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文档简介

1、专业资料高压视频监控解决方案北京意科通信技术有限责任公司2009年3月word完美格式北京意科通信技术有限责任公司B BEIJING ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD目录 TOC o 1-5 h z 一、项目背景 2二、系统设计概述 2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 三、方案的关键技术 4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 传输部分 4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 单芯双向保护 4 HYPERLI

2、NK l bookmark10 o Current Document 双芯以太环网保护 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 双切环网链路保护 5单双芯混合组网 6视频采集部分 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 供电部分 7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 监控中心 9 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 四、系统方案特点 9高压视频监控解决方案第1页北京意科通信技术有限责任公司B BEIJI

3、NG ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD高压输电线路在某些地区经常发生由于冬季气候寒冷,造成电缆凝结冰凌后超过铁塔承重能力,或在某些强风地段由于大风的吹动造成电缆晃动程度过大而起铁塔发生晃动,而造成电缆断裂、铁塔倒塌的事故。鉴于对整个线路运行状况监控的需求,以及及时发现线路的各种安全隐患、避免重大损失,特制定针对高压输电线路的视频监控方案。本方案针对电力高压沿线网络特性以及恶劣气候环境,综合考虑电力系统地面数据专网定制了,电力高压线路视频监控的解决方案。本方案主要针对如何利用高压线路上电力复合光缆(OPGW进行塔上信息组网传输,长间距无中继视频信号传

4、输、塔上太阳能供电以及非 常规野外环境作业等特殊问题,制订了相应的解决方案。实际应用中,在跨度几百公里地域的高压塔沿线,环境复杂、气候恶劣、交通不便,人 员定期对线路进行巡视检查具有巨大困难的问题。因此本方案整体系统设计以及传输、图像采集、太阳能供电等关键设备选型时,在可靠性、稳定性、免维护性、环境适应性、远程集 中控制与管理等方面做了大量定制化的设计和改造,使方案更加适用于电力系统高压线路视频监控的使用环境,使项目可实施性更强,更具实用价值、和推广价值。:、系统设计概述整体系统的关键技术涉及三大部分,组网传输、塔上设备的供电以及图像采集系统。其中传输部分如下图所示, 我们将整个网络的传输分为

5、三部分,一部分是塔上 OPGWF输部分,一部分是电力系统地面数据专网,最后是监控中心本地局域网。本方案所涉及的核心问题是将前端图像采集系统将视频信号,通过OPG怫缆线路传输到中继站或相应的信息落地点,在信息落地点,经由电力系统地面数据专网的相关路由方式,传输至监控中心及各远程接入点O高压视频监控解决方案第2页标“北京意科通信技术有限责任公司 BEIJING ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD电理18WEB访问觇蛆取田均因图像经电力系统地面数据专网传送至视频监控中心后,由监控中心相关设备接管信号处理及控制权。如下图所示,图像传送至至监控中心后,经本地1

6、00M/1000M局域网,传至视频服务器进行处理,再经过相应设备的解码、存储处理之后,分配至各个部分的应用。针对高压铁塔的特殊安装环境,传统的供电方式无法满足塔上传输和图像采集设备的安高压视频监控解决方案第3页%*北京意科通信技术有限责任公司 BEIJING ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD装环境要求,本方案设计采用太阳能供电方式对塔上设备进行供电,因此供电方案和核心在于必须统一塔上所有设备的电压等级,同时尽量降低每个塔上设备的功耗,以降低供电系统的设计复杂性,同时对于控制器的设计、蓄电池的选择以及安装支架的设计也十分关键。因此在摄像机的图像采集部

7、分的主要问题是普通摄像机在低温环境下作业时十分脆弱, 抗低温存储以及保护措施是影响图像采集工作寿命的关键因素。三、方案的关键技术传输部分考虑到电力系统高压沿线跨度大,单点站距大,恶劣环境下单点无中继传输距离达到80至100公里,OPG姚纤资源使用情况复杂,同时信息落地后,地面网络接入环境多样。因此为了适应复杂的网络环境, 本系统采用光以太网交换机组建千兆光传输网络,结合电力地面光通讯站或变电站作为信息落地节点建立单双芯混用、环链混网的组网方式,为系统的传输提供完善链路保护。单芯双向保护在光纤资源相对紧张的网络段,传输链路只能提供单芯进行组网传输,方案可以采用单芯双向传输的机制进行组网。该机制在

8、一条光芯上串接多台交换设备,实现单芯单点最大60公里传输,以及多台设备进行接力式自中继交换传输,完成单芯长距离组网传输的任务。为了实现长距离链状光传输的链路保护,根据实际情况,建议在允许的条件下,将传输链上的一个或多个设备借助地面网络把信息落地,将上百公里的光传输链分段回传,以保证链上设备或某段线路发生故障时,不会影响正常工作设备点的图像回传。即当单点或者多点设备发生故障时,除故障设备外,其它设备的图像信息均可自动寻找最近的地面网络,将图像信息传送到监控中心。相反,如果某段线路发生故障,并且在这段线路的设备中没有可以连接高压视频监控解决方案第4页如北京意科通信技术有限责任公司 BEIJING

9、ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD地面网络的链路,此时这些图像点的信息则无法回传。双芯以太环网保护在光纤资源相对充裕的网络段,可以提供2芯进行传输的情况下, 我们推荐使用双芯以太环网保护机制进行环状组网传输,从而减少接入地面网络的设备点及成本,降低网络的管理维护成本,增加网络的稳定性。 该传输方式采用两条光芯对设备进行串接,首尾相连形成环路保护。根据实际情况,可在以太环网中采用一个或多个设备连接地面网络。遵循以太环网传输协议,将图像数据传送到监控点。同时该方式支持两台设备间最大传输距离为60kmi采用这种传输方式时由于采用了以太环网的保护,当单点或者

10、多点设备发生故障时,除故障设备外,其它设备的图像信息通过在环上的自动路由寻找最近的地面网络,将图像信息传送到监控点。由于采用以太环网保护机制,即使遇到光缆断裂的灾难情况,环上的每个设备节点任然可以通过快速倒切的方式,寻找地面网络连接点,并将数据传送到监控中心。双切环网链路保护高压视频监控解决方案第5页*北京意科通信技术有限责任公司 BEIJING ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD在双芯环网方式中可以实现50ms的倒切链路自愈保障,但是如果单环上的设备超过 100台设备时,自愈时间将无法得到保障。因此在双芯情况下,单环设备超过100台时,建议采用切环

11、方式,将一个大环变换为多个独立的小环进行组网传输。每个小环可独立实现50ms的倒切链路自愈保障。 但是由于连接两个独立环切点设备为多方向的光传输设备,功耗和体积要求相对较高,因此无法在塔上进行安装,建议可以在信息落地点进行部署。单双芯混合组网考虑到最复杂的组网情况,在一段高压线路上,可能存在单芯链状网、双芯环网,两台设备间距超过 60公里时,还会采用双芯链状网的多方式混合应用情况,我们可以采用不同 的光模块解决这种复杂的组网应用,而不会牺牲网络整体的稳定性和链路保护机能。大幅度增加方案的适用性和可实施性。同时,如果考虑到监控图像传输的信息量对光缆带宽的使用率不是很大,为了增加光缆的利用率,可以

12、通过增加CWD确疏波分复用)设备对光缆进行深度复用,将单芯分为 18个信道,可以同时承载 18个独立的业务,大大提高了使用效率。视频采集部分视频采集系统的设计主要针对监控范围和野外抗低温两个方面进行考虑。低温恶劣环境对摄像机灵敏部件的寿命影响非常大,部分地区晚上最低温度到达零下40度,我们选择的摄像机可以在零下 50度的环境中进行存储,在-30度到60度的范围保证正常工作,同时定制的加热保护措施可以对保护罩腔体内的温度进行智能控制,使摄像机在适宜的温度下工作。为了降低加热设备的功耗, 对摄像机及保护罩进行了定制化改造,使室外环境温度在-30度的条件下,护罩腔体内无需加热设备工作,依靠摄像机及辅

13、助电路的自身热量即可工作。视频采集系统针对全程线路进行实时监控,考虑到范围广、跨度大,环境条件恶劣等特点,监控终端采用高低端的两种配置,其中高端配置主要用于一些要求较高的特殊地点,绝大多数监控点使用低端配置方案即可满足需求。低端配置监视距离为12公里,采用球形云台与高变倍一体摄像机相结合的配置;高端配置监视距离为24公里,采用带云台枪式摄像机加长焦距大变倍镜头相结合的配置。两种配置均在最后将视频转换输出为IP网络信高压视频监控解决方案第6页加4北京意科通信技术有限责任公司B BEIJING ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD号进行传输。为了确保监控点

14、有效性,一台摄像机可对铁塔两边半径为14公里范围内的特高压线路进行监控,由于监控对象主要是为了应对输电线路的自然灾害、人为破坏等情况,故没有必要进行日夜全天候实时监视,摄像机采用日用型。供电部分电力系统高压线路基本上位于偏远无人地区,基本没有条件就近取电供设备运行使用,建议采用太阳能独立供电系统。 太阳能供电系统是一套通过非常严谨科学的方法进行设计的 独立系统,一般分为四部分:太阳能电池子阵、汇流盒、蓄电池组和控制器,其均采用模块 化设计,具有优异的稳定性。意科公司在太阳能独立供电系统和混合供电系统方面拥有近10年的设计、研发、生产和集成的经验,其中核心部件控制器部分是自主研发,拥有自主 知识

15、产权的产品,在电力、电信、石油等领域有大量的成功案例和系统运行经验。太汨鹿于阵 PV Armys汇流盒 Panel Center直流员etDC toad为了降低供电系统设计的复杂性和成本,我们将塔上设备电压等级全部统一为12VDC减少电压逆变设备的故障点。考虑到高压塔的承重要求,为了尽量减少太阳能系统的重量, 必须将将塔上设备的功耗降到最低,每个监控点的塔上设备功耗约为40W另外该系统并不需要全天候24小时向上传送监控视频,所以本着经济实用的原则,图像采集系统供电按照 每天工作12小时进行计算,此部分功耗约为30VV光传输系统以及温湿度监控等附加功能全天工作24小时进行计算,此部分功耗约为5叫

16、室外机柜供电5W/通过太阳能控制器供电 单元采用定时的方式对视频采集系统及光传输系统进行控制。同时与传统太阳能供电系统相比,本项目将采用完全相反的“大组件,小电池”的设计原则进行设计,通过增加太阳能极 板的面积提高系统白天直接为负载的供电能力,同时加快蓄电池的充电时间。同时,通过减高压视频监控解决方案第7页北京意科通信技术有限责任公司BEIJING ECOM COMMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD小蓄电池的容量来降低系统的总重量。根据多年太阳能供电系统的设计经验,本项目最大的考验是恶劣高低温环境对太阳能蓄电池寿命的影响,因此我们建议在极冷或极热的环境,采用特殊的纤

17、维馍镉蓄电池。此类蓄电池可以在-50至60的范围进行运行,同时在不影响寿命的情况下可以进行深度放电和快速充电。在核心控制器方面,意科将自主研发的太阳能控制器,针对高压线路视频监控的特点进行了定制化的改造, 使其具有全备份模块化设计,给予系统更高稳定性、 提供蓄电池深放电保护、实现自然冷却,自身功耗更低、支持2级LVD负载保护、配备通信端口,具备远程网管功能,以及野外工作温度可达到-30至60度等特点。为了方便塔上安装,意科公司还真对不同的高压铁塔定制开发了角度可调式的塔上安装 支架,以及设备的野外部署机柜。高压视频监控解决方案第8页北京意科通信技术有限责任公司B BEIJING ECOM CO

18、MMUNICATIONS TECHNOLOGY CO., LTD监控中心视频监控中心控制设备主要由:视频数据管理服务器、功能服务器、解码器阵列、大屏 幕、存储设备等组成。通过这些设备组成一个一体化的企业级监控体系,主要管理控制设备采用嵌入式操作系统,可将模拟视频和数字视频通过网络完美的结合,支持多客户端查看、监控,具有良好的 兼容性。主要系统功能分级部署分级管理实时视频图像存储点播录像检索及回放报警联动图像智能分析四、系统方案特点.适用性:方案中组建的网络, 能够适应现阶段电力系统通信的业务需求,并且能够适应高压铁塔沿线复杂的线路环境,周全的实施方案方便项目的工程实施。.先进性:通信系统采用千兆光以太网解决长距离光网络传输问题,专业安全的供电设计保证塔上设备的稳定运行,定制化高质量的图像采集系统保证稳定清晰的图像采集。.可扩展性:系统具备适当的冗余, 便于后期增加监视点或其他业务需求,目前已经将监控点的温度、湿度、风速、防盗报警、塔体倾覆度检测等现场数据纳入进来。.可管理性:系统具有规模大、复杂程度高、网络节点间相距远等特点。综合网

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