电力行业输电线路系统解决方案
目录
第1章、背景与需求
1.1、行业背景
1.2、现状分析
1.2.1、建设现状
1.2.2、存在问题
1.3、需求分析
第2章、设计思路
2.1、总体原则
2.1.1、设计原则
2.1.2、技术原则
2.2、设计标准
2.3、设计目标
第3章、系统总体设计
3.1、总体架构
3.1.1、组织架构
3.1.2、系统架构
3.2、系统组成
3.2.1、前端系统
3.2.2、传输网络
3.2.3、主站系统
3.3、系统功能
3.3.1、基础功能
3.3.2、扩展功能
3.4、系统特点
3.4.1、标准化
3.4.2、一体化
3.4.3、智能化
第4章、前端系统设计
4.1、前端系统概述
4.2、视频监控系统
4.2.1、智能球机
4.2.2、红外热成像摄像机
4.3、动环监控系统
4.3.1、环境监测子系统
4.3.2、防盗报警子系统
4.3.3、防树害报警子系统
4.4、远程电源控制系统
4.5、供电模块
4.5.1、太阳能供电
4.5.2、蓄电池
4.6、网络系统
4.6.1、接入交换机
4.6.2、网络光端机
第5章、传输网络设计
5.1、光纤传输方式
5.2、3G传输方式
第6章、主站系统设计
6.1、主站系统组成
6.1.1、地市级主站系统
6.1.2、省级主站系统
6.2、服务器管理系统
6.2.1、服务器
6.2.2、工作站
6.3、存储系统
6.3.1、CVR存储模式
6.3.2、存储配置
6.4、解码系统
6.4.1、解码器
6.4.2、视频综合平台
6.5、显示系统
6.6、网络系统
6.6.1、主干交换机
6.6.2、防火墙
6.7、保障系统
6.7.1、视频质量诊断系统
6.7.2、时间同步装置
6.7.3、短信\彩信报警模块
第7章、平台软件设计
7.1、平台总体架构
7.1.1、基础平台层
7.1.2、平台服务层
7.1.3、业务层
7.1.4、应用层
7.2、平台关键技术
7.2.1、中间件技术
7.2.2、构架/构件技术
7.2.3、工作流技术
7.2.4、XML和WebServices技术
7.3、平台模块
7.4、平台功能
7.4.1、通用业务功能
7.4.2、基础管理功能
7.4.3、扩展业务功能
第1章、背景与需求
1.1、行业背景
电力工业是支撑国民经济和社会发展的重要基础产业和公用事业。随着我国经济快速发展，各行业用电逐年增加，电力建设不断加强，电网建设与改造取得了显著成效，保障了国民经济和社会发展对电力的强劲需求。作为电力输送环节，输电线路遍布全国各地，电力线路具有分布区域广、传输距离长、地形条件复杂多变、受环境气候影响大等特点，完全由人工定期巡检工作量非常大，而且难以做到全天候、广覆盖。
随着我国高压输电线路的规模迅速增长，线路巡视维护工作量激增，现有的监测模式、监测技术已经不能满足要求。此外，智能电网下的超高压输电线路的运行监测、安全管理仍面临巨大压力和挑战。环境以及人为因素导致输电线路发生倒塔、断线、跳闸，引发部分地区大面积停电，给国民经济造成了巨大的损失，鉴于以上情况的严重性，各超高压输电网局及电力公司迫切需要一种输电线路灾害监测预警管理手段。
远程输电线路监控系统是在电力调度管理中心建立监控中心，在各输电线路采集音视频、报警数据，在监控中心能够对各输电线路的有关数据、图像进行监测，以便能够实时，准确，直接地了解和掌握各个输电线路实时的情况，并及时对发生的情况做出反应，对重要数据进行分析、存储，为决策和改进提供有力的支持。针对输电线路监测内容的多样性，需要监测设备要求具有综合监测的能力，监测多种数据量（例如气象，受力、视频、防盗等），实现线路状况的远距离监测，运行人员在监控中心就能观察到线路监控点的图像以及各种数据，为预先处理可能故障提供依据，确保线路安全运行。
1.2、现状分析
1.2.1、建设现状
最近几年，随着电力系统状态检修工作的开展和智能电网的建设，输电线路在线监测技术得到迅速发展。年初的罕见冰雪灾害发生后，国家电网公司、南方电网公司均加大了对输电线路覆冰、舞动的研究投入，国家智能电网规划总报告中提出加大对输电线路状态监测装置及其系统的研制开发，全面建成覆盖全网范围的总部和各网省公司输电设备状态监测系统，利用先进的测量、信息、通信和控制等技术，以线路运行环境和运行状态参数的集中在线监测为基础，实现对特高压线路、跨区电网、大跨越、灾害多发区的环境参数（温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、图像等）和运行状态参数（污秽、风偏、振动、舞动等）进行集中实时监测，开展状态评估，实现灾害的预警。
1.2.2、存在问题
1)标准不统一
由于没有统一的建设规范，导致各地在系统建设中出现不平衡现象，部分地区的视频监控系统已普遍实行网络化、高清化，而另外地区却已不适应现阶段的管理需求。
所有地区的视频联网项目中，由于没有统一的接口标准，都只有采用平台集成各前端厂家SDK的方式。后期系统扩容时，由于要接入更多的前端系统，需对投运平台进行定制开发，势必影响平台的稳定性。
2)综合监控难
输电线的视频监控、环境监测、安全警卫等子系统，大多各自独立运行，通过不同通道上传数据，甚至每套系统都配有独立的管理人员，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的高效性，增加了系统的管理成本。
1.3、需求分析
1)偏远山区、林区人工巡线困难是影响输变电线路安全的一个重要因素。定期的巡线是保证输电线路安全的一个重要手段，然而穿越偏远山区、林区的线路人工巡线非常困难，无法确定输电线路是否存在安全隐患，将严重影响了输电线路的安全。
2)人为外力破坏塔基严重影响输电线路安全。近年随着金属材料的上涨，不法分子大量偷盗电力铁塔塔材、斜拉线等设备，导致塔基倒塌，输电中断，严重影响了输电线路的安全。
3)施工现场塔吊、车辆等设备穿越城区架空线路严重影响城区架空线路的安全。
4)经济的高速发展导致城区施工现场越来越多，塔吊、车辆等超高设备穿越城区架空线路直接导致导线切断，同时高压也会造成车毁人亡的情况，严重影响输电线路的安全。
5)恶劣的冰灾天气严重影响输电线路安全。年底的冰灾让人们重新认识了覆冰的危害，大量的覆冰导致导线压断、塔基倒塌，严重影响了输电线路的安全。
6)林区高树成长压线严重影响输电线路安全。林区树木随着成长会越来越高，经常会压到穿越林区的导线，导致导线压断或短路，严重影响了输电线路的安全。
7)森林火灾的发生严重影响着输电线路的安全。因山林火灾、烧荒、祭祀等野外火灾等引起森林火灾时有发生，森林火灾发生导致导线被击穿或绝缘子损坏进而引起输电线路跳闸，严重影响输电线路的安全。
第2章、设计思路
2.1、总体原则
2.1.1、设计原则
随着信息技术的飞速发展，新技术不断涌现。输电线综合辅助系统，必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构，以便支持今后不断更新和升级的需要，从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点，设计时主要遵循以下原则：
1)规范性
设计将符合国网公司的《智能输电线辅助系统综合监控平台技术规范》的技术要求，并结合当地电网公司的建设现状。
2)可靠性
系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力
3)兼容性
国家电网公司制定了技术规范，为了规范系统建设，以后的新建系统都会参照执行。但原有前端系统已投入使用，且未达到使用年限，大规模更换并不现实。本方案需要充分考虑对原系统的利旧，保护原有投资，最大程度地降低系统造价和安装成本。
4)先进性
在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储技术、控制技术，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
5)扩展性
系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准（国家电网公司技术规范），确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。
6)易用性
系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护，人机对话界面清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。
7)安全性
综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全，在前端与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取前端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。
2.1.2、技术原则
8)标准化
系统满足监控行业相关技术规范，并针对技术规范开发了标准化产品。例如：ONVIF、PSIA等。
9)一体化
系统能够实现辅助系统的一体化综合监控，对视频监控、环境监测、安全警卫等子系统进行融合并建立联动预案。除了有线监控，平台软件还支持3G手持终端的接入，满足随时随地的监控需求。
2.2、设计标准
系统规划设计必须按照国际、国家和行业的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行，但不仅仅限于以下所列范围。
1)电力系统设计方面：
l《智能输电线技术导则》（Q/GDW-）
2)安防视频监控系统设计方面：
l《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94）
l《视频安防监控系统技术要求》（GA/T-）
l《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB-94)
l《工业电视系统工程设计规范》（GBJ-87）
l《入侵报警子系统通用图形符号》（GA/T75-）
l《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T-）
l《电线电缆识别标志方法》（GB/T）
l《全介质自承式光缆》（YD/T-）
l《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）
l《入侵探测器通用技术条件》（GB.1-89）
l《防盗报警控制器通用技术条件》（GB-90）
l《报警图像信号有线传输装置》（GB/T-）
3)视频监控图像质量方面：
l《电视视频通道测试方法》（GB-83）
l《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB-）
4)视频系统网络设计方面：
l《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T）
l《计算机信息系统安全》（GA.1-）
l《计算机软件开发规范》（GB-88）
5)视频系统工程建设方面：
l《智能建筑设计标准》（GB/T-）
l《入侵报警工程程序与要求》（GA/T75-94）
l《入侵报警子系统验收规则》(GA-)
l《入侵报警工程技术规范》(GB-)
l《电子计算机机房设计规范》(GB-93）
l《建筑物防雷设计规范》(GB-94)
l《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB-)
l《入侵报警子系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T-)
l《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)
2.3、设计目标
我们将采用iVMS-电力平台视频及环境监控软件，建立一套适应输电线路的现代化综合监控系统，对前端的运行、业务、设备等进行管理，并满足上级平台集中管理、分层查看、分级监督的需求，主要实现以下目标：
1)针对偏远地区人工巡检难度大、周期长、效率低以及人工巡检本身成本高、实时实效性差，无法实现多点线路全天候不间断实时监控。采用远程视频监控技术替代一部分人工巡检工作，同时考虑到野外环境以及供电问题，应采用低照度、低功耗、高可性的摄像机且可支持远程开启、关闭功能，最大限度节约功耗。
2)由于目前国内没有统一的视频监控规范，几乎各厂家都采用不同编解码协议。由此导致了标准不统一、技术路线不一致。本项目中所有视频监控厂家的设备都应符合行业技术规范要求，以确保不同厂家之间无缝对接。
3)针对时有发生的铁塔偷盗行为，采用现代传感器报警侦测技术，当超过设定尺寸物体靠近铁塔时传感器能自动产生报警并实时将报警信息上传于监控中心，监控中心的平台软件自动弹出现场画面，监控人员可远程确认是发生偷盗行为。
4)针对因自然环境因素导致的输电线路损坏，采用与环境信息相结合的综合监测技术，可以实时的了解输电线路当前监控点的风力、风向、拉力、温湿度等数据，为确保输电线路安全提供有力数据信息。同时可与地理信息系统（GIS）相结合，实现输电线信息的综合管理，可以更加有效地为保护输电线安全提供信息支持。
5)针对因外来物（树木、车辆等）过高引起来输电线短路或断路，采用现代传感器报警侦测技术，在输电线路安全高度外架设红外报警器，当外来物达到或超过设定的报警高度值时传感器自动产生报警并实时将报警信息上传于监控中心，监控中心的平台软件自动弹出现场画面，监控人员可远程确认是发确认现场画面。若为人为原因监控中心人员通过远程喊话及时制止危险行为进一步发生，若为自然原因监控中心人员及时通知线路维护人员赶往事发地处理。
6)针对因山火原因引发输电线跳闸，可在重点防火区域采用红外热成像摄像机利用热成像原理，探测林区热辐射，通过不同目标温差实时成像，搭配了测温模块可全天候对林区扫描检测，当测得温度及温差数据符合林火特征时，系统发生报警，及时让值班人员掌握林区火灾隐患并通知相关责任人员等。同时综合监控系统可以与线路沿线各级林业站火灾预警系统对接，共享火警信息资源，多方面、多手段确保输电线路的安全。
第3章、系统总体设计
3.1、总体架构
3.1.1、组织架构
根据电网公司的组织架构，按不同电压等级的输电线划分，KV以及上输电线路由省公司统一管理，-KV输电线实现属地管理。输电线路综合监控系统为分层、分区的分布，主要由省级平台、地市级平台和前端系统三部分构成，配合传输网络组成一个完整的多级联网系统。
3.1.2、系统架构
综合监控系统拓扑图
3.2、系统组成
输电线综合视频监控系统由前端系统、传输网络、中心平台相互衔接、缺一不可的部分组成。
3.2.1、前端系统
前端系统对输电线的视频监控、环境监测、防盗报警、防树高报警、火灾报警系统进行了整合，主要负责对前端视音频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储及上传，并根据制定的规则进行自动化联动。
3.2.2、传输网络
输电线综合辅助监控系统可承载于电力综合数据网，用于前端与平台、平台之间的通信。前端系统的视音频、环境量、报警信息可上传至平台并进入MIS网，供调控人员及MIS网用户调用查看。
3.2.3、主站系统
主站可管理下属输电线的所有设备，接收由所辖输电线上报的环境、告警等信息，满足主站用户视频、环境、报警信息查看、输电线设备控制的需求。
3.3、系统功能
3.3.1、基础功能
1)实时监控
通过客户端和浏览器可以实时掌握输电线现场的一切情况，对所辖区域的任一摄像机进行控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，并对摄像机的预置位和巡航进行设置控制应具有唯一性和权限性，同一时间只允许一个高权限用户操作。
10)录像存储
对监控视频进行实时存储，记录告警前后的现场情况，记录事故检修过程；通过网络调用回放录像，提供事故发生时的资料，为事故分析和事故处理提供帮助，并为事故处理和标准化作业教学提供宝贵的资料。
11)语音功能
客户端主要有语音对讲和语音广播功能：通过语音对讲，上级管理部门和工作人员可以进行沟通；通过语音广播，工作人员可对现场工作进行指导，对非法闯入人员进行警告。
12)环境监测
通过传感器实时采集相关环境数据，例如温湿度、风速、风向、大气压、雨量等相关信息，在站端平台实现信息汇聚并转发至调控中心，生成曲线和报表，方便实时监控、历史查询、统计分析，数据出现异常时可以联动报警。
13)处置预案
通过视频监控系统和其他辅助系统的关联，能够提供丰富的视频预案：客户端联动、电视墙联动、报警录像等。有助于相关部门第一时间发现事故点，，迅速做出反应，把事故损失控制到最小范围。
14)巡检预案
系统支持可视化巡检预案，按人工巡检的路线，把沿途多个监控点的多个预置位添加进预案，一旦发现问题可截图并标注问题，及时通知相关部门。相较于人工巡检、手工纸质记录的传统巡检方式，该预案可大大提高巡检质量及到位率。
15)远程维护
通过平台软件能够对前端设备进行校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。设备提供远程访问功能，运维人员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高的设备维护效率。
16)系统管理
通过平台软件能够进行全方位管理，提供中心管理、Web服务、认证授权、日志管理、资产管理、地图管理、流媒体服务、云台代理、存储管理、文件备份、设备代理、移动服务、报警管理、电视墙代理、网管服务等系统服务，提高整套系统的工作效率。
3.3.2、扩展功能
1)红外热成像
通过输电线铁塔制高点部署的红外热像仪，对重要区域进行轮巡，实时监测设备温度，一旦发现温度异常，及时产生报警。
2)移动服务
通过手持终端（手机、平板等）能够随时随地远程监控，实现预览、云台控制，为应急指挥、巡视检修提供便捷的技术保障。
3)视频质量诊断
采用轮巡方式检测设备工作异常，如清晰度异常（图像模糊）、亮度异常（过亮、过暗）、偏色、噪声干扰（雪花、条状、滚屏）、画面冻结、信号丢失、云台失控等，及时系统的故障并报警通知，提高视频监控系统有效性。
3.4、系统特点
3.4.1、标准化
系统满足监控行业相关技术规范，并针对技术规范开发了标准化产品。例如：ONVIF、PSIA等。
3.4.2、一体化
系统能够实现辅助系统的一体化综合监控，对视频监控、红外热像仪、环境监测、安全警卫等子系统进行融合并建立联动预案。除了有线监控，平台软件还支持3G手持终端的接入，满足随时随地的监控需求。
3.4.3、智能化
系统提供多种智能视频功能：通过红外热像仪，能够对设备的早期故障进行预防；通过视频分析设备，能够提供各种智能分析功能；通过视频质量诊断模块，能够为大型联网项目提供良好的运维保障服务。
第4章、前端系统设计
4.1、前端系统概述
前端系统主要由视频采集系统、动环监控系统、传输系统等组成，实现对输电线现场视频及各种环境信息采集、处理、监控、传输等功能。
视频采集监控系统主要负责前端输电线实时画面监控。动环监控系统以动环监控报警主机为核心，可对环境监测、防盗报警等子系统进行接入。
前端监控系统拓扑图(光纤方式)
前端监控系统拓扑图(无线方式)
4.2、视频监控系统
视频监控系统主要负责输电线架空线路及周边环境的视频监视，同时能与其它子系统进行报警联动，满足生产管理对安全、巡视的要求。
由于输电线路特殊的应用环境，前端视频采集设备需要在恶劣环境下可靠运行，因此我们研发了输电线路专用视频监控产品系列，其可在－40℃～+85℃温度范围，5％RH～％RH湿度范围，风速≤45m/s下正常工作。
4.2.1、智能球机
前端球机的视频采集质量、可靠性将影响整个视频监控系统的质量，应该结合现场实际监控需求，选择合适的产品，保障视频监控的效果。
4.2.1.1、选型原则
1)低功耗；
l球机待机状态下功耗：6-7W；
l球机预览状态下功耗：10W；
l球机预览、云台控制状态下功耗：15W；
l球机加热模块工作状态下功耗：25W；
2)支持3G传输；
l球机可内置3G网络模块，并可支持WCDMA、EVDO等制式的网络；
3)支持图片抓拍功能；
l球机可支持定时抓图，定时时间2秒—48小时可设。
4.2.2、红外热成像摄像机
红外热成像视频是远红外热图像，经过一系列的处理，可形成物体表面的热图像，并进行相关部位的温度测量。且克服雨雪雾的能力较高，所以在夜间以及较恶劣气候条件下，采用红外热成像监控设备可以对各种目标进行可靠监控及预警。
为使热成像探测火灾的准确性更高，可以搭配可见光摄像设备做为热成像火灾探测的补充，当热成像发现火灾点时，由控制人员通过可见光摄像画面进行核实，确认无误即可实现林火的准确预警。
红外热成像摄像机可实时自动测量视场中物体的最高温度，如发现温度超过系统设置的报警温升，可自动报警。因此，可在山火早期进行预警。在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。采用红外热成像仪，则可以快速有效地发现这些隐火。
1)产品介绍
林区采用在线红外热像仪后，可以实时自动巡检林区的温度情况并按预先设定的预警值发出声音报警信号，及时把报警信号上传至运维中心，从而使值班人员“早发现、早处理”。
2)主要功能
l能够同时对红外光和可见光、温度数据进行实时传输、记录与分析处理；
l能够显示最高温度、平均温度；
l超温预警，前端多方式报警功能；
l能够同时存储红外光和可见光合视频，方便找寻发热个体；
l点、线、区域分析功能，能够在红外图像进行任意点、线测温，能够进行特定形状区域测温；
l自动生成报告功能；
l多种方式任务自动巡检功能。
4.3、动环监控系统
动环监控报警主机是输电线合监控系统的核心设备，实现环境信息、报警信息实时处理、传输、存储等功能。它的出现解决了输电线多系统集成的问题，它可以通过4-20mA模拟量接口、开关量接口、RS-串口与各子系统连接，对各种数据进行汇集，处理成数字信号，并可以提供向上的接口供主站访问、管理。
4.3.1、环境监测子系统
可根据输电线具体要求配置相应传感器，一般会会采集了温湿度、风速、拉力、风向、大气压、雨量等几项环境数据。这些环境信息通过动环监控报警主机实现数据集中上传。
4.3.2、防盗报警子系统
由于输电线在郊外和一些较偏僻的地方，输电线设施的设备非常昂贵，并且设施带有交流高压，如遇不法分子盗窃或破坏，将造成严重的经济损失以及造成人员伤亡。为此输电线的安防防护非常重要，为彻底消除这种现象，避免财产遭破坏，需要进行隔离阻拦，以免造成人身意外伤害。
防盗报警设备主要由红外对射、声光报警器等设备组成。各探测器通过报警线缆直接与动环监控报警主机连接，当发生报警时，报警信息能够及时上传给动环监控报警主机，并且能联动相关设备，如声光报警器等。
4.3.3、防树害报警子系统
由于输电线对外物都有一定安全距离，由于输电线建设在效外山区等地，由于树要生长超过安全距离导致输电线短路等故障偶有发生，因此当树木高度超过安全距离时需要及时报警。可利用红外对射传感器进行提前报警。
4.4、远程电源控制系统
由于监控摄像机是安装在高高的杠塔上，采用太阳能蓄电池供电，因此，低功耗运行是保证系统长期、可靠工作的重要条件。在平时无须查看图像时，通过远程开关继电器模块关闭摄像机电源。
电源的控制是通过监控中心平台软件远程操作，非常灵活、方便，监控中心可以根据实际的需要，实现特定的电源远程控制策略，最大程度地保证系统低功耗运行。
4.5、供电模块
前端系统的供电方式主要是太阳能以及蓄电池方式。
4.5.1、太阳能供电
选择太阳能方式之前要考虑安装的地方是否真的合适安装与使用太阳能，例如某些地区的日照时间短，或者比较阴暗，都有可能并不适合安装使用太阳能。太阳能供电具备以下特点：
l无缆式独立供电，组件灵活、小巧，方便安装与组网；
l全低压直流供电方式，电力利用效率高安全性好；
l维护费用少造价低；
l传输不受距离和地形限制。
4.5.2、蓄电池
普通蓄电池大致可分为铅酸式、胶体式和锂电池三大类。铅酸式：其容量较大，充电时间短，放电电流大；但是体积较大，酸液容易泄露，充电时产生的氢气和硫对周边的设备有一定的危害性。胶体式：体积小，能够以任何角度或体位放置，充电时间较短；缺点是容量不是很大。
锂电池：锂电池综合了上述两种电池的优点，而且放电电压平稳，持续放电时间较长，但是价格较高。
4.6、网络系统
4.6.1、接入交换机
整个前端系统以网络为主要传输通道，统一采用TCP/IP协议，网络球机、动力环境报警主机等统一接入网络交换机。
二层交换机应具有如下功能：
l支持自动配置，即插即用，支持自动批量远程升级，易于使用和部署，具有良好的扩展性。
l具有卓越的安全特性，支持.1x，支持单端口最大用户数限制。
l支持基于VLAN的业务控制，支持丰富的ACL策略控制，特别支持基于VLAN下发ACL规则，实现VLAN内多端口的灵活控制和统一资源调度。
l支持丰富的二层组播复制功能。
l具有完备的QoS策略，支持基于VLAN、MAC地址、IP协议、源地址、目的地址、优先级、或应用程序端口的复杂流分类功能。
l所有端口均具有防雷能力，可以有效抵御感应雷击过电压。
4.6.2、网络光端机
输电线上都高压带电设备，容易产生各种干扰，干扰源会通过以太网线进入监控系统，造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象；同时以太网线受传输距离限制，长距离传输会出现信号衰减，理论上超过米就无法传输，实际应用中距离更短。为了避免干扰和信号衰减，网络摄像机采用网络光端机方式传输。
第5章、传输网络设计
由于各地输电线路传输网络情况存在差异，部分采用光纤传输方式，部分采用3G传输方式。
5.1、光纤传输方式
高压输电线铁塔强磁场环境容易产生各种干扰，会造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等情况，为避免干扰和保证图像质量可采用光纤方式传输至电力通信网。
电力通信网经过多年的改造，省级都建立起了10G核心网，地区级都建立起了2.5G汇聚网，部分地区还建立起10G汇聚网，已能满足日益增长的综合数据网带宽需求。
5.2、3G传输方式
对于某些暂时不具备光纤传输条件的输电线，可采用3G拨号方式。需配置3G路由器，实现3G拨号及IP映射。
对于3G网络，虽然3G路由器每次拨号会有不同的IP地址，但前端视频采集设备需要支持主动注册的方式。只要中心服务器的地址不变，每次断线重联后设备都能主动向服务器注册。平台服务器架设在调度中心的机房，只需在运营商机房和调度中心机房之间拉条专线进行通信，条件允许可采用光纤直连。为了保障站端设施与平台的信息安全，需在运营商处申请虚拟专网（VPN）的服务。
VPN是通过公网建立一个临时的、安全的连接，可以对数据进行加密，达到安全使用互联网的目的。VPN是对企业内部网的扩展，可以帮助远程用户、公司分支机构同公司的内部网建立可信的安全连接。
在整个视频监控网络中，为保证不同职能部门管理的方便性、安全性以及整个网络运行的稳定性，可采用VLAN技术进行虚拟网络划分。VLAN子网隔离了广播风暴，对一些重要部门实施了安全保护；且当某一部门物理位置发生变化时，只需对交换机进行设置，就可以实现网络的重组，非常方便、快捷，同时节约了成本。
第6章、主站系统设计
6.1、主站系统组成
主站系统主要由服务器管理系统、存储系统、解码系统、控制系统、显示系统等组成。
主站系统拓扑图
同时主站系统还需保障系统来支撑平台业务。为保障站端系统的监控质量，中心需具备完善的机房基础保障和先进的网络设备、丰富的网络带宽和光纤资源；为保障平台的稳定运行，中心可采用双机双网配置，双机分别冗余部署在两个不同的网络中；为保障平台的网络安全，应在平台与MIS网、电力综合数据网之间配置防火墙，通过定义安全策略来实现网络安全；为保障平台的应急能力。
6.1.1、地市级主站系统
地市级主站系统作为该地区输电线的汇聚点，配置管理地区下所有输电线的设备，接收由所辖输电线上报的环境、报警等信息，满足地区级主站系统用户视频、环境信息查看、设备控制。
同时地区级主站系统作为省级主站系统的接入点，应满足省级主站系统对视频和环境信息的需要，转发大量信令、视音频、数据等信息给省级主站系统。
6.1.2、省级主站系统
省级主站系统作为全省地市级主站系统的汇聚点，管理全省输电线的所有设备，接收所辖地区级主站系统上报的设备和环境信息，满足省级主站系统用户视频、环境信息查看、设备控制。
6.2、服务器管理系统
6.2.1、服务器
平台服务器可以分布式部署、独立运行，各服务器都可以支持应用集群的方式冗余进行配置和在线扩充，具备彼此的应用服务器接管能力。
服务器统一采用PC服务器；服务器应具备多CPU系统、高带宽系统总线、I/O总线，具有高速运算和联机事务处理（OLTP）能力，具备集群技术和系统容错能力；服务器应支持双路独立电源输入，采用机架式安装。
平台主要有以下服务器：中心管理服务器、流媒体服务器、接入\报警服务器、级联服务器等。其他软件模块可安装在这些服务器实现功能。
6.2.1.1、管理服务器
管理服务器是综合监控平台的核心单元，应实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理，报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理，同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持，包括配置管理、安全管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。
6.2.1.2、流媒体服务器
流媒体服务器是综合监控系统中心监控平台的媒体处理单元，实现客户端对音视频的请求、接受、分发，流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖，在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。
流媒体服务器可实现集群部署，可实现分布式部署，即可向前端或其他流媒体服务器发起会话请求，也可以接受客户端设备或其他流媒体服务器的会话请求。
流媒体服务器能接受并缓存媒体流，进行媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。
6.2.1.3、接入\报警服务器
接入\报警服务器主要是视频系统及其它辅助系统，系统内各种报警事件及其联动处理，并可对报警消息进行分发及上传。支持的联动方式有客户端联动（视频图像、声光显示、信息叠加）、云台联动、通道录像、报警输出联动、EMAIL通知、短信发送、通道抓图等方式。提供完善的报警日志管理，方便事后查询检索。
6.2.2、工作站
6.2.2.1、监控工作站
监控工作站负责对平台所辖输电线的实时预览、录像回放、环境量呈现、报警管理及视频、报警等系统信息的获取和控制。
海康威视C/S控制客户端专门用于对平台视频、环境量、报警调阅，对设备进行操作、控制，满足控制客户端的要求。
6.2.2.2、配置工作站
配置工作站负责对平台内部进行大屏配置、权限管理、录像管理、报警管理、安全管理、电子地图管理、模拟量数据管理、数据库管理、系统管理及输电线视频、报警等系统的配置管理。
海康威视B/S配置客户端专门用于对平台进行维护、配置和管理，满足配置客户端需要实现的功能。
6.3、存储系统
监控中心对前端重要区域及重要视频图像进行集中录像存储。
6.3.1、CVR存储模式
随着云技术的发展，云存储的应用大大提高系统性能和可靠性，同时降低客户使用成本。CVR(CloudVideoRecorder)视频云存储设备是集编码设备管理、录像管理、存储和转发功能为一体的视频专用存储设备。即把录像功能和播放功能嵌入到存储设备中，实现编码器数据流直接写入存储，或通过流媒体转发写入存储。平台和客户端可以直接从存储中点播、下载。
采用CVR流存储的优势：
l支持视频流经编码器直接写入存储设备，由平台或客户端直接从存储设备点播回放，减少了服务器的投入成本，避免服务器形成单点故障和性能瓶颈；
l存储设备性能根据视频码流的特点优化，可以承受大量监控码流并发写入，大大提高了系统性能；
l存储可以实现按需分配，存储容量可以根据监控规模的发展和增长来动态增长；
l客户端、平台直接接入，可实现对监控数据的直接下载、检索、浏览和回放等；
l可获得极高的录像导出速度，提供更流畅的录像回放质量，不再占用DVS/DVR资源数据，避免了编解码器网口的性能瓶颈；
l存储具备检索功能，对于存储在CVR系统中的所有录像资源，都可以随时随地进行灵活、快速、准确的检索和回放；
l部署简单，易扩展，支持分布式存储与集中式管理的机制；
l高可靠性，存储设备间各自独立，任何单磁盘阵列的故障不会影响其他盘阵的正常使用；
l彻底解决以往模式反复读写造成的文件碎片问题；
l采用流媒体协议解决了存储的掉电故障问题和存储的文件系统损坏导致的监控服务停止，数据丢失等故障问题；
l突破通用存储逻辑卷的容量限制，提供超大容量录像卷。
6.3.2、存储配置
1)需求容量计算
需要考虑前端监控路数、单路视频图像码流、录像时间、录像保存时间。
视频图像存储空间计算公式：单个通道24小时存储的存储容量(GB)=/。
以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间估算如下：
2)可用容量计算
l磁盘容量损失：
标称2TB的硬盘由于进制关系，其实际可用容量为/1./1./1.=GB。
l格式化损失：
如果一个裸硬盘空间要被某个文件系统识别并且存储该文件系统的数据，则需要被该文件系统进行格式化，而这个过程有一定的空间损失。（可以理解为毛坯房的装修，装修都会占用一定的空间，不同的装修风格占用的空间也不同）。CVR格式化损失通常为3%-5%，我们一般以5%计算。
lRAID和热备盘损失：
RAID的主要特点是多硬盘冗余、并行工作，比起单盘模式性能高、可靠性强。RAID5中有1片盘的逻辑容量用于存储校验数据，热备盘用来做故障替换，不存储实际数据；经测试8-12块硬盘做一组RAID5时读写性能最高，硬盘数量再往上增加，性能不会更好，增加到一定数量性能反而会有所下降。一台设备配置多组RAID可以分散磁盘坏掉时数据丢失的风险，如果多组RAID轮流工作还可以明显降低磁盘的故障率。根据项目经验，推荐16盘位配置1组RAID和1片热备盘，24盘位配置2组RAID和1或2片热备盘，48盘位配置3组RAID和2或3片热备盘（具体配置可根据项目情况进行调整）。
l设备选择：
选择设备时，首先要考虑设备提供的存储容量是否能够满足需求，其次再考虑提供这么大存储容量的设备性能是否能够满足项目中前端并发写入，如果不能满足需要考虑更换更高性能产品或是选择更小盘位产品来分担设备压力。不同系列产品对并发录像数支持不同，根据实际项目前端码流和并发路数进行选择。
6.4、解码系统
监控中心的上墙视频都是取自前端网传过来的压缩视频，需要将压缩视频流解码才能进行上墙显示。视频解码主要分为解码器解码、视频综合平台解码方式。
解码系统能支持主动解码和被动解码两种模式：
1)主动解码
l又称动态解码，由解码器主动连接编码器请求数据流；
l解码上墙，远程录像回放上墙。
2)被动解码
l解码器不会发起请求；
l其他设备向解码器上传数据，解码器只有接到数据以后才开始解码；
l电脑上录像文件回放上墙。
6.4.1、解码器
目前我们常用的解码器为海康DS-D系列和海康DS-HD-T系列。
1)DS-D系列
DS-D支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式，可支持高清p视频流的解码输出，同时支持4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF分辨率图像解码；支持BNC和VGA同时解码输出；支持语音对讲、报警输入/输出、透明通道等功能，为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。
主要功能如下：
l支持解码图像叠加前端编码设备的智能分析信息；
l支持VGA、BNC接口解码输出；
l支持主动解码和被动解码两种解码模式；
l支持直连前端设备和通过流媒体转发的方式获取网络实时数据；
l支持远程录像文件的解码输出；
l支持透明通道传输，可远程控制DVR或DVS上连接的云台。
2)DS-HD-T
DS-HD-T支持高清P网络视频的解码输出；支持VGA、HDMI、BNC接口解码输出；支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式，为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。
主要功能如下：
l支持HDMI、VGA、BNC三种输出接口；
lHDMI和VGA输出分辨率最高都支持*；
l支持主动解码和被动解码两种解码模式；
l支持直连前端设备和通过流媒体转发的方式获取网络实时据；
l支持大屏拼接功能，最多支持2*2、2*3、3*2、2*4、4*2的大屏拼接；
l支持远程录像文件的解码输出；
l支持透明通道传输，可远程控制DVR或DVS上连接的云台。
6.4.2、视频综合平台
视频综合平台参考ATCA(AdvancedTele
