电厂全厂闭路电视视频监控系统 智能楼宇管理师.doc

电厂全厂闭路电视视频监控系统 智能楼宇管理师电厂全厂闭路电视视频监控系统-智能楼宇管理师智能楼宇管理师1 引言 随着国内各行业信息化建设的需要，目前各地市公安、电力、金融、交通、水利等部门，已建立综合信息网络系统，其中视频监控是这些部门信息化建设的重点需求之一。视频监控是通过获取监控目标的视频图像信息，对视频图像进行监视、记录、回溯，并根据视频图像信息人工或自动地做出相应的动作，以达到对监控目标的监视、控制、安全防范、和智能管理，已被广泛应用于军事、海关、公安、消防、林业、堤坝、机场、铁路、港口、城市交通等众多公众场合，随着技术的进步和成本的降低将逐渐普及到家庭安全防范和娱乐应用。随着计算机网络、宽带技术的日益发展，基于宽带网络的视频监控系统也逐步走入成熟。网络摄像机即通过网络视频服务器设备，实现对摄像机视频内容的网络传输和远程云台控制。基于宽带网络的发展和网络摄像机技术的成熟，利用已建立的综合信息网络系统，将网络监控业务融合在系统中，既可以减少因建立专用监控网络系统的投资，又可以满足各业务职能部门监控信息共享的需要。通过网络视频监控，用户无论身在何处，只要能够使用互联网络，就能够实现对视频监控系统的操作和管理，充分体现了网络的跨地域特性，有效的缩短了时间和空间距离。网络视频监控方案能够完美解决模拟、数字视频监控系统所无法实现的远程监控和信息共享，实现跨地域的远程视频监控和回溯，为大型企业的跨地域视频监控提供有力的支持和保证。通过宽带网络对视频监控数据进行传输，提供了视频监控数据的远程监控和回溯，具有极高的便利性；通过对视频数据的集中存储，大幅度降低了建设视频监控系统的投资成本；通过安全的认证和授权保障了视频监控数据的安全和可靠；通过简单易用的用户接口，提供更加简便的用户界面，使用户能够方便快捷的使用视频监控系统。本方案所述数字视频监控系统针对电力系统设计开发，满足该系统对多级别的专用网络监视的需求。采用本系统可降低调度人员的劳动强度，为调度室指挥提供强有力的帮助，使各级监视中心的调度人员通过监视远端（电厂各装置及车间等）传送上来的现场图像、语音和环境数据直观、准确、及时地了解各厂区的实际情况，减少事故报警处理时间，同时对远端图像进行实时录像，管理人员可以随时通过查询录像资料了解现场情况。同时由于监视网络的监视中心可以级联，使图像等信息上传，方便了上级领导对下属各级单位的管理和决策。2 需求分析火电厂全厂视频监控系统通常包括六个区域：机组区域、除灰区域、脱硫区域、水网区域和输煤系统区域以及办公区域，涵盖电厂生产区及办公区。所有摄像机防护罩室内和室外防护等级不低于IP65，具有防雨、防尘、自动加热和降温等。全厂视频监控系统依据监控现场要求，可以选用变焦或定焦摄像机，并配合云台实现旋转和俯仰操作。视频监控系统根据实际环境设置可以多个控制中心，包括全厂控制中心、主厂房控制中心、水网控制中心、输煤控制中心、除灰脱硫控制中心等，各个控制中心接入相关视频监控点，全厂控制中心可以对所有视频监控点进行视频监控和控制。此外，与视频监控系统配套应用的扩展系统还包括有火灾报警、非法入侵报警、移动侦测等子系统。3 总体方案设计3.1 方案概述网络视频监控系统即通过宽带网络，将摄像机采集来的视频数据进行传输，并存储在服务器中，用户通过网络访问服务器，对摄像机进行远程视频监控和视频回溯。为了减小重复投资，增大设备利用率，网络视频监控系统能够通过增加网络视频服务器的方式，方便低廉的集成原有视频监控设备，实现原有视频监控系统的网络化、数字化。服务器通过以太网获取摄像机的视频流，并将这些视频流集中保存在中心存储集群中；终端用户通过网络访问视频监控服务器，经过认证和授权后，对摄像机的视频数据进行实时监控和检索回溯。3.2 系统设计规范和设计目标3.2.1 系统设计规范根据网络视频监控系统的要求和国家有关法规的要求，经研究、分析设计本系统方案，该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。依据的相关规范包括：GBT42-81 工业企业通用设计规范GA/T70-94 中华人民共和国公共行业标准GA/T74-94 安全防范系统通用图形符号GA/T75-94 安全防范工程程序与要求BGJ232.90.92 电气装置安装工程施工及验收规范GB50198-94 民用建筑闭路监控电视系统工程设计规范GJT16-92 民用工业建筑电气设计规范GA38-92 银行营业场所风险等级和防护级别的规定GB/T16676-96 银行营业场所安全防范工程设计规范GBJ232-90/92 电气安装工程施工及验收规范GBJ42-81 工业企业通信设计规范DB32/181-1998 建筑多媒体化工程设计标准GB-50198-94 建筑闭路电视系统工程技术规范JGJ/T16-92 建筑电器设计规范GB7401-87 彩色电视图像质量主观评价方法GBJ79-85 工业企业通讯接地设计规范GBJ115-87 工业电视系统工程设计规范NEMA-ICS4 工业控制设备及系统的端子板NEMA-ICS6 工业控制装置及系统的外壳GBJ93-86 工业自动化仪表工程施工及验收规范GB/T13730-92 地区电网数据采集与监控系统通用技术条件GB22920-89 电站电气部分集中控制装置通用技术条件DL5027-93 电力设备典型消防规程DL409-94 电业安全工作规范DL5000-2000 火力发电厂设计技术规程GB2900 电工名词术语GB 4796 电工电子产品环境条件GB50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB735387 工业自动化仪表盘型式及基本尺寸GB50200-94 有线电视系统工程技术规范DL 5000-2000 火力发电厂设计技术规程GBJ566-88 计算机软件开发规范GB3274-82 彩色电视广播标准GB191-2000 包装储运图示标记GB2887-1989 计算场地技术条件GB4208-1993 外壳防护等级GB11920-1989 电站电气部分集中控制装置通用技术条件G.703-1991 数字接口的物理特性电气特性GB1583-79 彩色电视图像传输标准3.2.2 系统设计目标系统应用最新的现代通信、多媒体处理、计算机网络等理论与技术，按照有关国际标准，以现有网络和信息系统为基础，完成网络视频监控系统的建设，视频监控点向数据中心实时视频图像传输，建立完善的网络视频监控系统，实现网络视频监控系统平台的功能要求。3.3 系统构成 网络视频监控系统基于分级网络架构，具备单星型结构和多级星型结构两种架构方式。系统由采集设备、中心平台、客户端和网络连接等部分组成。采集设备是视频监控系统的信息采集端，包括有摄像机、视频编码器、云台等。中心平台包括流媒体服务器、大容量磁盘阵列，其中流媒体服务器提供设备的接入和管理、视频流的转发、用户接口、网管等功能；大容量磁盘阵列则用于保存视频录像。网络连接是网络视频监控系统的支撑环境，是提供高质量的、流畅的视频监控服务的必备条件。客户端包括计算机客户端和解码器客户端，用于对数字化视频图像解码还原，显示在计算机屏幕或者大屏幕电视墙中。3.4 前端监控设备前端监控设备是视频监控系统的信息采集端，包括有摄像机、视频编码器、云台等。其中，摄像机根据实际需求，配置有变焦一体化彩色摄像机、日夜型彩色固定摄像机两种方案，根据实际要求予以搭配。摄像机视频通过电缆传输至各监控中心，通过视频编码器进行数字化编码，再经由以太网进行传输。视频编码器对模拟摄像机输入的视频数据进行压缩编码，将模拟信号编码为数字信号，再利用网络进行传输，能够实现对既有监控点的接入，具有广泛的兼容性和扩展性。前端监控设备对视频图像采用第四代视频压缩技术MPEG4/H.264格式进行压缩编码，采用CIF分辨率，压缩编码取512kb/s，PAL 25帧/秒，可以实现视频图像实时流畅的显示。3.5 中心平台3.5.1 监控服务器集群视频监控服务器集群是网络视频监控系统的核心运行平台，具备分级分层的扩展能力。视频监控服务器集群为网络视频监控系统提供设备接入、设备管理、视频存储、视频转发、系统管理、客户端界面等多种功能。监控服务器集群的各个功能模块根据应用的需要能够提供集中式或分布式部署，在日常应用中，每台接入转发服务器能够提供200路视频设备的接入以及100路视频图像的转发（512Kbits，CIF）。3.5.2 大容量存储设备为了确保视频监控系统中视频数据的安全性和应用的方便，视频监控系统采用中心存储方式进行统一的存储。通过中心存储方式，视频监控系统能够对视频数据进行统一的管理和维护，免去了监控系统用户对视频数据进行维护和管理的复杂操作，避免了系统建设的重复投资，同时提高了视频监控系统的数据安全性。由于视频监控录像是不间断的录像，且需要较大的硬盘访问吞吐量（I/O吞吐量），因此，中心存储系统需要能够满足大量并发视频数据的磁盘操作，同时还需要提供一种能够扩展磁盘吞吐量的方案，以满足视频监控系统日益增长的存储需求。以512Kbits CIF分辨率（352x288）的视频图像为例，存储单路摄像机1天所需要的硬盘空间约为5.5GB，结合网络应用，选用IP-SAN存储阵列提供高吞吐量的大容量存储。3.6 客户端客户端包括计算机客户端和监控解码客户端，其中，计算机客户端提供监控终端视频监控功能，采用软件解码的方式，操作用户通过计算机访问视频监控平台，经登录认证后调取所需摄像点的视频图像，并能够提供摄像头控制、录像查询、回放、网管等功能；监控解码客户端用于提供视频图像的上墙显示，视频解码器通过网络获取相应图像的视频，并进行数字-模拟转换后，输出至大屏幕、监视器中。3.7 网络连接网络视频监控对于所采用的网络连接方式具有较高的要求，不但要保证网络连接的有效性，还需要提供足够的带宽用于视频数据的传输。针对电厂应用，网络连接设备采用工业以太网交换机，能够提供工业化网络应用。网络连接包括有两个部分，即前端设备网络连接和服务器端网络连接。3.7.1 前端设备网络连接为了保证视频图像的清晰和可靠的分辨率，前端设备采用的压缩码率每路需要在CIF分辨率512Kb/s，因此前端设备网络的带宽需要满足充足的网络带宽。3.7.2 服务端网络连接由于流媒体视频数据需要具备较强的网络性能，因此在服务器端的网络连接需要提供较高的性能。在方案中，我们使用千兆以太网为服务器提供链路接入，以提供高性能的网络应用，满足大规模应用对于网络带宽的需求。4 系统功能和技术特点4.1 系统管理系统管理员实现设备管理，用户管理等各项管理，包括配置、修改、删除等。提供4种用户类型，包括系统管理员、超级用户、操作人员和查看人员，分别授予不同的权限范围，同一类型的用户又可以设置更具体的权限，可以设置各自的用户名和密码。设备管理：动态搜索编码器、解码器、矩阵及附属设备等的信息，可增加、修改、删除设备及配置参数，以及设置镜头归属的录像站点。能方便地设置电子地图：导入地图、布置镜头等。待添加的隐藏文字内容3设备分组：编码端和解码端设备可分组管理，设置一个默认的分组，新设备在默认的分组中，可增加、修改、删除分组，设备不能重复分组。完善的日志管理，对各个用户的操作进行不可人为修改的记录，以备查询。4.2 监控功能可通过计算机显示器显示图像，也可通过电视墙显示（需配解码器），一个解码器可以与一个或多个编码器连接，多路连接时可设定自动轮换时间。支持多个视讯终端同时监控一个监控点同时观看同一个监控点的图像。通过点击编码器名称方便地播放图像，提供单画面、4画面、9画面等多种方式浏览。分组监控，可设定不同的用户级别，分配不同的监控点（同一个监控点可以划归多个组）。分级监控：根据不同的权限级别，级别高的可抢先对监控点进行监控，如对摄像机进行遥控等。可连接控制云台解码器(球机)，支持多种云台协议，可根据用户要求添加。摄像机远程控制功能：可对权限范围内的摄像机进行远程控制，包括镜头上下左右移动、镜头缩放、光圈调整、调焦，对于球机，还可设定预置位，可快速将镜头切换到预先设定的位置（具体功能视云台及镜头所支持的协议而定）。可连接控制其它RS485/232接口设备，如视频切换矩阵等。音频控制功能，支持一个视讯终端与所监控的其中一个监控点进行点对点实时双向音频通信。也可以向多个前端发送音频信号的按钮，实现音频广播功能。报警联动切换到预置位和辅助设备的功能轮跳功能，可按照操作人员设置的周期，自动对某一组内的各个监控对象进行轮循监控显示。电子地图功能使得监控点的分布一目了然，可通过鼠标点击地图上的镜头图标，方便地观看目标点的图像，图像可放大至全屏。支持QCIF、CIF、HALFD1、4CIF等多种图像格式，支持PAL和NTSC两种视频模式。对每一路图像的亮度、色调饱和度、对比度、帧数、图像质量、传输速率等可单独调整。4.3 录像及回放功能提供多路同时录像。可设定录像文件存放路径及存放时间。录像站点可分布在多台计算机或服务器上，每个站点管理一定数量的编码器，一个编码器不能同属于多个录像站点。可进行手动录像、一次性计划录像和周期性（每周、每日、每年）计划录像，可设定计划的起止日期，可对计划进行修改、删除等操作。录像中途若发生设备、网络、服务等方便的故障，当恢复后可自动继续录像。录像文件按日期、编码器自动生成文件夹及文件名。方便的本地及远程录像查询和回放功能，支持按时间和按计划等查询方式，支持暂停、重播、拖拽式时间控制。支持多个用户同时观看同一个录像文件的不同时段的录像。4.4 虚拟矩阵系统支持软件方式完成的“虚拟矩阵”（Virtual Matrix）功能。支持通过解码器将来自远端的网络视频信号还原为模拟视频信号，利用模拟监视器（电视墙）来显示所有的远端摄像机的画面。支持使用软件代替模拟硬件矩阵，完成图像的矩阵切换功能。当然，也支持点-点的给予硬件的还原。4.5 双向音频对讲系统提供对讲功能，使监控用户可以足不出户地及时了解监控点情况，在门禁、安全、治安等方面具有可扩展性，能够在突发事件的情况下指挥应急处理工作，最大限度地保障畅通、安全，使社会的额外支出降到最低。4.6 报警功能网络视频监控系统软件可以管理网络视频服务器的报警输入。每一台网络视频服务器具有4路独立的报警输入。这四个输入节点可以连接传统的入侵探测器，如门磁、红外运动探测器等入侵检测设备。这样，通过软件的报警管理功能，用户不必再额外安装专门的报警管理系统。在发生入侵时，软件会自动记录现场情况，调用相应的摄像机，以声、光方式通知值班人员。软件具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。·详情：·详情：4144355