1.   需求分析

        电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一。提供持续不断的电力供应服务和提高运营成本是一对相互矛盾的问题。QTouch变电站电力综合系统方案帮助电力维护部门进一步解决变电站高效维护、统一管理方面、远程监控的问题。

        电力企业为保证供电系统的正常运作和集中管理，已对远程的变电站建立了“四遥”系统，即遥测、遥信、遥控、遥调。QTouch变电站综合系统通过电力通讯网络把变电站的现场情况，包括场景、温度、湿度等信息集中到电力监控中心，并在监控中心与变电站间建立语音联接，便于管理和指挥排除故障。当发生突发事件时，系统可迅速升级为一个分布的指挥中心，帮助企业多级领导全局指挥。

变电站视频监控系统是一个开放的系统，可与多种应用系统集成，把变电站的管理控制从“四遥”变成“五遥”，进一步提高电力供应安全。变电站综合系统，促进供电安全，提高管理效率，实现目标：

(1)集中监控：所有变电站现场图像实时传送到中心，实现“遥视”功能。

(2)意外报警：对于非法进入人员或设备盗窃行为进行报警，保护财产安全。

(3)应急指挥：当对设备检修时远程中心可以实时了解检修过程，并指导复杂操作过程。

(4)分级管理：监控中心可以分多级、多点，同一组信息可以送到不同部门，可协同管理。

(5)信息完备：视频监控系统同时可以传送多种环境信息，包括环境温度、湿度、电压值、电流量等实时信息。

(6)过程录像：所有设备工作过程和检修维护过程均可定期或周期性录像保留下来，便于事后监督和故障分析。

(7)智能视频分析：智能视频监控是对系统设定目标智能检测跟踪并对比的技术，可以自动分析对比出变电站重点监控区域的异常情况，并探测和识别遗留物体，跟踪目标从而确定它是否会引发自定义的报警事件，通过已经定义好的报警方式向指挥中心预警。

(8)集成化高:系统具备各种连接接口，可实现与变电站综合自动化系统、消防系统、门禁系统等的连接、也可与MIS、EMS、SCADA等系统接口。

(9)操作简便：系统操作简单，安装容易，单个画面可完成所有重要操作。

2.   系统建设的目标及支持说明

        该系统可帮助电力部门实现变电站的无人值守或者少人值守，从而为推动电网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的信息技术保障。

变电站遥视系统的功能，主要体现在以下几个方面：

通过监控、安防系统，保护无人值守变电站设备的安全。

通过监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作。

通过监控、灯光联动、环境监测监视现场设备的运行状况，起到预警和保护作用。

配合其它系统（如变电站综合自动化系统等）的工作。

主要监控对象：

变电站（所）内场区环境。

对变电站（所）内的各主要设备间进行监视（包括大门、控制室、继保室、通讯室、高压室等）。

系统支持说明：

电力监控系统软件是一套专业性的电力监控组态软件，它基于多进程、多任务 Windows 2000/XP中文操作系统，用户界面友好、丰富、方便，所有窗口和操作均为全中文汉字化。完全开放的智能监控系统；能与第三方通讯支持DDE方式、OPC方式、ODBC接口；支持与能源动力监控系统、分级管理系统的数据交换。

措施：

系统采用先进的在线监测、传感器技术、数字处理技术、无线通信技术,通过安装在电力设备上的多种传感器和现场监测装置，远程在线监测、监视电力设备的运行状态及设备周围的环境状况,当电力设备或设备周围现场发生异常时（如:设备上覆冰、覆雪、倒塔、断线等），能在第一时间自动采集、并向上级远方监控管理中心发送监测信息（数据、语音、等）和报警信息，使运行人员在远方监控管理中心可及时直接了解设备运行状态，直接对现场进行监听、监视，将故障消灭在萌芽状态。

同时能实现仪器仪表的显示状态远程传送，便于了解设备的运行状态的一致性，直接确认状态信息。

变电站分别在各个重要设备及变电站内外安装摄像头。另外，设计报警器可以接入多路报警量及控制量，我们在重要的出入口和设备处安装了红外/微波双鉴报警器，在变电站四周围墙墙头设计安装红外对射报警器均接入报警器，在每个房间，安装了双鉴报警探测传感器，有些房间，通过联动装置，可以控制照明设备。解码器通过TD总线与监控主机相连，在某些设备的房间，还安装了监听器。

所有的变电站的监控主机通过供电局的内部网联接到市供电局监控中心，供电局应为每个变电站提供了2M的带宽，用以保证每个变电站可以切换上传1到4路音视频。

3.   设计依据

系统配置是根据业主需求及国家或行业批准发布的相关产品/系统标准而设计的。

GBJ16-83《建筑电气设计技术规范》

GA/T 75-94《安全防范工程程序与要求》

GA/T 70-94《安全防范系统通用图形符号》

GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

GBJ232-82《电气装置安装工程施工及验收规范》

GBJ300-86《建筑安装工程质量检验评定统一标准》

GBJ303-88《建筑电气安装工程质量检验评定标准》

GA16796-97《安全防范报警设备安全要求和实验方法》

4.   基本功能

5.   综合功能

监控平台主要实现以下三大综合功能：

1)   面向报警联动的协同指挥调度

        整个系统里面包含多种多样的报警信号采集设备，包括视频报警信号，电子报警信号等。本系统将所有报警信号分成移动报警，探头报警，视频丢失报警三类，并且在每一类报警信号发生后提供了大量的联动动作，各级监控中心视频界面与电子地图双屏显示，现场情况一目了然，前端发生报警，同时传输至各级监控中心，系统激活报警电子地图层，自动定位报警点显示相应的报警图标，弹出更详细的电子地图，在报警点所在的地理位置高亮闪烁，进而标示出控制区，报警点附近的快球会按照预先设定好的预置位定位到相应的区域，弹出视频监控窗联动视频显示，还可以将与报警现场关联的多个前端一起切换，有针对性地布控追踪。

2)   面向资源共享的综合指挥调度

        整个系统基于分布式多叉树组网模式，可以设置多级监控中心，通过多台中心服务器和对应的逻辑关系，进行分级监控和管理，不受距离限制，可以部署到任何地方，便于跨区域、大范围组网，真正实现大型分布式集成管理系统，监控中心是整个变电站监控系统的核心部分，汇接各种监控资源，将所需的视频、音频、数据信息进行编码和存储，并根据授权进行实时播放、检索和浏览，是实现互联、互通、互控和满足实际应用的共享平台，各平台之间也能够全面互动，实现多种跨区域各类监控资源的有效共享，实现所有机构的上下级调用和协同作战，完成联网状态下的级联管理、权限管理、控制管理以及应用管理等能力，为各相关职能部门和各级领导决策、指挥调度、取证提供及时、可靠的信息，确保电力变电站的安全可靠性。

系统按照“数据融合、设备融合、系统融合”的原则，制订基于控制机制的系统接口规范和XML数据交换格式，可以将客户各类现有管理子系统、业务信息系统整合到平台下，采用OCX 控件与DLL 动态链接库模块化开发，支持多种型号的多个设备，每种设备通过注册模块来连接上平台，可将不同时间、不同厂商、不同硬件环境、不同软件环境下建成的各子系统按照统一系统接口规范，平滑地接入平台系统，实现与第三方系统的无缝集成，便于客户对原有系统的改造和升级。 

3)   面向网络存储的远程指挥调度

        整个系统采用专业流媒体技术来支撑高性能的存储和转发。同时分布式多服务器架构支持海量存储和转发，来完成在整个电力远程监控网中视频信息的全网共享，系统利用分布式的存储，也就是把视频监控分布存储于各个变电站分服务器上，其上级服务器通过网络进行视频信息的应用。系统是通过利用服务器目录管理形成各级服务器的互相访问。系统可支持400 路的汇聚与转发和128 路录像文件的存储。同时支持单点双机热备份、上下级互备份和支持冗余录像，保障数据存储安全。分布式多转发中心架构，最大限度的分摊网络负担，避免网络瓶颈和拥塞，配合中继转发模式，支持应用层路由优化，限制无效网络流量的产生。

本系统在TCP/IP 网络协议之上开发了专用通讯层，针对数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占用率。该通讯层支持多种TCP/IP 协议的传输，包括TCP、UDP、RTP 和组播等。组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。 组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。组播可以大大的节省网络带宽，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送单一的数据包。 它提高了数据传送效率，减少了主干网出现拥塞的可能性。组播中的主机可以是在同一个物理网络，也可以来自不同的物理网络。

        通过视频的转分发技术，用户无论采用B/S端还是C/S端都能快速及时地浏览所需的视频资源，系统采用了大量的B/S应用，可将市、区各级指挥中心整合为一个整体，在局域网和广域网上，各级管理部门的指挥中心可协同完成各类突发事件的跨区域处置；同时也将指挥中心指挥调度的功能通过专网或Internet延伸到各级主管领导的桌面，便于领导随时掌握各类突发事件的信息、处置过程、处置结果，实现远程指挥调度，真正实现指挥中心的“网络化、桌面化、可视化”。

6.   系统总体设计

        变电站综合监控系统是由门禁系统、紧急报警系统、环境监控系统及视频监控（含移动视频监控）系统、视频行为分析等系统组成，各子系统既单独的运行，又相互联系。

系统组成如下图所示：

7.系统架构

7.1.  总体架构

7.1.1.用户界面层

    用户终端提供给用户交互操作接口，供用户访问系统。用户界面层针对不同的用户提供了不同的用户应用界面。用户界面层从功能上包括了报警管理、门禁管理、视频监控管理、电子地图管理、环境监控管理、系统配置管理、WEB服务等七个方面；从表现形式上，包括了C/S应用及B/S应用。

    为了方便管理中心对全局状态的掌握及指挥调度的方便性，对于管理中心采用一机多屏的显示方式进行信息显示与指挥调度，如下图一机三屏所示：左侧屏为事件屏中间的显示屏，集中显示报警事件的列表及相应事件的内容，让管理中心可以直观而实时地了解不同报警事件的状态，以便可以按不同优先级对不同的报警事件进行指挥调度；左侧第二屏为主显示屏（主屏），显示GIS主画面，以图形化的方式，显示路网结构、报警事件分布与状态、变电站安防设施分布及工作状态等信息，该屏幕为管理中心提供全局概览；第三屏主要用来表现管理中心感兴趣的具体的视频、照片等图形信息，如视频等信息。利用一机三屏模式管理中心就可以从宏观到微观来随时掌握各变电站当前的安全态势，同时可以将精力专注于警报事件，随时应对不同的报警事件，保证变电站安全。系统根据用户需求也可采用一机单屏、一机双屏、一机四屏等模式。

7.1.2.系统应用层

        承担事物处理的中间环节，负责和控制数据库操作，接受和处理客户端请求，负责系统的业务逻辑处理以及提供各类应用服务。应用层主要包括了门禁控制、报警联动、视频监控、温湿度监控、电压电流监控、烟感监控、水浸监控、对讲广播、设备巡检、变电站位置显示等。

7.1.3.设备接入层

设备接入层主要负责前端设备接入与控制，主要由以下几个子系统完成：

Ø  视频管理系统负责接入与控制编解码器与硬盘录像机等；

Ø  门禁系统负责接入与控制门禁控制器、入侵探测器等；

Ø  环境系统负责接入与控制温湿度变送器、电压电流变送器、烟感传感器、水浸传感器等

紧急报警系统负责接入与控制报警开关及报警输出设备，如警铃、声光报警等；

8.  平台特点

8.1.集成功能

        各个技术子系统完成不同范围内的任务，闭路电视监控系统完成视频的传输、显示与存储等。各子系统将这些功能集成到一个高层应用平台上来，由高层的集成平台针对同一件报警事件处理时，让各个不同的子系统同时协同工作。指挥中心将建立起一个集成各职能子功能于一身统一的操控平台，这是一个管理中心应用的平台。指挥中心的建设经历了单项子系统建设、各子系统统一由中心操控但各子系统相互独立、指挥中心系统集成三个阶段。目前已经发展到系统集成阶段，各个信息管理或技术子系统有可能采用不同的技术来建设，但应共同遵守接口规范，这样系统建设完成后指挥中心可以在一个统一的操作界面下对不同子系统进行协调联动。集成功能就是建立起一种技术路线，在指挥调度集成系统中可以与电力系统管理数据中心、技术子系统建立起互通互联的机制，实现从这些系统中采集信息的职能，从而收集各子系统产生的信息。已经建成的业务子系统如安防监控、门禁、智能分析、无人值守系统是电力管理的四大业务系统，这些业务系统在日常运行过程中不断产生着业务数据，经过抽取及加工变成了变电管理部门的业务信息，这些业务信息目前分别存储在不同的业务系统中，通过不同的查询系统为其它业务部门提供信息服务。而通过电子地图集成平台的集成功能实时反映到调度中心的操控平台中来，电子地图集成平台建成后将把这些系统所产生的信息统纳入到系统中，由系统对外提供对用户及应用的信息服务。

        各子系统的信息经过集成的链路，采集到系统中后，由系统完成电力部门对各变电站的安全监视功能。监视全市范围内的电力安全态势，当发现异常时及时向管理中心报警与提示。因此集成功能就是让电力管理部门可以看到电力安全管理相关的各种信息。