1 工業(yè)電視監(jiān)控概述
在水利水電領(lǐng)域,隨著我國(guó)許多泵站、水電站及變電站實(shí)現(xiàn)了“無(wú)人值班、少人值守”的運(yùn)行管 理模式,運(yùn)行管理人員借助計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行水利水電工程內(nèi)部設(shè)備監(jiān)視控制的同時(shí)能夠觀看遠(yuǎn)方穩(wěn)定而且清晰的現(xiàn)場(chǎng)圖像信息的愿望更為迫切。但是,在水利電 力行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(即工業(yè)電視)一般運(yùn)行在低溫、潮濕、風(fēng)塵大、強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾惡劣的環(huán)境條件下,組建一個(gè)能夠長(zhǎng)期可靠穩(wěn)定運(yùn)行,并且能夠遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)送清晰的 圖像,操作又十分便捷的視頻監(jiān)控系統(tǒng)就成為我們追求的目標(biāo)。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要來(lái)放置攝像機(jī),并通過(guò)通信電纜將攝像機(jī)解碼器的圖像數(shù)據(jù)傳送 到視頻控制中心,以現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像作為信息內(nèi)容;在控制中心通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)圖像的處理,實(shí)現(xiàn)中控室對(duì)遠(yuǎn)方現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,以直觀的視頻圖像信號(hào)及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán) 境、人員工作和設(shè)備運(yùn)行情況,還可以將圖像信息作為歷史資料加以保存,供以后使用。同時(shí)還可利用視頻監(jiān)視系統(tǒng)兼作安全保衛(wèi),信號(hào)可以在電腦網(wǎng)絡(luò)上傳輸,這 樣管理人員通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),直接觀察現(xiàn)場(chǎng)的圖像,隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的工作人員和設(shè)備的工作情況。特別是對(duì)一些無(wú)人值守的設(shè)備、對(duì)無(wú)人員操作和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的監(jiān)視, 對(duì)環(huán)境惡劣的工作區(qū)域、水閘區(qū)域設(shè)備和人員設(shè)置監(jiān)視點(diǎn)提供 24h不間斷監(jiān)視,為故障分析等提供參考。通過(guò)多媒體技術(shù)使管理人員獲取各類(lèi)信息,發(fā)揮一定的安全保衛(wèi)作用。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像部分、信號(hào)傳輸部分、圖像處理和控制部分、顯示和記錄部分等組成。
1)前端攝像部分:主要負(fù)責(zé)攝取現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面的圖像并將這些圖像信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓚鬏數(shù)碾娦盘?hào),包括攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、支架等。
2)信號(hào)傳輸部分:用于將現(xiàn)場(chǎng)的視頻信號(hào)傳送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心,并將監(jiān)控中心的控制信號(hào)反饋傳送到現(xiàn)場(chǎng)控制攝像點(diǎn),包括解碼器、視頻放大器、視頻電纜、信號(hào)電纜等。
3)圖像處理和控制部分:集中接收和處理現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送回來(lái)的各種信號(hào),并進(jìn)行相應(yīng)的控制和管理工作。這部分主要由數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)主機(jī)及多畫(huà)面處理器完成。
4)顯示及記錄部分:將前端設(shè)備傳回的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖像信號(hào)并顯示和記錄,主要由顯示器、監(jiān)視器和刻錄機(jī)完成。
數(shù)字技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,尤其是解碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)間的技術(shù)發(fā)展融合與成 熟,形成行業(yè)間的相互滲透和融合,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。數(shù)字圖像分辨率的提高,是基于日益發(fā)展完善的網(wǎng)絡(luò),視頻監(jiān) 控不再存在地域或者距離的限制,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是今后視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中的基礎(chǔ)。同時(shí),隨著數(shù)字化產(chǎn)品價(jià)格的降低,模擬監(jiān)控系統(tǒng)難與其他系統(tǒng)兼容,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的 交換和資源共享;模擬監(jiān)控系統(tǒng)將隨著市場(chǎng)需求量的降低而逐漸被數(shù)字設(shè)備所取代。未來(lái)的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),不僅完成視頻的存儲(chǔ),且支持視頻的傳輸、控制、網(wǎng)絡(luò)管 理、智能化查詢(xún)與訪(fǎng)問(wèn)。
2 應(yīng)用實(shí)例——臨安青山殿水電站工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)
2.1 電站概況
臨安青山殿水電站裝機(jī)容量為2×20MW,主接線(xiàn)采用兩機(jī)一變擴(kuò)大單元接線(xiàn)方式,二回11kV出線(xiàn)。主要設(shè)備為:軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組、微機(jī)調(diào)速器、微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、SF8-50000/110主變等。
2.2 系統(tǒng)功能
利用先進(jìn)實(shí)用的計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、視頻處理技術(shù),組成一個(gè)分布網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程視頻管理系統(tǒng),實(shí)施本視頻管理系統(tǒng),將來(lái)實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)的分布式網(wǎng)絡(luò)化多媒體遠(yuǎn)程視頻管理系統(tǒng)。
1)多媒體遠(yuǎn)程視頻管理
在中心站圖像監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及廠區(qū)、壩區(qū)安全。
2)技術(shù)特點(diǎn)
①采用先進(jìn)、成熟的技術(shù),通過(guò)傳輸住處遠(yuǎn)程傳輸;
②用戶(hù)可編程自動(dòng)化管理,圖像報(bào)警聯(lián)動(dòng);
③管理工作站對(duì)網(wǎng)上設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)縫控制;
3)視頻管理系統(tǒng)(現(xiàn)場(chǎng)圖像監(jiān)視系統(tǒng))
采用簡(jiǎn)單可靠的現(xiàn)場(chǎng)圖像監(jiān)視系統(tǒng)。
3 最新發(fā)展——基于局域網(wǎng)的全數(shù)字工業(yè)圖像監(jiān)控系統(tǒng)
本系統(tǒng)通過(guò)電視監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行情況和現(xiàn)場(chǎng)的安全狀況進(jìn)行全方位、全天候不間斷監(jiān)控,在 調(diào)度中心和中心站就能看到遠(yuǎn)端的現(xiàn)場(chǎng)視頻信息;利用現(xiàn)有行業(yè)通信網(wǎng)與電廠MIS(管理信息系統(tǒng))相結(jié)合,組建遠(yuǎn)程全數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)軟件集中實(shí)現(xiàn)對(duì) 戶(hù)外設(shè)備、室內(nèi)控制設(shè)備、輔助設(shè)備、視頻及各類(lèi)環(huán)境項(xiàng)目的管理。
3.1 系統(tǒng)主要特點(diǎn)
規(guī)范性:遵循國(guó)家和行業(yè)相關(guān)規(guī)程規(guī)范的規(guī)定。
開(kāi)放性:采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),系統(tǒng)開(kāi)放,兼容性強(qiáng),可接入各種監(jiān)控設(shè)備。
擴(kuò)充性:系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu),擴(kuò)充方便;組網(wǎng)方式靈活,各類(lèi)型資源可方便融入組網(wǎng)方案中。
實(shí)時(shí)性:監(jiān)控畫(huà)面采用高速硬件進(jìn)行壓縮,圖像容量小、傳播快、延時(shí)小。
易操作性:系統(tǒng)全部采用中文界面,安裝簡(jiǎn)單、操作方便;可實(shí)現(xiàn)通過(guò)Web瀏覽器收看畫(huà)面。
3.1 系統(tǒng)主要功能
1) 監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)大門(mén),有闖入者即自動(dòng)報(bào)警,自動(dòng)打開(kāi)站內(nèi)燈光系統(tǒng),并啟動(dòng)高音喇叭發(fā)出警告;2)監(jiān)視主要設(shè)備和設(shè)備場(chǎng)地的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)錄音并能進(jìn)行聲音傳播, 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方和現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)話(huà);3)發(fā)生設(shè)備故障時(shí)及時(shí)聯(lián)動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)錄像;4)顯示屏畫(huà)面多畫(huà)面循環(huán)顯示,也可手動(dòng)切換;5)工業(yè)電視攝像頭可以遠(yuǎn)程控制,攝像 頭可旋轉(zhuǎn),可加聚光燈進(jìn)行夜間局部照明和遠(yuǎn)程開(kāi)啟;6)本系統(tǒng)能夠與MIS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳送,以便各有關(guān)部門(mén)共享資源。
3.4 組網(wǎng)方式
該系統(tǒng)使用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器,通過(guò)接口直接聯(lián)上計(jì)算機(jī)局域網(wǎng),無(wú)需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件。視頻服務(wù)器特別適用于在局域網(wǎng)上進(jìn)行視頻圖像傳輸;網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)用戶(hù)可同時(shí)控制多個(gè)站點(diǎn)的圖像。
3.5 主要應(yīng)用
1)廠區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)
攝像機(jī)及報(bào)警設(shè)備直接接人視頻服務(wù)器,完成圖像數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)過(guò)程;對(duì)于已有網(wǎng)絡(luò)而視頻線(xiàn)不好鋪設(shè)的地方可安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)直接網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化后上網(wǎng)。視頻服務(wù)器可作為保安監(jiān)控中心,完成監(jiān)控、錄像、報(bào)警等功能,遠(yuǎn)程PC可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成實(shí)時(shí)監(jiān)控,錄像查詢(xún)等功能。
2)全數(shù)字工業(yè)電視廠房主設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)
視頻服務(wù)器可作為廠房工業(yè)電視的監(jiān)控中心,配合機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng);各系統(tǒng)攝像機(jī)及視頻信號(hào)經(jīng)視頻服務(wù)器接入網(wǎng)絡(luò),達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
3)各系統(tǒng)的整合
通過(guò)MIS網(wǎng)絡(luò)各系統(tǒng)整合為統(tǒng)一系統(tǒng),不需專(zhuān)用設(shè)備,無(wú)須另行布線(xiàn),只要網(wǎng)絡(luò)中任意1臺(tái) PC機(jī)經(jīng)授權(quán)即可成為總監(jiān)控中心,可同時(shí)監(jiān)控各分系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像,也可查閱歷史錄像。各專(zhuān)業(yè)人員經(jīng)授權(quán)可監(jiān)控本系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像或查閱歷史錄像。這樣,各監(jiān)控子 系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)整合為1個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng),各自既可獨(dú)立操作也可統(tǒng)一運(yùn)行。
4 工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,一些新技術(shù)、新工藝被應(yīng)用到電視監(jiān)控系統(tǒng)中,使最初功能單一的電 視監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到目前功能完備、技術(shù)先進(jìn)的復(fù)合監(jiān)控系統(tǒng)。特別是單片微處理器、大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的應(yīng)用使電視監(jiān)控系統(tǒng)朝集成化、智能化、 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向前進(jìn)了很大一步。目前最具代表性的就是集成一體化多媒體監(jiān)控系統(tǒng),所謂的集成一體化多媒體監(jiān)控系統(tǒng)就是綜合運(yùn)用了 3C(Control--控制,Communication--通訊,Computer--計(jì)算機(jī))技術(shù),以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心,將傳統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)中 相互分立的專(zhuān)用設(shè)備,以符合計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)板卡的形式,集成到計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽中,共享計(jì)算機(jī)的軟硬件資源,在多媒體監(jiān)控軟件的控制和管理下完成各種功能。 該系統(tǒng)集成度和標(biāo)準(zhǔn)化程度高,便于管理和維護(hù);全中文操作界面,人機(jī)界面友好,操作方便,易學(xué)易用;系統(tǒng)兼容性強(qiáng),易于升級(jí)換代;功能豐富強(qiáng)大,應(yīng)用范圍 廣泛。多種視頻圖像和音頻任意組合切換、顯示及壓縮存儲(chǔ)、調(diào)閱、打??;布防、撤防設(shè)置方式簡(jiǎn)單、記錄完善;具有報(bào)警預(yù)案提示,自動(dòng)顯示報(bào)警區(qū)域平面和報(bào)警 點(diǎn)、報(bào)警資料記錄齊全;采用多種報(bào)警處理技術(shù);系統(tǒng)設(shè)備配置靈活、設(shè)置方便;前端設(shè)備鏡頭/云臺(tái)遠(yuǎn)距離遙控;分級(jí)管理、自身防范,功能齊全,安全可靠。