防外力入侵在线监测系统设计方案

1、公司名称:武汉星创源科技有限公司 防外力入侵在线监测系统设计方案目 录1.项目的必要性 . 22.预警功能的实现 . .332. 1预警功能的概述 . 32. 2红外 /微波探测器 . .332. 3震动探测器 . 52. 4声光警号 . 62. 5音频功能的实现 . 72. 6图像功能的实现 . 83.技术方案 . 93. 1系统结构原理图 . 93. 2监测系统组成及运行环境 . 103. 2. 1监测装置 . .10103. 2. 2数据处理系统 . .10103. 3主要技术参数 . 113. 4监测系统特点 . 123. 4. 1监测装置特点 . .12123. 4. 2数据处理系统

2、特点 . .13133. 5监测系统通信、供电和运行方式 . .14143. 5. 1通信方式 . .14143. 5. 2供电方式 . .14143. 5. 3运行方式 . .14144.项目意义 . 154.1图像功能在巡检中的作用 . .15154.2图像功能在反外破方面的作用 . .1717地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真21.项目的必要性随着电力系统规模的扩大, 高压远距离架空输电线路日益增多。 高压输电线 路分布范围广,穿越地区地形复杂、气候条件多变,传输距离远,时常发生输电 线路事故。 防外力入侵在线监测系

3、统, 是采用高灵敏度的红外报警启动即时拍摄 监控现场、 视频录象以及启动即时抓拍检测现场图片, 使用户在监控中心就可以 获取远方施工、事故及设备运行等现场的实时视频图像,实现远方监控功能。防外力入侵在线监测系统旨在应对影响高压输电线路安全的主要外力破坏 因素,提供一套可扩展的基于 3G 无线网络、太阳能(风能 、视频图像采集、 微波、 红外、 震动探测及时双向语音的先进技术, 对外破事件实现人工智能预警 及辅助线路维护人员及时发现位于高压输电线路附近的警戒区域的盗窃破坏、 违 章施工、违章建(构筑物、高杆植物、漂浮物、山火及鸟害等危险因素,提高 电力线路安全运行水平和智能化、 信息化管理水平,

4、 避免发生高压输电线路上的 外力破坏事件;输电线路防外力入侵监测系统由以下 3个功能模块组成:A :预警功能模块:用于盗窃破坏、塔体倾斜、意外撞塔(杆等外破事件 监测的红外信号分析传感器、震动信号分析传感器,用于预警威慑的声光警号。B :用于违章施工、违章建(构筑物、高杆植物及自然灾害等外破事件监 测的图像采集设备;同时可用于对线路本体、附属设备、线路通道环境图像 /视 频监测巡检。C :用于对现场监听的声音采集设备,语音警告用的功放及扬声器设备。防外力入侵在线监测系统功能图地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真32.预警功能

5、的实现2. 1预警功能的概述预警功能的实现通过安装于杆塔本体上的红外探测器和震动探测器对监测 区域内的非法入侵、 盗取塔材、 非法取土等行为进行智能监测和分析, 并根据情 况触发声光警号,对外破行为进行威慑和警告。预警功能共包含以下设备:A :安装于塔体四周的 4个红外 /微波探测器;B :安装于塔体四周的 4个震动探测器;C :安装于塔体中上方的声光警号;2. 2红外 /微波探测器上图以 110KV 千字型 9米转角塔为例,如图所示,红外探测器安装于塔体 第一层平台约 3M 高度位置,红外微波探测器均正对塔体下方, 4个方向的红外 微波探测器分别监测塔体 4个区域,监测示意图如下图所示:地址

6、:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真4如上图所示, 当红外 /微波探测器探测范围内出现非法入侵行为时, 红外探测 将输出报警信号,并通过 3G 网络将警报信号传输至中心站平台,同时触发现场 声光报警器进行警示和威慑。其逻辑框图如下:地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真52. 3震动探测器上图以 110kV 千字型 9米转角塔为例,如图所示,震动探测器与红外探测 器一样安装于塔体第一层平台约 3M 高度位置, 4个方向的震动探测器分别监测 塔体 4基座 4 个区

7、域,监测示意图如下图所示:如上图所示,当震动探测器探测范围内出现非法行为产生不正常震动量时, 震动探测器将传输出报警信号,并通过 3G 网络将报警信号传输至中心站平台, 同时触发现场声光报警器进行警示和威慑。其逻辑框图如下:地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真62. 4声光警号上图以 110KV 千字型 9米转角塔为例, 如图所示, 声光警号与监测代理服务 系统设备一样安装于塔体第二层平台约 8M 高度位置,安装朝向以达到最佳警报 示目的为准安装,其声光覆盖范围示意图如下:地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话:0

8、27-87774437传真7如上图所示,行为分析系统发出触发信息时,声光警号将持续可调节的 5600秒输出警示声音及灯光,威慑或警示正在发生的违法行为,其声场覆盖范围 最低可达 50米半径的圆形范围。2. 5音频功能的实现音频功能的实现通过安装于杆塔本体上的扩音设备及音频采集设备对塔体 周边环境声音进行采集并通过 3G 网络传输至中心站,中心站根据需要可实现与 杆塔前端的实时双向对讲,并在非法行为发生时通过 3G 网络向前端进行喊话, 阻止正在发生的违法行为。上图以 110KV 千字型 9米转角塔为例,如图所示,扬声器及音频采集器安装地址:武汉市洪山区东信路光谷创业

9、街 10栋 电话真8位置与监测代理服务系统设备一样安装于塔体第二层平台约 8M 高度位置,其覆 盖范围示意图如下:2. 6图像功能的实现图像功能的实现通过安装于塔体本体上的球形摄像机及枪式摄像机设备对 杆塔本体、线路本体、及通道环境进行实时图像采集,采集的视频及图像通过 3G 网络传输至中心站, 中心站根据设备图像健康状态表达模型及健康指示参数, 运用智能决策算法诊断出设备当前的健康状态,并预测设备寿命。 图像功能设备的安装位置地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真9如图

10、所示,塔体本体上共安装摄像机 2台,枪型摄像机 1对线路本体及线路 区域环境进行观察; 球型摄像机 1用于对瓷瓶本体、 铁塔锈蚀状态、 线路环境等 进行图像采集和视频采集。3.技术方案3. 1系统结构原理图 整个系统由视频监控装置和数据处理系统组成,系统结构框图见下图:防外力入侵在线监测系统结构框图(1视频监控装置视频监控装置安装在杆塔、变电站或者其它建筑上,包括监测摄像机、通地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真10信模块和电源系统等。视频监控装置具有远距离 3G 无线通信接口,可以将视频 数据传输到数据处理系统进行显示。(

11、2数据处理系统数据处理系统由数据处理服务器,客户端以及不间断电源组成。3. 2监测系统组成及运行环境3. 2. 1监测装置硬件组成:(1智能球型摄像机(具有夜视功能 :1套(2枪式摄像机:1套(3供电系统(太阳能板、蓄电池、充电控制器 ; 2套(4主机箱(含解码器 :1台;(5前端设备数据通讯连接电缆、接头及屏蔽,配套安装固定夹具;运行环境:环境温度:-25 +45工作温度:-40 +85相对湿度:5%RH100%RH大气压力:550hPa 1060hPa3. 2. 2数据处理系统硬件配置视频数据处理服务器客户端 PC 机不间断电源软件配置服务器操作系统 Windows Server 2000

12、;客户端操作系统 Windows XP /Window2005等;视频智能分析应用软件。数据处理系统接收视频监控装置采集的视频数据, 视频是实时、时时传输的,在监控室可以远端遥控摄象机,比如能将镜头拉近、 拉远。 视频数据一般保存一个月时间, 视频可以回放。 对重要或者有事件发生的地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真11视频片段可以另外保存,方便回放处理。3. 3主要技术参数工作电压:DC 12V功 率:最大 25W通信方式:3G/GSM/CDMA/GPRS报警功能:支持 4路报警输入, 2路报警输出工作电压:太阳能+蓄电池

13、,可选配风力及太阳能电池双充电功能; 工作时间:阴雨天正常工作大于 30天;监测单元运行环境温度:-40+85;监测单元运行环境湿度:不大于 98%RH;蓄电池使用寿命:5年以上;太阳能电池板使用寿命:10年以上;软件系统:终身免费升级;智能球型摄像机:(可根据要求选配1.像素数:PAL :752(H×582(V2.焦距:23X 光学变焦 3.水平解析度:540TVL 4.水平旋转角度:360°连续旋转 5.垂直旋转角度:-592°6. 预置点:255个,数据断电记忆枪型摄像机:(可根据要求选配1.像素数:PAL :976(H×582(V2.分辨率:70

14、0TVL 3.同步方式:内同步 /电源同步 4.信噪比:>62dB 5. 视频输出:1Vp-p/75红外 /微波探测器的技术指标:地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真121.多普勒(效应 +能量分析 2.微波采用 X Band 平面式天线 3.微波探测器范围可调节 4.全方位自动温度补偿,超强抗误报能力 5.动态阀值调节技术,有效地防止干扰 6.采用下视窗设计可消除探测死角 7.报警输出 NC/NO可选 8. 人工智能技术,辨别入侵者和干扰信号震动探测器的技术指标:1、震动能量分析2、震动灵敏度可调节3、超强抗误报能力

15、4、动态阀值调节技术,有效地防止干扰5、全方位触点接触技术,全面有效接收各方向震动量6、报警输出 NC/NO可选7、人工智能技术,辨别入侵者和干扰信号声光警号的技术指标采用高品质树脂制成。 具备高强度性, 能适应恶劣环境。 科学的抛物线形反 射镜使光线扩散到很远。使用橡胶垫圈,符合防护等级 IP65,防雨防尘。工作电压:DC12V功率:小于 10W分贝:90dB3. 4监测系统特点3. 4. 1监测装置特点(1即时采集现场视频;(2综合管理图片和数据信息;(3监控容量大;(4用户权限管理;地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真

16、13(5远程遥控拍摄;(6终端设备工作状态监测功能;(7红外夜视功能。视频监测采集器通过红外夜视装置可实现夜间图像拍 摄。(8只要有 3G/GSM/CDMA/GPRS通讯网络的地方均可使用、不用自建、维护 通讯网络,通讯距离不受限制。监控系统不停电即可安装,安装地点灵活方便, 装置拆卸方便,在该测点不需要监控时可自行安装到其他监控点。(9在摄像机设定区域内侦测到移动物体时,通过网络传输一个报警信号 到指定的客户端上,并设定抓拍图像或进行录像及其他一些报警相关的动作, 比 如对入侵者进行语音告警提示;(10装置主机采用太阳能+蓄电池供电模式,并采用休眠、待机、定时启 动视频传输、报警启动视频传输

17、、短信启动视频传输等多种工作模式相结合, 实 现了真正意义的低功耗,在持续阴雨天条件下,设备可正常工作 30天以上;3. 4. 2数据处理系统特点(1能定时自动接收视频监控装置采集的视频数据;(2具有远程设置视频数据采集方式 (自控或受控方式 、自动采集时间的功 能;(3后台软件根据用户需求,数据采集密度可设置;(4能向视频监控装置发送对时命令;(5能远程修改视频监控装置的 IP 地址和端口号;(6能够回放历史视频;(7能监测视频监控装置的运行状态;(8终端设备工作状态监测、预警功能。客户端可以实现对远端设备工作状 态的监测、异常情况预警等功能。被监视的参数有:蓄电池电压(或供电电源电 压 、

18、太阳能电池板电压等;(9电力公司可设输电线路运行监控中心,安装图像监控服务器,则在该服 务器上可管理成百上千个监视装置, 服务器上可进行全网输电线路生产安全集中地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话真14管理和有关事件统计分析。3. 5监测系统通信、供电和运行方式3. 5. 1通信方式图像视频监控装置采用 3G/GSM/CDMA/GPRS通信方式传输数据。3. 5. 2供电方式图像视频监控装置采用太阳能方式供电,电源部分包括太阳能电池组件、 蓄 电池、充放电控制器,可选配风力及太阳能电池双充电功能。有阳光时,系统由 太阳能供电并

19、对蓄电池充电, 无阳光时由风力发电机对蓄电池进行充电, 蓄电池 无阳光使用的供电时间在 30天以上,蓄电池使用寿命为 5年以上。3. 5. 3运行方式系统可采用自动采集方式或者受控采集方式。(1工作原理系统由三部分组成,分别是远程视频采集监控终端(下位机,视频监控服 务器和视频监控客户端。 远程视频采集监控终端是一台高性能的嵌入式智能设 备,它部署在视频监控的现场,将实时采集到的现场视频数据进行压缩编码, 利 用 3G 无线传输模块将数据以 IP 包的方式发送到监控服务器。视频数据监控服务器和视频数据监控客户端分别是装有远程视频数据监控 服务端软件和客户端软件的 PC 机,它们都连接在互连网络

20、上,由于远程数据视 频采集器没有固定的 IP 地址,所以客户端主动去浏览监控视频和设置监控参数 都是通过服务器来中转的。(2工作过程远程视频采集监控终端有两种工作模式, 一种是自动工作模式, 它根据预先设定 工作模式情况时进行现场视频拍摄, 然后自动将视频数据上传到视频监控服务器 上,客户端可以连接上服务器下载监控视频;另一种工作模式是受控工作模式, 这种工作模式下, 远程视频采集监控终端一直等待客户端发送采集视频的命令或 者其它控制命令, 只有接收到控制命令, 它才会进行相应的动作, 这种模式可用 于客户即时获取现场视频和实时设置工作状态。地址:武汉市洪山区东信路光谷创业街 10栋 电话:0

21、27-87774437传真154.项目意义由于我国煤炭、水力资源分布的极其不平衡,决定了能源主要靠电网传输, 作为电网的重要组成部分的输电线路, 其运行安全性和可靠性越来越受到电力系 统运行和管理人员的重视。 提高输电线路运行和维护管理的自动化和信息化水平 具有非常重要的社会意义和经济效益。4.1图像功能在巡检中的作用通过系统的抓拍及视频功能,实现远程对线路本体、附属设备、线路通道环 境的实时观察, 并通过中心站的图像对比功能, 实现对设备的诊断, 并预测设备 寿命;如有需要提出检修建议计划。图像功能在巡检中的作用具体包含以下方面:1线路本体1、通过图像抓拍和视频功

22、能,实现对地基与基面在回填土下沉或缺土、水 淹、冻胀、堆积杂物等方面的缺陷、变化或情况观测。2、通过图像抓拍和视频功能,实现对杆塔基础破损、酥松、裂纹、漏筋、 基础下沉、保护帽破损、边坡保护不够等方面的缺陷、变化或情况。3、通过图像抓拍和视频功能,实现对杆塔倾斜、主材弯曲、地线支架变形、 塔材、螺栓丢失、严重锈蚀、脚钉缺失、爬梯变形、土埋塔脚等;混泥土杆未封 杆顶、破损、裂纹等方面的缺陷、变化或情况观测。4、通过图像抓拍和视频功能,实现对地接装置断裂、严重锈蚀、螺栓松脱、 接地带丢失、 接地带外露、 接地带连接部位有雷电烧痕等方面的缺陷、 变化或情 况观测。5、通过图像抓拍和视频功能,实现对拉

23、线金具等被拆卸、拉线棒严重锈蚀 或蚀损、拉线松弛、断股、严重锈蚀、基础回填土下沉或缺缺土等方面的缺陷、 变化或情况观测。6、通过图像抓拍和视频功能,实现对绝缘子伞群破损、严重污秽、放电痕 迹、断裂、钢脚严重锈蚀或蚀损等方面的缺陷、变化或情况观测。7、通过图像抓拍和视频功能,实现对导线悬挂漂浮物、严重锈蚀、电晕现 象、导线缠绕(混线 、覆冰、舞动、风偏过大、对交叉跨越物距离不够等方面 的缺陷、变化或情况观测。防外力入侵在线监测系统设计方案 8、通过图像抓拍和视频功能，实现对线路金具线夹断、严重锈蚀等方面的 缺陷、变化或情况观测。 2 附属设施 1、通过图像抓拍和视频功能，实现对各种监测装置缺失、

24、损坏等方面的缺 陷、变化或情况观测。 2、通过图像抓拍和视频功能，实现对警告、防护等标识等方面的缺陷、变 化或情况观测。 3 线路通道环境 1、通过图像抓拍和视频功能，实现对违章建筑，导线与之安全距离不足等 等方面的缺陷、变化或情况的观测。 2、通过图像抓拍和视频功能，实现对树（竹）与导线安全距离不足等方面 的缺陷、变化或是情况的观测。 3、通过图像抓拍和视频功能，实现对线路下方或附近有危及线路安全的施 工作业等方面的缺陷、变化或情况观测。 4、通过图像抓拍和视频功能，实现对线路附近有烟火现象，有易燃、易爆 物堆积等方面的缺陷、变化或情况观测。 5、通过图像抓拍和视频功能，实现对出现新建或改建

25、电力、通信线路、道 路、铁路、索道、管道等方面的缺陷、变化或情况观测。 6、通过图像抓拍和视频功能，实现对防洪、排水、基础保护设施坍塌、淤 堵、破损等方面的缺陷、变化或情况观测。 7、通过图像抓拍和视频功能，实现对地震、洪水、泥石流、山体滑坡等引 起通道环境的变化方面的缺陷、变化或情况观测。 8、通过图像抓拍和视频功能，实现对巡线道、桥梁损坏等方面的缺陷、变 化或情况观测。 9、通过图像抓拍和视频功能，实现对出现新的污染源或污染加重等方面的 缺陷、变化或情况观测。 10、通过图像抓拍和视频功能，实现对采动影响区出现裂缝、塌陷等方面的 缺陷、变化或情况观测。 11、通过图像抓拍和视频功能，实现对线路附近有人放风筝、有危及线路安 地址： 武汉市洪山区东信路光谷创业街 10 栋 电话：16 传真：防外力入侵在线监测系统设计方案 全得漂浮物、线路跨越鱼塘边无警示牌