培训视频等。

4、主席可以创建会商议程，主席申请为数据控制人以后可以执行会商议程。会商进入某议程后会在数据操作区显示添加的附件。

5、会商预定用户和管理员还可以设置会商评价功能，增加会商管理者和用户之间的交流。系统管理员还可以同时给会商室中的全体与会人员发送系统广播，将会商信息或通知及时的传递给每位用户。

（3）会商用户的管理和控制

管理系统提供了数据库配置、服务器的配置启动以及监控的功能，数据库配置主要包括数据库的初始化，以及对现有数据库的升级。服务器配置包括本地以及远程服务器的添加设置，以及生成配置文件配置文件生成后就可以通过WEB启动本地或者远程的服务器服务，并且监测服务启动的状态。

在多数应用场合下，多方会商都有一个预约过程。而会商管理系统可以为用户方便地实现会商的预定、管理和查询。系统管理员也可以通过该系统对所有的用户和会商进行管理。会商管理系统是基于 JSP、数据库以及 Web 服务器实现的，使用者只要通过浏览器打开相应的网页，输入用户名和密码即可登陆相应的会商室。

（4）双机热备

双机热备份就是一台主机为工作机(Primary Server)，另一台主机作为为备份机(Standby Server)，在系统正常情况下，工作机为信息系统提供支持，备份机监视工作机的运行情况(工作机也同时监视备份机是否正常，有时备份机因某种原

因出现异常，工作机可尽早通知系统管理工作人员解决，确保下一次切换的可靠性)。当工作机出现异常，不能支持信息系统运营时，备份机主动接管(Take Over)工作机的工作，继续支持信息的运营，从而保证信息系统能够不间断地运行(Non-Stop)。当工作机经过维修恢复正常后，它会将其先前的工作自动抓回，恢复以前正常时的工作状态。

双机热备份的切换时机（Take Over）包括： 因断电等故障引起的服务器宕机；

因网络故障或网卡故障等引起的服务器网络无法正常工作； 系统软件或应用软件造成的服务器宕机； 服务器内硬件损坏，造成服务器宕机； 服务器不正常关机；

V2 Conference的双机热备解决方案如下：

1、如上图，服务器A与服务器B的配置完全相同，都安装了双网卡以及Windows 2000 Advanced Server操作系统；

2、服务器A的一块网卡（我们称之为监控网卡）与服务器B的监控网卡通过一根心跳线进行连接。这跟心跳线可以是一根最简单的网卡对接线；

3、状态；

4、在正常工作时，服务器A处于工作机状态，服务器B处于备份机状服务器A与服务器B之间均运行监控软件，并利用心跳线监测对方态，服务器A通过工作网卡为连接上来的客户端提供服务；

5、当服务器B的监控软件监测到服务器A没有处于正常工作状态时，此时通过监控软件将B的工作网卡设置为工作状态，并向外提供服务；此时根据服务器A的错误严重程度，或者自动重启动进入备份机状态或者通过服务器B 的提示信息通知网管人员对服务器A进行人工处理；

6、当客户端检测到网络连接出现异常断线时，将自动每隔一秒钟（此数值可以设置）试图重连回到原本所在的会商室，直到连接成功或者尝试多次（30次或更多，此数值可设定）未成功为止；

7、根据错误的类型，从一台服务器出现故障到另一台服务器切换成功一般需要3秒钟到30秒钟时间。

（5）服务器的整合拆分

服务器的整合拆分功能是为了满足多个会商系统整合到一起成为一个更大的会商系统的需要而设计的。主要原理是原来的主服务器可以转换成一个从服务器，在注册到中心主服务器上后，需要把本地的加密锁信息报告给中心主服务器；而中心主服务器统一管理汇总上来的加密锁资源，形成一个支持更多人员更多会商室的会商系统；在必要的时候，从服务器还可以转换成一个主服务器，从原来的会商系统中脱离开来，形成一个独立的会商系统。目前视频会商系统的应用越来越广泛，对多个会商系统的资源共享的要求逐步提上日程，通过整合拆分功能，可以有效地管理多个会商系统的资源，实现资源的共享。

（6）便携式视频终端功能

基于全站通无线通信系统，可以将视频会议平台延伸至便携式可移动设备。通过将便携式摄像设备整合进会商平台系统，在现场维修人员进行户外维修及巡线等任务时，可进行实时的资料收集、意见咨询及措施协商。可提高故障维修协商的及时性、机动性与适应性。由于现有平板电脑等便携式操作系统一般均自带摄像头、扩音器等视频音频配件，无需另行设计便携式终端，可直接采购适合的此类设备，通过预装软件来直接作为会商系统移动视频终端使用。

7)全站无线通信系统可行性分析

采用便携式无线视频通信装置，需要在全站布设无线通信网。现有的通信方式有3G无线通信、基于Wi-Fi技术的无线局域网络（Wireless Local Area Networks WLAN）系统、无线网桥。3G无线通信技术应用较广泛，但带宽比较小。中国电信CDMA2000 EVDO（Evolution Data Only）目前带宽下行为2.6 Mbit/s（330 kbit/s），上行为1.4 Mbit/s（180 kbit/s），中国联通3G高速下行分组接入（High Speed

Downlink Packet Access，HSDPA）网络下行速率为5 Mbit/s（620 kbit/s），上行为2.8 Mbit/s（350 kbit/s）。虽然目前来看是比较大的带宽，但是由于在基站覆盖范围内与其他用户共享这个带宽，无法达到数据高速传输的要求。而且租用电信或联通的3G宽带每年都会产生很多费用，对用户来说是非常大的压力，因此不选用3G无线通信。

因此，需要自行组建一套无线通道。要求：带宽足够大，满足高速传输数据的要求；隔离性好，只有系统认证设备才能接入网络，保证变电站网络的安全性与保密性。

安全性：

（1）采取调频和扩频技术，使得盗听者无法接受有用数据；（2）采取严密的认证方式，避免非法用户进入；

（3）附加设置第三方加密技术，即使盗听了也无法理解数据等。

第二篇：无人值守变电站视频监控系统的应用设计

无人值守变电站视频监控系统的应用设计

摘 要

大港油田电力公司无人值守变电站的推行工作正在积极进行中，视频监控系统起着重要的作用。本文就本公司视频监控系统的应用现状、问题，进行阐述，并按无人值守的要求以港西变为例进行设计规划。在选点、设备选型、功能要求上作出设计，满足无人值守要求。

关键词：无人值守 视频监控系统 港西变规划

一、引言

随着电力系统中科技水平的不断发展，未来电网逐渐向集控站模式发展。集控站模式中，无人值守变电站的应用，降低了电力企业运行成本，实现减人增效，提高了生产效率。而旧有的“四遥”模式已经无法满足调度中心、监控中心对变电站监控更高的要求。“遥视”技术将更加被需要。视频监控系统及其远方监控功能，将成为监控人员的“千里眼”、“顺风耳”、使得变电站的重要一次设备、安防监控点等关键位臵都处于实时监控状态之下。从而提高变电站运行和维护的安全性及可靠性，并逐步实现电网的可视化监控和调度，确保无人值守变电站调控运行更为安全、可靠。

二、电力公司视频监控系统的现状

电力公司的视频监控系统于2006年开始建设，目前覆盖油区24座变电站。监控点数量为144个。2008年奥运安防期间，重点变电站进行了统一安装。

1、监控软件过多，影响监控操作效率。由于建设时间比较分散。功能要求不一致。，监控软件五花八门，对于集中监控非常不利。以滨南箱式变和友谊箱式变为例，滨南变使用分控软件打开，而友谊变只能用IE浏览器方式打开，打开不同监控画面，需要使用多个版本监控软件，频繁操作，且要输入不同的口令与密码，增加了操作时间，严重影响了监控效率。

2、设备选型不同，维护难度加大。

由于早期设备选型不同，导致目前变电站视频监控系统的设备质量不统一，故障现象和故障部位复杂，不利于储存备品备件，维护困难。

3、部分站所监控点少，配臵低。

有些变电站监控点少，监控范围小。要满足正常的监控需求，至少要达到10个监控点。前期以安防要求安装的则为2-5个监控点、监控范围仅限大门和围墙处，没有对重要的一次设备进行监控，并不满足正常监控的要求。

4、设备老化，维护资金不足。

从2006年运行至今，部分摄像机等监控设备已经达到使用寿命，再加上油田室外工作环境恶劣，故障率较高。出现故障后基本需要更换，这就需要厂家维护人员进行处理解决，由于后期维护资金不到位，导致许多故障点持续很长时间得不到解决。

安装视频监控的优点有：

1、减少值班人员数量，提高生产效率。

由于有了远程的视频监控系统，可以实现变电站无人值守，达到 了减人增效。

2、减少了危险点源对人身安全的威胁。

变电站里的变压器、断路器等设备，具有一定的危险性。一旦设备故障发生爆炸，很可能会对巡视设备的值班人员造成人身伤害。视频监控的使用，很好的避免了上述危险的发生。不用实地靠近运行中的设备，也能实现对变电站设备的巡视。

3、增强了巡视频率，减少事故发生概率。

通常，变电站值班人员对设备为每1-3小时巡视一次，间隔时间较长。而我们通过视频监控各个监控点的转换，几分钟就可以巡视完整个站。工作效率高，而且能够及时发现故障。例如：2010年滨南箱式变室外变压器爬上只猫，被监控人员通过视频监控及时发现并将猫驱赶走，避免了一起可能发生的停电事故，保证了电网安全运行。

4、视频监控录像，利于分析查找事故。

视频监控具有录像功能，保存事故发生时候的视频，有利于分析事故发生的原因尽快查找事故点。

推广无人值守站的视频监控系统，是有利于我们电网运行的。但目前公司的视频监控系统达不到无人值守的标准，需要对不符合标准视频监控系统进行改造和升级。

三、系统的设计规划

无人值守变电站管理模式对视频监控系统要求较高，要满足24小时的远程设备巡视检查、24小时安防监控需求。要求设备可连续正常运行时间长，故障率低。无人值守变电站远程视频监控系统一般包括以下实时监控内容。

1、对变电站区域内场景情况进行远程监视；

2、监视变电站内变压器、断路器的重要运行设备的外观运行状矿；

3、监视变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态；

4、监视变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态；

5、监视变电站内充油设备、易燃设备的外观状态；

6、监视变电站内主控室、高压室、电容器室、通信室、电缆层等重要室内环境的情况；

7、实现变电站内关键部位防火防盗的自动监视。

港西变目前刚刚改造完毕，标准化工作基本完成。符合进行视频监控系统安装的要求，下面就以港西变为例进行设计。

设计目的：要求对重要的一次设备区域进行监控；对大门、围墙等安防区域进行监控。

选点方法：

1、监控大门处以及院子东南角

2、监控一次设备区东半部运行状况

3、监控主变一运行状况

4、监控主变二运行状况

5、监控一次设备区西半部运行状况

6、监控主控室第一排测控盘运行状况

7、监控主控室第二排测控盘运行状况

8、监控高压室南侧开关柜运行情况

9、监控高压室北侧开关柜运行情况

10、监控电容器室内电容器等一次设备运行情况

11、监控南围墙东半部

12、监控南围墙西半部

一次设备区北主变主变216543电容器室大厅9高压室8主控室7休息区101211图一 港西变视频监控系统监控位臵图

设备选型：根据实际应用经验，监控主机选用嵌入式系统的海康威视或大华DVR监控主机较好。首先其作为专业视频监控主机，满足24小时连续运行的需要，其次嵌入式系统操作简单，功能单一，不会挪作他用，保证软件系统的正常运行，无病毒入侵。摄像机选型基本要求为三星等品牌，室外监控点应为室外专用摄像机。并根据需要选择定点或者可控点进行安装。

功能要求：提供主控端、分控端、web登录功能以便满足变电站端、监控中心端、调度中心端对视频监控的不同需求。根据用户级别不同设臵账号的操作权限，包括控制、录像、回放等功能。使用要求：要求每日对设备进行巡视及检查，发现故障及时上报或解决。

UPS不间断电源：由于应用于无人值守变电站，接入UPS不间断电源可以保证在变电站瞬间失电或者站用变故障时视频监控系统仍能正常工作。

港西变视频监控系统设计由变电站前端监控设备、系统监控中心设备组成，通过光纤通道以TCP/IP协议方式传输给监控中心，监控中心通过分控端软件在显示器上显示现场画面，进行对变电站端的巡视和控制等。

四、总结

无人值守变电站管理模式是整个电网系统未来的发展方向、是电力系统实现自动化和现代化管理的需要。对变电站的视频监控系统及其远传功能要求严格，规划建设好视频监控系统，可以提高变电站运行维护的安全性和可靠性，提高管理效率。

参考文献

[1] 梅鲁海。2005，电力系统无人值守视频监控系统应用研究[J]。电力系统装备

[2] 薄长春。2004, 无人值守变电站远方遥视技术[J]。油气田地面工程第23卷第7期

[3] 张宝华、李静、孙毅。2009，无人值守变电站综合监控系统[J]。

第三篇：变电站计算机监控系统的应用

变电站计算机监控系统的应用

5.1 系统功能的实现

5.1.1 主控级监控系统的功能

① 数据采集和处理

1)从 每个 L C U 收集到的电 站 一级设施 的 最近信息，信息包 括开 机 量、模 拟 量、用电 量、数信息量、系统 量以及先关数据统计(S O E)等等。L C U系统把收集到的实地信息开展信息资料库更新、维护。按照所有L C U 收集到 的数据，按照 时 间 先后顺 序 一一加入到报 警 数据库中。

2)综合处理

计算机监控系 统 按照初始设置 的 频率、按时或者 根据 事 件 发生形式 对 最新 获得 以及 录入后 的 信息开展 综 合系统的 后期处 理。其中，后期 处 理 主要有：关 系 处理，逻 辑 处理、运算以及 相应的函 数 计算。

3)检测点信息以及工作情况的设定

对 于 一些检测系 统 目前不能有效收集 到 的 信息，或者在一些时期 内，因为 变 送 器 或者接入点 出现问题相 应 测 点必须停止工作等 情 况发生时，操作 体系 要求 工作 值 班 人 员 或者 体系 检测 人 员 需要对 这 些 检测 点 开展人 工 操作，同时在 处 理的时候，将它 们 和 正 常 收集到 的 数据 一眼个看待。但是系 统 也能够分开它 们 并 做出不同的 记号。

② 安全监视及事件报警 1)全厂运行实时监视

工作人员能够通过操作系统的液晶触摸显示屏，对全厂所有的主要设施以及各种辅助设施、通用设施以及电器设施的工作情况与工作指数开展实时检测。

2)参数越限报警及记录

监控体系对一些工作参和各种运算结果开展监督管理，一些指标例如气压等 还必须开展及时检测记录，也就是开展气压变化及时检测。以上处理主要有：测值超标预警、及时超标报警、自动检测以及统计等。

3)事故顺序记录

当电站出现突发事件的时候，检测系统会马上工作，通常按照毫秒级的分辨 率反映，并且按照事故发生的时间先后顺序依次； 自 动 显 示 报 警 语 句 ； 启 动 语 音 报 警 ； 自 动 推 出 相 关 画 面 等。

统计并且记录突发事故，可以表示、打印以及录入信息资料库。每一数据信息都有点名称、内容以及和时间。4)故障及状态显示记录

系统可以按时周期性地检测各种问题以及信号质量，当出现突发状变时就及时收集记录，与此同时记录问题原因以及突发时间。

5)事故追忆

每当电站出现问题的时候，监测系统都会按照之前设置的事故追忆时间点，按照扫描频率统计事件突发之前以及事件突发之后所有时间之中的各种量数据信息，从而完成事故追忆记录。

事故追忆的开始以及和结束时间、取样频率、有追忆有关的参数以及追忆发起源都可以通过电站专业人员进行修改和维护。6)趋势记录分析

同时，还要对发电机的温度、轮轴力矩、变压器汽油温度等开始随时趋检测工作，统计并且计算信号的变化范围以及变化规律。当变化速率突破最大的时候就会报警，从而进一步的增强点机组工作的有效性。7)语音报警

使用语音装备，开展语音的技术合成以及整合工作。每当电站出现突发状况或者问题时，可以迅速开始报警工作。

一般来说，都是由中控室来进行语音报警工作。其中，报警对象以及报警语言都是事先设置好的。检测系统只用按照设置好的要求开启对应的报警工作就可以了。

语音报警，能够完成多种问题以及事故的语音报警工作。③ 电厂运行指导 1)控制操作过程监视

当操作命令下发之后，检测系统就可以自动表示对应的点机组，以及用电线路等各种设施的工作检测图面。图面通常都是使用流程顺序图的方法及时表示点机组的运作过程中各个步骤以及工作状况，或者提醒在工作运转过程中出问题的地方和问题来源。

2)电站一次设备操作指导

电站一次设备开始倒闸运作的时候，监测系统按照全厂目前的工作情况以及必和开关与闸阀的开启条件，推测目前的实施能否满足要求，同时提供与之对应的标记。如果按照要求是不可以的，就按照提示关闭，以防外人的错误运作而导致突发状况的产生。

3)厂用电系统操作指导

按照目前厂用电的工作情况以及相关厂用电工作模式、关机运作操约束条件，监控系统可以对具体一个厂用电安全保护器或者闸阀在目前能否满足运作并给做出对应的标记工作。假如满足运作就表示运作的前后顺序，反之，就表示运作的原因。④ 监控系统异常监视

一般来说，监控系统都是有问题自动检查，以及错误自动处理的功能。监控系统以及自动表示出每一时间段电脑的运作情况。

监控系统可以表示基本工作单元的运转情况，自动检测并且排查出问题部分，将问题部分设置为没有效果并且关闭其对应的各种功能。

⑤ 控制操作

1)控制与运行调度方式

电脑控制体系一般都能够完成一下三种工作要求：调控中心以及远方控制模式、集中工作模式以及实地工作模式。

2)控制方式的转换

控制方式按照优先级别，通常可以划分为距离电机组近，则对应级别就越高，实地监控基本单元的优先使用权也就越高，这个可以在实地监控基本单元中开展工作模式的转换。LCU上装配与“远方/实地”的切换按钮，每当LCU上的切换按钮转到“远方”的时候，中控室中的工作人员或者控制中心电脑才可以开始检测系统。

3)控制与调节

计算机监控系统能对电厂主辅设备进行控制，包括机组的开停机控制和复合调整、事故处理，断路器分、合操作；闸门的启、闭操作；辅 助 设 备 及 公 用 设 备 的 启、停 操 作 等。

机 组 的 有 功 和 无 功 功 率 给 定 可 通 过 运 行 值 班 人 员 在 上 位 机 设 数。系 统 检 查 给 定 值 的 合 法 性，通 过 P I D 计 算 结 果 向 调 速 器、励 磁 系 统 发 出 调 节 命 令。

机组及其辅助设备的控制与调节包括：

机组开/停机顺序控制(单步或顺序)、紧急停机控制；

点设备控制：对单个具备开关操作的设备，要求对其实现开关控制操作，并考虑安全闭锁(包括对出口断路器、隔离开关、接地刀闸、进水口闸门的远方落门等控制)；

给 定 值 控 制 ： 机 组 的 转 速 / 有 功 功 率、电 压 / 无 功 功率 和 导 叶 开 限 按 给 定 值 进 行 闭 环 控 制 ； 油、气、水系统的自动控制； 其它相关控制与操作。

开关站断路器、隔离开关及接地刀闸的控制与操作，主变中性点接地刀闸的分、合操作。

厂用电设备的控制与操作。厂内公共设备的控制与操作。泄洪闸门及其配电设备的控制与操作。其它相关设备的控制与操作。⑥ 统计记录及生产管理

系统在实时采集全厂各设备的运行参数和工况的基础上进一步完成统计制表等运行管理的工作，可以使运行人员不再人工抄表，自动进行统计等一系列技术 管理工作。

1)电厂发电运行记录

记 录 的 内 容 包 括 电 厂 的 机 组 发 电 量、线 路 送 电 量、厂 用 电 量 等 进 行 实 时 记 录 和 计 算。初值可由运行值班人员进行设置。

2)主要电气设备动作及运行记录

监 控 系 统 对 电 厂 主 要 电 气 设 备 的 动 作 次 数 和 运 行 时 数 等 进 行 统 计 和 记 录，便 于 考 核 和 合 理 安 排 运 行、检 修 计 划。

3)操作记录

监 控 系 统 能 记 录 各 种 操 作，包 括 机 组 工 况 转 换 ； 断 路 器 和 隔 离 开 关 的 合、跳 闸 ； 辅 机 的 启 动、停 止 ； 闸 门 的 启、闭 等。并 记 录 时 间、操 作 内 容、成 功 与 否、失 败 原 因 等。

4)定值变更记录

监 控 系 统 对 所 有 的 定 值(设 定 值、限 制 值 等)变 更 情 况 作 记 录，并 存 入 数 据 库。

5)事故及故障统计记录

监 控 系 统 能 统 计 记 录 对 电 站 的 各 种 事 故、故 障 的 内 容 和 次 数，并 作 为 资 料 保 存。

6)参数越复限统计记录

监控系统能统计电厂的参数越复限情况并记录下来。7)运行日志及报表

监控系统能按照要求打印电厂运行日志和报表。打印内容以及打印格式可以事先设定，打印方式有定时自动打印、随机召唤打印。

⑦ 人机接口

1)操作员工作站主要功能： 调画面

测点和设备的投退 数值设定 修改限值 控制和负荷调节命令 召唤打印

操作票显示与在线修改 事件确认 报警设置 日期设置 打印周期及打印设备的设置 2)画面显示 显 示 的 主 要 画 面 包 括 各 类 菜 单 画 面，电 厂 电 气 主 结 线 图，机 组 及 油、水、气 系 统 等 主 要 设 备 状 态 模 拟 图，机 组 运 行 状 态 转 换 顺 序 流 程 图，各 类 棒 图、曲 线 图、各 类 记 录 报 告，操 作 及 事 故 处 理 指 导，计 算 机 系 统 设 备运 行 状 态 图 等。同一显示器上能实现多窗口画面显示。画面的数量不受限制。3)模拟光字牌显示及查询 作用电站运行人员熟悉的光字牌概念，可在操作员站或现地LCU显示屏障工上对运行设备的状况进行光字模拟显示。不同类型可定义不同颜色，提供查询、确认和提示有光字等方式。4)报警 当出现故障和事故时，系统立即发出声音报警，报警显示信息在当前画面上显示报警语句，报警声音的不同将故障和事故区别开来，显示颜色随报警信息类别而改变，画面的报警对象原件则会闪烁和改变颜色。运行人员可以确认报警信息，使报警点停止闪烁。5)打印机：系统可自动定时或召唤打印输出各种报表、画面及屏幕拷贝。⑧ 系统通信 1）系统内部计算机之间的数据通信 系 统 内 各 工 作 站 和 L C U 之 间 采 用 网 络 通 信。系 统 通 信 规 约 基 于 T C P / I P 协 议，系 统 内 各 设 备 与 局 域 网 的 信 息 交 换 采 用 客 户 － 服 务 器 模 式，遵 循 开 放 系 统 规 则。2）与电网调度中心的通信 四川电网调度中心与电站计算机监控系统通讯，实现电站与调度数据的上传下达（遥测、遥信）。电站监控系统通信提供双通道、双机切换的两台通讯服务器，以确保与电网调度中心的计算机系统可靠通信。3）其它计算机系统的通信 保护信息管理系统 水情自动测报系统 上游和下游电站系统 梯级调度系统 4）与GPS时钟系统通信 ⑨ 诊断和冗余切换 监 控 系 统 具 备 在 线 自 诊 断 功 能，能 诊 断 出 系 统 自 身 的 故 障，当 发 现 故 障 时 自 动 报 警 并 记 录。

本系统为双机冗余系统，运行中当主机故障退出运行时，从机能不中断任务、无扰动地自动切换成为主机运行。

不管是主/从机切换或是网络上的任意节点发生故障，都会显示在操作员工作站上，并记入自诊断表中。

⑩ 系统开发和维护

电 厂 开 发 维 护 人 员 可 通 过 权 限 口 令 在 工 程 师 工 作 站上 进 行 系 统 开 发 与 维 护，包括软件开发与维护、画 面 的 增 删 与 修 改、定 值 更 改、数 据 库 变 更，报 表 生 成、顺 控 流 程 修 改 等 一 系 列 工 作。

可 利 用 系 统 提 供 的 一 系 列 组 态 工 具 方 便 地 完 成 画 面、数 据 库、报 表、动 态 连 接、顺 控 流 程、报 警 定 义 等 各 项 工 作。

⑪ 数据库功能

本 计 算 机 监 控 系 统 数 据 库 包 括 实 时 数 据 库 和 历 史 数 据 库，数 据 库 有 如 下 特 点 ：

1)监 控 系 统 数 据 库 采 用 网 络 型 全 分 布 数 据 库，所 有 数 据 共 享 都 通 过 透 明 的 网 络 通 讯 来 实 现。数 据 库 包 括 ： 实 时 数 据 库、计 算 数 据 库、图 形 数 据 库、报 表 数 据 库、历 史 数 据 库、统 计 数 据 库、汉 字 库、图 形 符 号 库 等，这 些 数 据 库 构 成 监 控 系 统 数 据 资 源 中 心。数 据 库 的 结 构 定 义 包 括 梯 级 调 度 监 控 和 管 理 所 需 要 的 全 部 数 据 项。

2)支 持 快 速 存 取 和 实 时 处 理 ； 实 时 数 据 库 主 要 存 放 各 梯 级 电 站 送 上 来 的 实 时 数 据，它 是 监 控 系 统 数 据 库 中 最 主 要 的 数 据 库。

3)支持数据库建立及在线/离线修改。⑫ 培训功能

计 算 机 监 控 系 统 具 有 操 作、维 护、软 件 开 发 和 管 理 的 培 训 功 能，包 括 操 作 训 练，监 控 系 统 开 发、维 护、管 理 训 练 和 顺 控 流 程 的 离 线 调 试 等。

1)正常操作训练

可在操作员工作站上执行各项操作，使技术人员熟悉和掌握监控系统的各种操作。

2)监控系统开发、维护培训

电厂维护人员可进行数据库修改，画面生成和修改、报表生成、顺控流程修改、监控系统参数修改等一系列开发和维护的培训。

⑬ 电厂设备运行维护管理

积累电厂运行数据，为提高电厂运行、设备维护提供依据。如针对机组，累计机组正常、停运时间、检修次数及时间，累计机组各工况运行时间及开停机次数等，为设备运行管理及检修提供指导。

5.1.2 现地单元监控装置的功能

① 数据采集与处理 对 电 厂 的 主 辅 设 备 的 运 行 状 态，运 行 参 数 及 测 量 值 进 行 实 时 采 集，存 入 实 时 数 据 库，作 为 系 统 实 时 监 视、告 警、控 制、制 表、计 算 和 处 理 的 依 据。

数 据 采 集 的 对 象 分 为 模 拟 量、开 关 量、脉 冲 量、数 码 量 等。1)模拟量

电气模拟量信号采用交流采样，定时采集电流互感器、电压互感器的二次电流、电压信号，计算得到一次的电流、电压、功能、频率等数值，机组和开关站LCU采用智能交采表。

非电气模拟量采用变送器（4~20mA）模拟量采集实现，如压力、高程等；温度量采用智能温度巡检装置采集，传感器采用PT100温度传感器。

对 模 拟 量 信 号 的 处 理 包 括 回 路 断 线 检 测、数 字 滤 波、误 差 补 偿、数 据 有 效 合 理 性 判 断、标 度 换 算、梯 调 计 算、越 复 限 判 断 及 越 限 报 警，最 后 经 工 程 及 格 式 化 处 理 后 存 入 实 时 数 据 库。

2)开关量

开 关 量 包 括 事 件 顺 序 记 录(S O E)开 关 量 和 普 通 开 关 量 两 种。

S O E 开 关 量 指 事 故、断 路 器 分 合 及 重 要 继 电 保 护 的 动 作 信 号。监 控 系 统 采 用 中 断 方 式 迅 速 响 应 这 些 动 作 信 号 并 以 毫 秒 级 的 时 间 分 辨 率 进 行 记 录。

普 通 开 关 量 是 指 除 S O E 开 关 量 以 外 的 各 类 故 障 信 号、报 警 信 号、位 置 信 号、设 备 状 态 等。监 控 系 统 对 普 通 开 关 量 的 采 集 为 定 时 扫 查 方 式。

对 开 关 量 信 号 的 处 理 包 括 光 电 隔 离、防 抖 动 滤 波、基 准 时 间 补 偿、数 据 有 效 性 合 理 性 判 断、启 动 相 关 量 处 理 功 能(如 启 动 事 件 顺 序 记 录、事 故 报 警、自 动 推 出 画 面 以 及 自 动 停 机 等)，最 后 经 格 式 化 处 理 后 存 入 实 时 数 据 库。

3)脉冲量

脉冲量主要指来自脉冲电度表的有功电能及无功电能等，即时采集。脉冲量的处理有硬件和软件滤波、脉冲累加、数据有效性和合理性判断、标度变换、检错纠错过程，经标准化和格式化处理后存入实时数据库。电能量可以进行峰平谷分时累计。

水电站监控系统的电度量来自有/无功综合电度表。多功能电度表用以测量机组、线路、变压器高压侧的有功及无功电能，可以进行分时计量，通过通讯口送到相应LCU设备中。

4)数码量

数 码 量 信 号 主 要 指 水 位 等 B C D 码 输 入 量。采 用 多 点 开 关 量 并 行 采 集，然 后 转 换 为 相 应 模 拟 量 数 值。

对 数 码 量 的 处 理 包 括 光 电 隔 离、数 字 滤 波、码 制 变 换、数 据 有 效 性 合 理 性 判 断、工 程 单 位 换 算 等，经 格 式 化 处 理 后 存 入 实 时 数 据 库。5)综合量

综 合 量 包 括 综 合 开 关 量 和 综 合 模 拟 量，是 对 上 述 采 集 的 量 进 行 算 术、逻 辑、关 系 运 算 后 得 到 的 数 值 量，例 如 机 组 状 态 等。

② 全厂运行监视

1)电厂设备的实时状态和运行参数显示； 2)状变监视和事件报警； 3)事件顺序记录

4)实时数据越复限检查和越限报警；

5)控制命令执行过程中显示屏画面可显示操作步骤执行情况，并且可提示操作执行受阻部位及原因；

6)系统事故或运行设备工作异常时，可进行语音或音响报警。

③控制和调节

LCU收发实地或者主站的指示，实现下级设施的管理工作。

机组LCU：管理各种电机组的正常巩固走、完成突发状况停机、检测机断电器以及相应的辅助设施、调整有或者无效巩工作；

公用及开关站LCU：运作安全器、隔离阀门以及接地阀门的分开、联合；厂用断电器以及公共辅助实施；电厂的直流设备、中低压装备以及各种排水设施等等；

1)控制操作类型

控制类型通常可以分为中控制和实地控制两种方式 各种机组状态的转换控制 机组同期操作 事故停机及紧急停机 电机组出口安全器分/合运作 油、气和水体系的全自动操作 发电机有效运作以及周期调节 发电机无效运作以及电流调节 安全器的分/合操作 隔离开关的分/合操作 用电系统安全器的分/合运作 公用系统设备起停控制 10kV断路器等设备的投切 400V断路器等设备的投切 事故紧急操作 2)关于控制操作安全性的考虑

在PLC收到操作指示之后，先开始检测这项工作有关的关闭因素，当满足动作要求的时候，PLC才可以执行操作指示；

当LCU自动检测到有相关的模块发生问题的时候，就会自动停止各种先关的工作系统；

当LCU 在 收到 主 站 操作指示 之后，通常都是 使用再次校 核 的 方法来确保 操作指示 命 传输 的 正 确 性 ；

检测过 程遇到问题 的时候，就可以 发现问题的 原 因 ；

L C U 装备有 当 地 或者远 方 检测 系统 转换设备，从而实现当 地 以及 远 方 操作 互 锁

；

突发状况 停 机功能、机 械 以及电 气 维护 和 自 动 设备 操作、安全阀 自动 跳 闸 操作拥有最大的优先使用权，不会因为检测权的规定而被屏蔽 ；

运用重要的逻辑推理来进一步降低错误开启导致突发状况的事故概率。3)事故紧急停机方面的考虑

当突发事故出现时，PLC可以收集到对应事故关机的因素，因此PLC可以直接对突发事故数据开展快速的反映以及后续事故处理工作。

机 柜 上还装备 有 突发关 机 设备，通常 使用 硬质布 线 快速 作 用 于 突发停 机

阀 以及 机 组 出 口 跳 闸 点 路，这种操作的优 点在于 ： 当 机 械 和 电 气 的 保 护 装 置 无 法 给 出 机 组 异 常 事 故 信 息 时，监 控 系 统 通 过 监 测 到 异 常 状 况，或 者 运 行 人 员 发 现 异 常 现 象 或 异 常 声 音 后，可 人 为 紧 急 停 机，这 样 即 使 计 算 机 完 全 失 去 作 用，也 可以确保 工作机组的 解 列 停 机，这 是 保护 设施 的 正常运行 的最 后 防 线。

4)人机接口

实地操作基本单元以及人机接口的主要设施有： a.12”彩色液晶触摸显示屏 b.其它指标仪表、开关、按钮等。

实地操作基本单元都装备液晶显示屏，使用串口和PLC完成信息传送。实地操作基本单元的液晶屏表示的信息，主要有重要电气大小的检测值、连接模拟操作、专业供水情况数据、温度大小的检测值，当工作人员正确输入相应密码之后，就可以使用液晶屏开展停复机工作一个其他相关工作。

目前，常见的实地操作基本单元都装备有多功能连接接口，可以使用快捷式电脑连入PLC，在实地调整或者出现装备问题的时候，可以使用快捷式计算机工作站完成实地的检测工作，同时实现对LCU所管理的设施的检测以及运作，可以大大减少实地检测以及维护装备的正常运行的工作量。

④ 数据通信 LCU的通信包括以下内容：

1)使用光纤以太网和主站之间开展通信工作，向主站级传输信息收集以及资料数据，收发主站传送的操作指示，最后再把运行结果返回传输给主站级。

2)LCU的通信作为实地监控基本单元，可以完成与多种智能收集设施的数据传输工作。

机组LCU设备，同微机调整速度、交流搜集样本装置、电量测量设备、高电压设备的继电安全装备辅助体系的联通接口。

公用及开关站现地控制单元能实现与交流采样装置微机保护装置的通信，与中、低压气机控制系统，厂用交流电源系统、厂用直流电源系统；与厂内漏水、检测排水操作体系等辅助设施联合构成的实地总线网通信系统。

闸门实地操作基本单元，可以完成同闸门实地操作柜联合组成的实地总线网通信的工作。

⑤ 自诊断

LCU具有硬件以及软件自主诊断和修复的能力，这种能力主要包括在联网 周 期 性 诊 断修复、申请诊断 以及单机诊 断。诊 断 内 容 包 括 ：

CPU模件故障； 电源故障； 通讯故障； 模件故障；

硬 件 及 其 接 口 自 检 ： 主要有外围装备、连接接口、多功 能 模 块 等等，每当发现出操作问题的时候，就可以迅速发出报警信号 ；

掉电保护；

冗 余 模 件 检 测 及 自 动 切 换。当使用 主 用或者备用的 形式 工作 的 模 件出现操作 故 障必须 停止 工作的时候，备 用 模 件 就可以 不 停止 工作并且 无影响 地 转换成 主 用 模 件。

5.2 应用界面与说明

5.2.1 上位机操作界面

① 用户登录

当系统没有成功登录之前，点击“登录”键，就会弹出如下图5.1所示的登录页面，这是可以开始进行登录：

图5.1 系统登录窗口 Fig.5.1 The system login window

加入用户名和相关口令之后，点击“登录”键开始确认。

使用有效时间可以设置登陆完成，在使用者成功登录之后，在规定的时间之内，可以获得一定的使用权；在超过规定时间之后，就必须再次登录。当用户已登录成功后，可取消登录。

系统工作页面如下图5.2：

图5.2 系统运行画面

Fig.5.2 Running screen of the system ②系统功能区

系统功能区处在工作页面的最底端，可以完成系统功能的开启、转换以及修复更改时间等任务，如下图5.3。

图5.3 系统功能区所有的图标 Fig.5.2 The system function button icon

每当使用者获得 与之对应 的 权利 时，就可以开启或者转换其各种功能。注 ： 操 作 权 限 中，0维 护 人 员，2操 作 员，4系 统 最 低 权 限。

表5.1 各种功能图标使用说明 Table 5.1 System function button instruction 功能图标

数据库内部以及初级测试点概况

系统退出

系统帮助

0，1，2，3，4，5

系统组态

0，1 0，1

用户图形界面 流程管理 报警一览表 光字一览表 历史数据库查询 系统配置与健康管理

0，1，2，3，4，5 0，1，2，3，4，5 0，1，2，3 0，1，2，3，4，5 0，1，2，3，4，5 0，1，2，3，4，5

0，1

具体功能

工作权限 功能图标

具体功能 紧急停机 操作票系统

工作权限 0，1，2，3 0，1，2，3，4，5

报表系统

0，1，2，3，4，5

③ 系统组态功能界面

1）综合数据库功能页面如下图5.4所示。

图5.4 数据库组态界面

Fig.5.4 Database configuration interface

2)系统配置界面如图5.5。

图5.5 系统配置界面

Fig.5.5 System Configuration interface

3)历史数据库计算页面如下图5.6所示。

图5.6 历史数据库计算页面 Fig.5.6 History database editing interface ④ 简报区

简报区，也就是事件简单报告窗口，能够完成维护事件、数据信息、综合资料、修复自动诊断数据以及自动诊断资料，与此同时还能够完成上述所有数据的整体或者局部选择性显示。简报窗口如图5.7所示。

图5.7 简报信息窗口

Fig.5.7 Briefing Information Window

第四篇：浅谈智能视频分析在高速公路监控系统中的应用

浅谈智能视频分析在高速公路监控系统中的应用

[来源] [发表时间] 2010-2-21 15:40:00

本文从集成商的角度探讨当前高速公路监控系统对智能视频分析的需求，智能视频分析在高速公路交通领域的应用情况，存在的问题以及将来应用的前景。

视频监控在高速公路机电工程的应用

高速公路机电系统主要有常规三大系统：收费系统、通信系统、监控系统。视频监控在高速公路监控系统中的应用非常广泛，主要应用在收费系统、道路监控系统、隧道监控系统以及管理用房的监控当中。

在收费系统中的应用

收费系统中的视频监控主要包括对收费车道、收费亭、收费广场、收费站房监控。在日常业务管理上，视频监控系统用于收费管理人员对收费广场的交通流，收费员对车型、车种判别情况（收费信息叠加在视频图像上）以及收费员与司机交流进行直观的监视，是一个重要的管理手段；在突发意外事件的处理上，视频监控系统既能尽早提供预警信号，也是事后稽查突发事件的重要依据。

在道路监控系统中的应用

在道路监控系统中，通常在匝道的出入口立交、桥梁、长下坡等重要地点设置动态监控点，现在一些重要主干高速路段，全程每2公里设置一个监控点，配置高倍数变焦镜头和云台，实现整条道路的全程监控。

隧道监控系统中的应用

在高速公路中，由于隧道环境特殊，且在一定距离内空间封闭，一旦在其中发生交通事故，救援以及疏散等问题难度非常大，因此，对于保证隧道安全运营的隧道监控系统，越来越得到工程建设者和管理者的重视。隧道机电系统主要由五大系统：隧道监控系统、隧道通风系统、隧道照明系统、隧道供配电系统及消防系统。这些系统不独立存在，通过软件组态形成后台控制系统，各系统是有机结合在一起的，相互联动。

而在隧道监控系统中，通常隧道内每150米设置一个固定监控点，在人行横洞、车行横洞、隧道口设置云台或快球，实现动态监控。

通过视频监控系统，将隧道互通枢纽的交通状况、道路状况、能见度状况传到监控中心或隧道管理站，在监控中心或隧道管理站监控室闭路电视监视器或大屏幕投影系统上显示，结合视频事件检测系统，为选择正确的交通控制策略提供依据，并可对视频图像进行实时分析和录像，以便分析及取证。应用现状

以往受视频分析处理技术条件所限制，对视频信号的分析判断主要依靠人的决策，随着视频智能分析技术的进步，在高速公路监控系统的应用上，视频信息处理正从一种辅助决策工具逐渐向自动决策系统方式过渡。当前智能视频分析技术在高速公路监控系统中成熟的应用是车牌识别系统、事件检测分析系统以及视频交通状态检测系统。车牌识别系统已经基本取代了人工录入车牌这一原始方式；事件检测分析系统当前已经被高速公路管理者逐步接受，在高速公路监控系统中已经广泛应用；车辆检测系统与线圈车检系统、微波车检系统三种车辆检测系统，已经成为高速公路机电系统最主流的车辆检测方式，交通状态检测系统也逐步成熟，已显示出独特的优势，正获得道路管理者尤其是交警部门的青睐。

车牌识别

车牌识别系统是智能交通最基本的组成构件之一，目前应用已经非常成熟，是高速公路收费系统的一个重要组成部分，识别系统以自动车牌号码识别为基础，可以对通过的车辆进行自动登记、验证、监控、报警。通过车牌识别系统，高速公路入口收费系统可以在通行卡（票）上保存系统识别车牌号码及车牌图片二值化信息，在高速公路出口利用车牌识别系统对车牌号码或车牌图片二值化信息进行匹配，判断通行卡（票）代表的入口车辆是否为

出口车辆，可以有效地发现和避免换卡行为。同时系统所定位出的车牌图片和识别出的车牌号码成为管理、查询通行车辆的重要途径，可以有效地加强收费管理，限制和发现舞弊行为。

事件检测分析

高速公路用视频监控路段运行，监控人员不可能长时间不间断盯着屏幕监视，如果依赖于回放检索，会导致时间处理滞后。因而，事件检测分析系统在高速公路监控系统中得到广泛的应用。事件检测分析系统在图像覆盖范围内，能够进行各种交通车辆、事故进行自动检测。系统在每个类型车道（超车道、行车道、紧急行车道、紧急停车带、三角地带）和一般交通状况下能自动检测下列状况：车辆停驶、车辆减速、车辆超速、车辆低速、车辆逆行、车辆排队长度超过阈值、交通拥堵、行人、车龙、遗撒遗弃物、烟雾和火灾等。并且提供相应的交通数据实时测量：流量、速度、占有率、车头间距、队列长度、车辆分型等。当发生交通车辆事故时系统能够快速自动报警和录像，为道路的交通安全管理和道路运营提供帮助。

而在隧道监控中，事件检测分析系统检测到有烟雾超过警戒报警，系统启动应急预案，指挥通风系统、照明系统和消防系统立刻联动，对监控信息自动采集，通过智能视频分析技术分析、判断并输出结果。

交通状态检测

当前在一些交通流量很大的高速公路中，尤其在许多大城市的绕城高速公路中，出入口匝道经常发生堵车，如何有效疏导交通是一个亟需解决的问题，视频交通状态检测系统结合交通诱导系统提供了解决办法。

交通状态检测系统通过对道路沿线的监控摄像机传回的视频信号进行分析和处理，自动识别出路段的交通状态（交通状态分为：畅通、拥挤、堵塞三种状态）；当检测到道路交通发生拥挤或堵塞时，系统通过语音报读、文字闪烁等方式进行报警，提示交通管理员及时对交通拥堵事件进行交通疏导处理，并可通过对交通拥堵数据的统计分析，为交通管理提供决策依据，把过去的被动式交通管理上升为主动式的交通管理，从而保证道路交通的畅通

运行，提高交通管理水平提供有力的技术手段。同时，与交通诱导等系统进行联动，在事件发生时，通过交通诱导系统发布交通信息，实现智能化的交通管理。

针对性开发智能视频分析技术

当今全国主要省份均实现了高速公路全省联网或区域联网收费监控，对于监控中心或片区监控中心来说，均需要面对海量数据，如何从海量数据中挖掘出有用信息，实现实时智能监控和“查看”视频，进行自动化的监控，提高监控效率，是当前一个值得挖掘的课题。针对高速公路应用特点，开发专用的、解决特定需求的智能分析产品，将会在高速公路监控领域得到很好的应用。目前业内也有一些结合本行业特点的系统，主要有以下三种。

·硬盘录像资料的稽查检索：目前高速公路联网监控已经实现了全省或区域硬盘录像的联网，高速公路稽查人员目前主要是通过人工快速浏览方式检索视频录像，审查收费员收费过程或其他人员在岗位工作过程中有无违规，在实际稽查过程中显然无法浏览所有海量的图像资料，只能通过抽查的方式实现，费时费力，效率低下，需要一套智能视频分析检索系统来提高工作效率，目前这一方面已经在做有益的尝试，已有初步的产品；

·基于视频的路径识别系统：联网收费在全国许多省份如火如荼的展开，随着联网收费的深入，高速公路路网规模不断扩大、加密，收费车辆的精确路径识别问题是人们迫切解决的一个问题，因而基于视频的路径识别系统开始出现并与与其他路径识别方式互补；

·基于视频的火灾检测系统：基于普通视频或红外热成像在火灾检测中的应用正在尝试，虽然目前不能取代当前光纤感温、光纤光栅或双波长的火灾探测系统，但也对视频分析的应用提供了一个很好的思路。

结语

智能视频分析技术很早在高速公路监控系统有局部的应用，现阶段车牌识别技术已经非常成熟应用广泛，交通事件检测分析和交通状态检测应用也正在快速扩大，但是其进一步发展还是面临着重重困难。

从使用上来说，最理想的状况当然是所有对交通视频的监看都可以由视频分析技术来完成，但现实并不能达成此种程度。当前视频分析技术应用还停留在实验阶段，不能很好地发挥作用。

除了受自身技术因素制约，高速公路监控系统中，分中心、区域中心及省中心的监控图像从前端数字化后经过多级编码，尤其经过不同厂家不同标准的设备后，图像质量不能保证，影响了智能视频分析结果的准确性。并且高速公路管理者对图像的实时性一直有要求，虽然有些并不是视频分析处理系统自身的原因，如编解码延迟、网络延迟造成，但综合实际效果有时让人难以接受。

虽然智能化在应用上还有许多挑战，但是智能化是视频监控不可阻挡的潮流与方向，随着智能视频技术的日趋成熟与业主管理方式及管理理念的转变，必然会产生广阔的应用前景。

第五篇：监狱智能视频监控系统正规版

苏州市监狱 智能视频监控系统解

决方案

——V1.0

南京大派软件科技有限公司

2015年7月8日

目录

苏州市监狱智能视频监控系统解决方案....................................................................................................................1 1 概述......................................................................................................................................................................3 1.1 1.2 1.3 2 监狱安防管理系统现状......................................................................................................................................3 监狱对安防系统的要求......................................................................................................................................4 大派科技智能视频监控系统..............................................................................................................................4

系统设计方案......................................................................................................................................................4 2.1 2.2 2.3 系统设计思路......................................................................................................................................................4 系统结构组成......................................................................................................................................................5 系统拓扑图..........................................................................................................................................................7 系统功能特点......................................................................................................................................................7 3.1 重点部位智能监控的特点..................................................................................................................................7

异常访客检测.............................................................................................................................................8 3.1.2 预防人员上吊.............................................................................................................................................8 3.1.3 预防人员高处触物.....................................................................................................................................8 3.1.4 预防飞物伤人.............................................................................................................................................9 3.1.5 窗户外检测.................................................................................................................................................9 3.1.6 预防窗户串供...........................................................................................................................................10 3.1.7 执勤人员睡觉提醒...................................................................................................................................10 3.1.8 哨兵脱岗检测...........................................................................................................................................11 3.1.9 夜起检测...................................................................................................................................................11 3.2 报警联动系统的特点........................................................................................................................................12 3.3 网络语音对讲系统............................................................................................................................................13 3.4 智能周界监控系统设计....................................................................................................................................14 3.4.1 智能周界监控系统系统设备介绍............................................................................................................14 3.4.2 门岗遇袭和大门防范...............................................................................................................................16 3.1.1

概述

1.1 监狱安防管理系统现状

为了更好地提高监狱系统的科学化管理水平，进一步实现监管业务管理信息化，实现全省范围的监管业务信息的高度共享和综合利用，在全省范围内实现各监狱系统监控系统与监狱系统管理信息系统的联网，使监管技术和监管信息管理技术集成联动使用。安防系统可以很好的提高监狱系统的科学化管理水平，但是，安防系统中各个子系统众多，每个子系统在监狱系统安防管理中都承担着各自不同的角色。监狱系统安防系统中一般分为以下几个部分：

1、音视频监控部分

音视频监控系统是安防系统的基础，也是监狱系统安防系统中核心的组成部分。在监狱系统的各个监室中都必须装有摄像机，用于监视监室中在押人员的一举一动。同时，在监狱系统的各个通道、放风场所、周边地区也都必须安装摄像机，避免监狱系统受到非法冲击。监狱系统的音视频监控系统通过大派科技网络视频服务器结合已有的网络条件实现远程传输，网络视频矩阵用于切换视频图象上屏幕墙，便于狱警监视；磁盘阵列用于数字视频资料的存储，便于发生案件时的取证。

2、行为异常检测系统

针对监狱系统内容易发生的自杀、遮挡摄像机、斗殴等严重影响监狱系统正常管理的一些区域，在摄像机后端采用大派科技智能视频分析服务器，进行行为检测，进行形成主动预防、提前控制的管理方式，进而提高管理水平和效率。

3、周界报警系统

监狱系统的周界围墙等地，安装大派科技智能视频分析服务器进行周界入侵检测。一旦监狱系统受到外界入侵，报警设备第一时间将报警信号传送给值班干警，便于事故的迅速处理。在监狱系统的内部，各个通道和一些重点防范部位，也都装有各种报警探头，用于内部的防范。

4、对讲和监听系统

在监狱系统的每个监室里，都安装有对讲和监听设备，用于在押人员和值班干警的通话。同时，为了更真实的了解监室内在押人员的情况，每个监室内都安装了监听头，干警可以随时通过值班室的主控设备获取到监室的声音信息。在监狱系统的家属会见室，也都装有对讲和监听设备。对讲设备用于在押人员和家属的沟通，监听设备用于狱警掌控在押人员的会见情况。

1.2 监狱对安防系统的要求

面对监狱系统安防环境的日益复杂，监狱系统对安防系统提出了更新的要求。具体要求如下：

1、主动式的智能视频监控报警系统

随着监狱系统视频监控系统建设的不断加强，在面对数量众多的监控场景时，监控人员无法及时有效的发现安全隐患，监控系统的应用价值不断下降，逐渐沦为被动式的事后录像查询系统。目前在晚上7点--早上7点期间，是监狱监狱系统对人员监管的灰色地带，例如监舍内殴斗、自杀、偷窃或身体骚扰等，即使所有监舍都装有监控装置，但由于监控点太多而且无法长时间看屏幕，导致在这个时间段实际上是监控管理的盲区。

2、多级联网的安防管理系统

要求安防系统具备多级联网功能，从市公安局到监狱系统再到监区。系统做到前端信息的共享，便于领导的远程管理，和出现事件时的统筹。

3、各个子系统的统一管理

目前大多数监狱系统的安防系统中的监控、门禁、报警、对讲等各个子系统，都是相互独立的，没有统一管理和相互联动。这样，在一些特殊情况下，整个系统不能相互呼应，也给安防管理留下了一些漏洞。因此，监狱系统要求各个子系统能够实现“一体化、集成化”的管理。同时要求各个子系统相互联动，使整个安防系统形成一个整体，更好的发挥各个子系统的作用，堵塞安防漏洞。

1.3 大派科技智能视频监控系统

针对监狱系统安防的现状，大派软件科技有限公司凭借着在监狱、武警部队等行业安防领域的设计经验，设计了这套“智能化”“一体化”、“集成化”、“数字化”、“网络化”的监狱系统安防管理系统。凭借着特有的技术优势，和多年来的设计经验，在本系统中融入了先进的“智能视频分析技术”、“音视频处理技术”、“信息处理技术”、“自动控制技术”和“网络传输技术”。本系统将视频监控、周界报警、门禁控制和对讲系统无缝集成，实现各个子系统在一个平台下的统一管理，并且实现相互之间的联动，使整个安防系统真正实现了“一体化”管理，满足了监狱系统安防的要求。

本系统针对监狱系统环境的各个细节作了专门的设计，专门针对监狱系统环境量身定做。系统设计方案

2.1 系统设计思路

为了满足监狱系统对数字化管理系统的要求，数字化监狱系统安防管理系统采用了“智能化”、“一体化”、“集成化”、“数字化”、“网络化”设计原则进行了设计。

智能化：

利用由南京大派科技基于全球领先的智能视频分析算法开发的智能视频分析系统，将原有的被动式监控转化为主动式的监控。

一体化：

大派科技的监管指挥系统采用一体化的管理平台，将监控、门禁、报警等功能模块实现了“嵌入式集成”，由统一的管理平台软件来管理，同时实现各个功能模块之间的联动。

集成化：

本系统除了将监控、门禁、报警统一管理之外，还为对讲等系统提供接口，实现和对讲的联动。同时，本系统还为“狱政信息管理系统”预留了友好的数据接口。

数字化：

本系统中的所有主控设备全部采用数字化管理主机，实现对整个系统中各个功能模块的数字化管理。

网络化：

本系统支持从前端监区值班室到监狱系统监控指挥中心，并支持若干网络终端的控制、报警、显示系统，使所有信息的传输畅通无阻。

2.2 系统结构组成

智能视频监控系统在物理结构上可以分为“前端监区值班室”、“监狱系统总控中心”、和“领导坐席”等几个部分。

监区值班室（分控制室）：

监区值班室是系统的最前端一级管理部门，负责前端视频图像、门禁控制、报警控制等信息的采集和控制，同时负责和对讲的联动。

在监区值班室安装监控主机和报警管理服务区。监控管理主机是监区值班室的核心设备，负责管理视频图像和监区门禁控制、周界报警、民警巡更以及对讲等设备的联动，构建“安防一体化”管理平台。

监控管理主机和报警管理服务器通过监狱系统的局域网络，和监狱系统监控指挥中心联网，形成两级联网管理结构。

监区内的所有门禁、巡更控制信号，通过通信总线，连接到监区值班室的AM1024报警管理服务器，由管理平台统一管理。监区内所有的报警信号，也都集中在监区值班室，由报警管理服务器集中管理，并接入“安防一体化”管理平台统一管理。

监区内的对讲系统，由管理平台管理，和视频监控信号联动。实现对讲呼叫时，联动切换该监舍图像。

监狱系统监控指挥中心

监狱系统监控指挥中心是整个监狱系统的中枢指挥机构，承担着对所有监区和其他值班室的视频图像、门禁控制、周界报警、对讲等功能模块的统一管理。监狱系统监控指挥中心使用卓扬科技VE2008HA网络视频解码矩阵，将前端各个监区的视频信号输出给屏幕墙进行监视，可以设置所有视频信号的群组切换。监狱系统监控指挥中心值班人员，可以通过中心管理软件实时查询各个监区值班干警的值班记录和交接班情况，同时可以实时查询在押人员数目等数据信息。

监狱系统监控指挥中心安装监管中心管理主机，对前端各个监区的数字监管主机进行统一管理。监狱系统监控指挥中心的监管中心管理主机，采用多级电子地图管理，整个监狱系统

可以用一个整体的地图显示，在地图上点击各个子图层的图标，就可以直接进入各个子图层。所有设备的运行情况在电子地图上一目了然，便于监控和管理。监管中心管理主机采用“电子地图分屏显示”的方式工作，一个画面显示各个视频点的视频图像，另一个画面显示电子地图，更加便于监控和管理。

当前端有报警信号上传时，系统自动弹出报警点所在的电子地图图层，同时报警点图标闪烁，提醒值班管理人员。报警信号可以触发本地录像。同时监管中心管理主机可以和前端各个监区之间实现“双向对讲”功能，出现任何情况，中心可以很方便的和前端进行通信，便于指挥和事故处理。

监狱系统监控指挥中心设置监管中心服务器，该服务器负责对整个系统的安全验证、系统设置和视频传输的流媒体转发。

监狱系统各个分控端

在监狱系统中的各个管理职能部门都安装有分控端，这些分控端包括“监狱系统领导分控”、“武警值班室分控”和“中门值班室”。在监狱系统领导和武警值班室，分别安装“分控软件”，在分控软件上，监狱系统领导和武警可以根据自己的相关权限，浏览和控制前端的设备。同时，前端各个值班室有报警信息时，系统会自动区分将报警信息上传给有权限的分控端。各个分控端，可以根据自己的权限，对报警信息进行消警或向下发布等处理。

2.3 系统拓扑图 系统功能特点

监狱系统等监管部门是关押人员的重要场所，属于一级风险单位，因此对安防系统的要求很高。传统的监控、门禁、报警、对讲等单一的子系统在监所环境中已经越来越多的体现出其局限性；加之传统的监控系统多为单机工作模式，对多级联网管理支持不够，所以监狱、监狱系统等监管部门的安防系统急需一体化、集成化、数字化、网络化的解决方案。极大的提高了相关监管部门的日常业务管理能力、安全防范能力以及应对紧急突发事件的能力。

3.1 重点部位智能监控的特点

针对监狱系统内部分高危区域系统卓扬科技智能视频分析系统来进行主动式防范，特别是针对自杀、上吊、斗殴等非法行为进行自动识别，提前预警，加强管理效率，并且提高管理预见性。

3.1.1 异常访客检测

在监狱出入口或者监狱中重要场所的出入口部署摄像头，当访客进出时，对该访客进行人脸识别，和黑名单库进行比对，若是非法访客，则报警；若不是非法访客，则记录其进出时间，若该访客只有进入时间无出去时间或者只有出去时间无进入时间，则视为非法访客，自动报警。

3.1.2 预防人员上吊

对视屏监控画面区域进行智能视频分析，当有人员企图以上吊形式自杀时，系统将立即预警，第一时间提醒监控管理人员进行预警确认，达到对人员自杀行为的有效防范。

3.1.3 预防人员高处触物

对视屏监控画面进行智能分析，当有人触碰系统规定高度物品时（如：高处悬挂的电视机、高处安装的摄像机等），系统将立即预警，提示监控管理人员进行预警确认，达到有效控制人员非法触碰高处物品。

3.1.4 预防飞物伤人

对视频画面进行智能分析，当有人抛仍物体时，系统将进行预警，提示监控人员对预警进行确认，了解情况，第一时间发现扔物伤人，及时控制事态升级，防止发生群殴事件。

3.1.5 窗户外检测

对监狱室外窗户区域进行智能监控，当有人员伸出头手或则丢弃传递物品时，系统将立即预警，提示监控管理人员进行预警确认，以便及时观察非法情况发生。

3.1.6 预防窗户串供

对监狱室内临近窗户区域进行智能监控，当有人员进入靠近窗户区域时，系统将立即预警，提示监控管理人员进行预警确认，以便及时阻止非法情况发生。

3.1.7 执勤人员睡觉提醒

对监狱管理人员执勤情况进行智能监控，当执勤人员睡觉时，系统将立即预警，提示监控管理人员对预警确认，提高对执勤人员的管理。

3.1.8 哨兵脱岗检测

对哨兵站岗进行智能分析，当哨兵不在岗位时，系统将立即预警，提示监控管理人员进行预警确认，了解哨兵离岗的原因，第一时间进行情况处理。

3.1.9 夜起检测

目前在晚上7点----早上7点期间，是监狱看守所对人员监管的灰色地带，例如监舍内殴斗、自杀、偷窃或身体骚扰、越狱等，即使所有监舍都装有监控装置，到由于监控点太多而且无法长时间看屏幕，导致在这个时间段实际上是监控管理盲区。

3.2 报警联动系统的特点

结构示意图

本报警联动系统是以南京大派软件科技有限公司的智能监控报警网关为核心建立在以太网基础上传输的。系统是以智能报警网关为硬件的核心设备，通过智能报警网关接受报警信息，通过TCP/IP方式以太网数字信号网络传输的，系统本身具备报警及报警转发功能，同时通过计算机+报警联动软件的方式，接收网络中报警信号，并通过语音、报警等方式提示值班员，同时可实现转发，安装报警联动软件的计算机通过授权可将收到的报警信息转发至其他报警联动计算机上。

3.3 网络语音对讲系统

监狱联动语音对讲系统是南京大派软件科技有限公司根据监狱管理的业务需求而专门开发、生产的一款基于监狱的三级管理模式而定制化的产品。

监狱联动语音对讲系统可实现哨位间的呼叫、通话，哨位和中队值班室的呼叫、通话，中队值班室对哨位的音频广播、监听等功能，支队值班室对中队、哨位的呼叫,机关及其上级的呼叫等功能。

3.4 智能周界监控系统设计

在监狱系统警戒墙上安装高压脉冲电网并配合基于智能视频分析算法的智能周界监控系统，用于发现和制止在押人员脱逃和外部侵入。

一、高压电网系统应具有脉冲调制技术、数据采集技术、高压技术、智能分析技术，应集防范、报警、监控于一体。值班人员应能通过主机上的界面掌握电网的运行情况、发生警情，系统能立即显示报警区域并发出声光报警，高压电网必须采用公安部指定的厂家和产品。

二、配合高压电网的周界控制系统必须安装基于智能视频分析算法的智能周界监控系统，在周界外围或内部出现人员徘徊或者入侵时系统能够自动分析主动预警，同时设置缓冲报警带，在在押人员靠近周界一定距离的状态下，系统即产生报警。

3.4.1 智能周界监控系统系统设备介绍

翻越围墙的情况可以在围墙上设置警戒线来预报翻越围墙警情。靠近围墙或紧贴围墙有企图翻越意图可以通过在围墙下设置窄长形区域进行进入区域限制。当然，此时如果要追求比较好的效果，则最好让摄像机平行于围墙架设，这样的效果比较好。

围墙周边的徘徊完全可以通过现有的徘徊逗留规则进行配置和防范。围墙处丢弃不明物体也完全可以通过弃置识别规则进行配置和防范。

通过围墙旁边的树木攀爬进而翻越，则最好安装必要的摄像机对着树木进行监控，预防有犯罪分子爬树。

1)进入警戒区域

当物体、车辆和人进入事先设置好的警戒区域后，自动报警。

2)跨越警戒线

这个规则可设置在围墙上，防止有人翻墙，也可设置在地面上，做到进入前预警。

3)区域内徘徊、滞留

对围墙警戒区域、大门口等重要部位防止人员徘徊和滞留。

4)遗留物体检测

对内外警戒区域、大门哨位及内重要区域进行遗留物检测，发现有遗弃物体立即报警。

3.4.2 门岗遇袭和大门防范

1）入侵检测

为了保障哨位和重要场所的境界安全，对每个场景设定好警戒区域，并设置识别规则，一旦有异常情况出现，立即进行报警。

2）穿越检测

对于不能用区域入侵报警的场所划定警戒线，一旦人或车穿越警戒线就报警。

3）人员聚集检测

对于大门及周边周界出现3人以上，或者正常警戒范围出现5人以上的突然聚集，进行报警。在规则的框架之内，只要突然出现3人或3人以上停留超过10秒以上就被判定为人员聚集。

4）防冲撞防加速检测

对于大门口的防冲撞和防加速可以使用双警戒线规则来进行检测。在镜头处设备2条警戒线，线之间的间距根据实际情况确定，大致范围在5-8米之间，在跨越第一条警戒线之后3秒内又再次穿过第二条警戒线则报警。