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(mǎn)足電力用戶(hù)的使用要求。由于發(fā)電廠(chǎng)的位置往往遠離人口密集的主用電區域，電力必須進(jìn)行高壓遠距離傳輸。發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)電力線(xiàn)將電輸送到變電所，在進(jìn)一步降壓轉換之后分配給本地街區。因此，靠近甚至位于人口密集區域的變電所必須加以頻繁監控以保障安全和可靠維護。本白皮書(shū)闡述了實(shí)時(shí)視頻監視和 IP 視頻技術(shù)的優(yōu)勢，以及在優(yōu)化部署變電所 IP 視頻監視系統時(shí)所應考慮的因素。
 
　　視頻監控的優(yōu)勢
 
　　變電所的廣泛分布和無(wú)人值守特性決定了遠程監控的重要性。變電所的實(shí)時(shí)視頻監控除了通過(guò)可視化管理提升遠程監控應用，還能夠實(shí)現自動(dòng)監視和控制功能。這些功能不但節省了人力管理成本，而且實(shí)現了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的自動(dòng)化。 
 
　　一般部署在變電所的監督控制與數據采集（SCADA）系統負責提供系統狀態(tài)數據，而且可以很容易地與視頻監控技術(shù)進(jìn)行結合。變電所通過(guò)安裝實(shí)時(shí)視頻監控系統，系統管理員能夠收到可視化的數據，作為基本 SCADA數據的補充。實(shí)時(shí)視頻監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(guò)視頻看到，這樣工程師不再需要每次都跑到現場(chǎng)才能診斷異?，F象的原因，從而節省了時(shí)間與成本。
 
　　遠程視頻監控系統在監控設備、探測入侵者和響應緊急情況方面發(fā)揮了重要作用。例如，視頻監控系統能夠用于監視變壓器和繼電設備的狀況，監視燃油設備的狀況，以及隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。視頻監控系統還可以監視安全狀態(tài)，通過(guò)聲音和視頻信號監視發(fā)現變電所內外部的入侵者。此外，視頻監控還可以結合報警系統與 SCADA 系統的 RTU 單元，提供實(shí)時(shí)的可視化信息，可預防意外事故，萬(wàn)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 視頻監控？

　　在過(guò)去，諸如 CCTV 網(wǎng)絡(luò )式的視頻監控系統都要依賴(lài)于模擬視頻攝像機。隨著(zhù)視頻數字化和視頻壓縮技術(shù)的進(jìn)步，現在可以通過(guò)以太網(wǎng)TCP/IP 網(wǎng)絡(luò )發(fā)送高質(zhì)量的數字視頻圖像。系統集成商通過(guò)這樣的設備，可以很容易地將視頻監控應用與 SCADA 系統集成。因此，Internet協(xié)議（IP）視頻技術(shù)現在成為了視頻監控領(lǐng)域的熱門(mén)趨勢，IP 視頻監控的優(yōu)勢包括：   一個(gè)網(wǎng)絡(luò )——利用現有的 IP 網(wǎng)絡(luò )可節省布線(xiàn)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(luò )可以容納各種 I/O 監控設備，同時(shí)傳輸數據、視頻和聲音信號，甚至通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行以太網(wǎng)供電（PoE）.

　　一個(gè)系統——通過(guò)與 SCADA 或者報警系統（如火災、入侵）的集成，IP 視頻監控提高了監控效率，可創(chuàng )建一個(gè)事件驅動(dòng)的視頻監視系統。也即是說(shuō)，視頻圖像可以進(jìn)行顯示和記錄，在事件或報警發(fā)生時(shí)能夠實(shí)時(shí)獲得響應。

　　建立一個(gè)最優(yōu)的 IP 視頻監控系統

　　既然變電所在我們的日常生活中扮演著(zhù)如此關(guān)鍵的角色，那么如何設計好一個(gè) IP視頻監控方案來(lái)更好地保障系統正常工作則是非常重要的。在構建一個(gè)最優(yōu)的 IP 視頻監視系統的時(shí)候，系統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(hù)友好性。

　　適用性——在部署一個(gè) IP 視頻監控系統時(shí)，系統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（SCADA、訪(fǎng)問(wèn)控制等）的互操作性。集成商們還需要了解系統到底需要多少臺攝像機？這些 IP 攝像機或視頻編碼服務(wù)器是否適合該項目？而網(wǎng)絡(luò )傳輸要求，如帶寬、組播和 IGMP 等，也需要評估。項目是采用一個(gè)網(wǎng)絡(luò )還是分別面向數據和視頻傳輸的多個(gè)獨立網(wǎng)絡(luò )？這一點(diǎn)也是重要考慮因素。另外，集中管理功能，包括系統資源（PCs、服務(wù)器、成本等），軟件的需求（純視頻還是其他系統的集成視頻），存儲能力和數據庫管理問(wèn)題，是否需要一個(gè)解碼器等等，都是需要考慮的?？煽啃浴捎谝曨l監控主要用于保障遠程分散站點(diǎn)的安全，那么在設計一個(gè)最優(yōu)的 IP 視頻監控系統的時(shí)候，可靠性是一個(gè)關(guān)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(wú)故障時(shí)間（MTBF）和 IP 防護等級也是加強可靠性的重要參數。

　　集成能力——系統集成商應該考慮把視頻監控集成到中央管理系統中，與其他系統如 SCADA/HMI、遠程監視和訪(fǎng)問(wèn)控制系統進(jìn)行互聯(lián)。這樣作不但降低布線(xiàn)和網(wǎng)絡(luò )安裝成本，而且可以讓系統管理員更方便地進(jìn)行集中管理與控制。事件驅動(dòng)的視頻監控系統與其他設備的互操作特性也是一項優(yōu)勢，例如，一個(gè)讀卡器或傳感器動(dòng)作時(shí)，系統就可以開(kāi)始記錄視頻圖像。

　　用戶(hù)友好性——IP 視頻包括一些新的應用和技術(shù)，這些可能都是電力系統管理員們需要學(xué)習的。所以，系統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(hù)掌握并啟用 IP 視頻監控系統的時(shí)間。這樣，不但可以簡(jiǎn)化系統集成商的工作量，而且將為系統管理員今后的學(xué)習和使用帶來(lái)方便。

　　VPort 系統方案

　　Moxa的 VPort 工業(yè)級視頻網(wǎng)絡(luò )解決方案包括視頻編碼/解碼器、IP 攝像機、IP 視頻監控軟件，專(zhuān)門(mén)針對關(guān)鍵任務(wù)視頻監控應用設計。由于大多數關(guān)鍵任務(wù)應用的環(huán)境特點(diǎn)，Moxa VPort 系統產(chǎn)品的堅固設計尤其適合這類(lèi)應用。

　　視頻服務(wù)器——數字視頻圖像都是大數據文件，所以就需要進(jìn)行視頻壓縮（降低視頻圖像的數據量）后再加以傳輸和存儲。視頻服務(wù)器包括編碼器和解碼器，其中編碼器用于將來(lái)自攝像機的模擬視頻圖像轉換成為易傳輸的數字格式，如 MJPEG 或MPEG4，而解碼器則是將壓縮格式（MJPEG或 MPEG4）的圖像恢復為傳統監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(dòng)將圖像編碼成為數字格式（MJPEG或 MPEG4），然后就可以便于通過(guò)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(wú)需風(fēng)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(jìn)行以太網(wǎng)供電，實(shí)現電源冗余。Moxa 的工業(yè)級視頻服務(wù)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監控軟件包括 SoftDVR Lite(4-ch) 和SoftDVR Pro(16-ch)兩個(gè)版本，適用于基于 IP 的視頻監控系統，基于客戶(hù)機/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò )架構使其很容易建立一個(gè)用戶(hù)友好的視頻監控系統。SoftDVR 提供的功能包括：多屏察看，事件驅動(dòng)的記錄，易于使用的搜索和回放、網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)數據存儲、記錄和報警觸發(fā)的調度、通過(guò) web 瀏覽器進(jìn)行遠程訪(fǎng)問(wèn)等。

　　SDK——大多數視頻監控系統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(fǎng)問(wèn)控制系統、火災報警系統進(jìn)行集成。對此，采用一套用戶(hù)友好的軟件開(kāi)發(fā)包（SDK）將有利于建立定制化的視頻管理系統。Moxa的VPort SDK 包括 CGI 指令、ActiveX 和一個(gè) C語(yǔ)言庫，免費提供給系統集成商和第三方軟件開(kāi)發(fā)商使用。Moxa 的VPort SDK 非常容易學(xué)習和使用，同時(shí)還提供詳細的文檔和示例代碼便于快速參考。

　　結束語(yǔ)

　　隨著(zhù) IP 網(wǎng)絡(luò )的日益廣泛應用，通過(guò)以太網(wǎng)/Internet 同時(shí)進(jìn)行視頻、聲音和數據傳輸正在成為 IP 網(wǎng)絡(luò )的標準功能特性。通用的和先進(jìn)的視頻數字化技術(shù)與壓縮技術(shù)，如MJPEG和MPEG4，也促進(jìn)了從模擬CCTV監控系統向基于 IP 監控平臺的升級。變電所在從電廠(chǎng)到終端用戶(hù)輸電的過(guò)程中扮演著(zhù)關(guān)鍵的角色，所以通過(guò)優(yōu)化的視頻監控系統來(lái)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(wú)人值守，而現有的中央控制系統只能提供原始的定量數據，視頻監控則可以讓系統管理員對變電所進(jìn)行遠程可視化管理?？偠灾?，IP 視頻監控技術(shù)的通用性及其與現有中央控制系統的良好集成能力，使其成為變電所遠程視頻監控的不二之選。