高压输电线路在线监测系统方案书.docx

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高压输电线路在线监测系统方案书

高压输电线路无线

视频监控系统

设

计

方

案

书

（3GEVDO/WCDMA）

输电线路视频在线监测系统

输电线路外力破坏在线监测系统

输电线路杆塔倾斜在线监测系统

深圳市特力康科技有限公司

二〇一〇年十一月

前言

随着国民经济的高速发展，各行各业对电力的需求量越来越大，对供电部门提供电力供应的质量（稳定性、不间断性及伴随服务）要求也越来越高，因此远距离高压输电线路的电网运行的安全性显得尤为重要。

目前影响高压输电线路运行安全的因素主要有以下几个方面：

1、人为外力破坏塔基严重影响输电线路安全。

近年来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。

2、恶劣的冰灾天气严重影响输电安全。

2007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。

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危害。

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，严重影响了输电线路的安全。

4、林区高树成长压线严重影响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。

5、偏远山区、林区人工巡线困难的线路也是影响输变电线路安全的一个因素；

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，也将严重影响了输电线路的安全。

6、塔基周围挖沙石、挖土方破坏塔基的地基也是影响输电线路安全的一个因素；

塔基周围经常有挖沙石、玩土方的情况，一旦接近地基就有可能影响塔基的稳定，也将严重影响了输电线路的安全。

综上所述影响输电线路的安全因素，各超高压输电网局及电力公司迫切需要采取措施监视、防范影响输电线路安全的各种情况发生。

本项目提出的“高压输电线路在线监测系统”，专业针对性很强，主要针对高压输变电线路的人为外力破坏塔基、恶劣的冰灾天气、施工现场塔吊、车辆等设备穿越城区架空线路、林区高树成长压线、偏远山区、林区人工巡线困难、塔基周围挖沙石、挖土方破坏塔基的地基而设计的系统。

“高压输电线路在线监测系统”是基于公网无线3GEVDO/WCDMA的数据通道为传输手段，从而实现对高压输变电线路/塔基情况进行在线实时监测。

同时具备强大的监控中心，既能支持告警实时抓拍图片，也能支持实时视频。

同时通过自身太阳能供电，完成全天候工作，达到实时监控的效果。

“高压输电线路在线监测系统”包括以下子系统：

（1）输电线路视频在线监测系统

（2）输电线路外力破坏在线监测系统

（3）输电线路微气象覆冰在线监测系统

（4）输电线路杆塔倾斜在线监测系统

这些功能很好地满足了当前的高压输电线路、塔基安全监控实际需求，将使高压输电线路、塔基的安全防护系统建设成为“安全防范无漏洞、安全管理现代化、安全信息数字化”的综合型、高水平的安全防范系统。

提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。

一、系统的设计原则

“高压输电线路在线监测系统”设计本着合理、实用、可行、可靠原则，组网简单、扩容方便、标准开放、功能全面，适用于大中型的多点、远程、实时、集中监控系统，实现集散式监控、报警、录像、智能化检索、系统管理及设备在线维护等诸多功能；保证最大限度地发挥用户的资金效用；采用当今先进、成熟的技术设备，力求软硬件系统具备最高的性能价格比；具体概括为以下几个方面：

2.1系统的可靠性、稳定性

系统是建立在3GEVDO/WCDMA通信平台上，设备具备在恶劣环境（狂风、暴雨、冰雪）下持续正常工作的能力，整机可长时间连续工作（≥10000小时）。

2.2系统的安全性

系统采用MD5算法实现与ICP之间的相互认证。

当需要安全的数据传输时，可采用TLS层连接。

采用防火墙技术来保证物理层、链路层及IP层的安全，可根据传输业务类型的不同设定不同安全级别、选择不同的加密算法进行加密，可支持DES，RSA加密算法。

多媒体数据通信采用DRM加密，控制指令及数据通信采用SSL加密。

2.3系统的可操作性

产品操作简单，使用方便，无须记忆复杂的操作方法或指令，在初次安装时进行相关的设置，而全部的初次设置由专业人员完成.

2.4系统的可扩展性

系统设计留有充分的余地，以便日后比较方便地进行系统扩容。

2.5系统的先进性

设备集无线通信、嵌入式系统、图像压缩、DSP等多种先进技术于一身，用户可以通过各种途径查看现场的实时照片，无论用户身处何方，都可以随时随地获取所关切的监控现场信息。

2.6系统的可维护性

设备可以通过授权用户进行远程控制、管理、维护，只需短信就可以配置设备的各种参数，无需人员到基站进行现场设置，节约时间和运输成本。

2.7系统的性价比

该系统比传统有线视频监控成本造价低，技术更先进，功能更强，技术延续性和可升级性更强。

二、系统的设计要求

1、项目目的：

系统应在任何时候都能对输电线路进行有效监测，以便及线路时了解的情况。

包括以下子系统：

（1）输电线路视频在线监测系统

（2）输电线路外力破坏在线监测系统

（3）输电线路微气象覆冰在线监测系统

（4）输电线路杆塔倾斜在线监测系统

2、通讯方式：

系统应能兼容GPRS/EDGE/3GEVDO/WCDMA通讯网络，只要有3GEVDO/WCDMA信号的地方均可使用、不用自建、维护通讯网络，通讯距离不受限制。

3、供电方式：

塔基监控系统采用太阳能电源供电。

4、视频采集：

系统应采用专业云台恒速球摄像机，具有抗干扰、耐高低温、图像清晰、监控距离远等特点。

5、数据采集：

系统可以采集外力破坏数据、微气象数据、杆塔倾斜等线路数据，通过无线公网传输到监控中心，并作出分析判断。

6、系统安装：

系统应能不停电即可安装，安装地点灵活方便，装置拆卸方便，在该测点不需要监控时可自行安装到其他监控点。

7、抗高低温：

系统自身能在低温条件下工作。

8、电磁兼容：

系统安装在线路塔基上，可以抗电磁干扰，电磁兼容强。

9、防雷设计：

室外设备要具有防雷设计。

10、防水防腐：

室外设备要具有防水防腐蚀设计。

11、预警功能：

系统可实现预警功能，当有外触发告警、微气象告警、杆塔倾斜等告警时可同时启动摄像机拍照或录像，照片或视频可及时传回中心并存储。

三、系统功能

4.1技术性能参数

4.1.1视频显示功能

1、树形方式展开选择所需监控的视频，可实时监视输电线路各塔基视频信息，可实时监视同一线路多基铁塔实时视频并实现一机同屏同时监视；

2、多站点登录、连接；能同时支持1000个在线站点；

3、客户端具备画面布局方案选择功能，支持单画面、4画面、9画面，16画面切换功能。

4、系统具有鼠标拖放用显示站点：

可用鼠标将一个显示站点从一个窗口拖放到另外一个窗口，该功能方便用户按实际需要随时调整显示窗口布局。

5、系统支持所有在线站点自动轮巡，轮巡时间可设置；

6、系统支持对远程图像/视频分辨率设置，压缩比设置；

7、系统支持对摄像机云台的远程控制，具备远程手动调焦，光圈调节；

8、系统对于同一摄像机可设至少8个预置位，可预先设好预置位，直接点击浏览观看；同时可以手动巡航或者上下左右微调观看视频；

9、系统可设定时间段拍照片，如早上7：

00到晚上18:

00这样一个时间段，其余时段不启动，保证设备的正常运行。

4.1.2录像管理

1、监控中心具有远程设置站端系统并集中在中心录像存储功能，采用以秒为单位的视频流方式存储策略，实现对站端系统采集到的视频信号定时录像、手动录像、告警触发录像等；

2、监控中心可对任意视频进行手动录像，对任一帧实时视频以图片格式进行抓拍和存放。

3、以人机界面方式统一管理和观看历史视频和图片，可按告警事件、时间段、摄像机等组合条件检索；

4、具备回放视频单帧抓拍和连续抓拍能力；

5、具有硬盘空间管理功能，硬盘空间不足时报警。

4.1.3远程控制要求

1、系统具有对输电线路进行监视，通过3G/GPRS/EDGE/CDMA1X无线通信网络通道，将被监视的目标实时图像及报警信号上传到监控中心，并实现控制功能。

2、操作人员可以通过监控主机对输电线路设备或现场进行监视，对输电线路摄像机控制（左右、上下、远景/近景、近焦/远焦），画面切换和数字录像装置的控制。

能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机方位、焦距、景深的调整，对于带预置点云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作。

3、系统可以远程打开或关闭球机电源，达到省电运行的目的；

4.1.4告警管理

1、所有告警信息均在告警窗实时显示，显示内容包括日期时间、地区及塔基名、监控设备、告警内容；

2、客户端浏览器上选择响的事件类型和响方式，有告警事件发生时，浏览器软件会弹出提示窗口并用声音提示。

3、系统具有实现告警联动，系统具有告警后联动启动视频，并自动录像（录像时间可设定）；

4、报警信息储存管理，实现报警联动录像，可以多种方式查询报警信息，有需要时可打印输出。

4.1.5技术性能指标参数

1、系统整机具有防高磁、防水、耐老化、耐高温、抗腐蚀性能；

2、太阳能板单块尺寸不超过500mm*750mm；

3、蓄电池必须置于主机内，整机重量不得大于20kg；

4、蓄电池容量66AH，终端待机状态下续航能力强；

5、摄像角度要求：

水平360°、上下＋3°～－90°，无盲角全方位监控；

6、录像及告警信息数据能至少保存一个月；

7、实时视频画面调出响时间≤20秒,调出率保证在90%以上；

8、视频控制切换响时间≤20秒；

9、监控视频显示与实际事件发生时间差≤20秒；

10、用户登录时间≤20秒；

11、单台工作站最大视频浏览数量≥16；

4.2系统后端软件技术参数

1、本项目所要求的软件系统按照C/S客户端/服务器两层架构的原则，将本文件所描述的业务功能和相关需求进行集中、统一的规划和整合，使本系统成为一体化的、信息资源充分共享的综合性的业务处理平台；

2、安全性：

用户认证、授权和访问控制，用户认证采用授权用户及密码认证的方式。

3、易用性：

具有良好的简体中文操作界面、详细的帮助信息，系统参数的维护与管理通过操作界面完成。

在所有操作界面中的字体、颜色、布局、按钮等该使用相同的风格和操作方式，方便操作。

4、软件架构参数

系统由图像编码器（也称为前端）、图像监控流媒体服务器、客户端浏览器监控软件组成，图像编码器将实时采集的图像经压缩编码后，通过无线3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络发送到流媒体服务器，客户端浏览器监控软件登录图像服务器站点，实现实时图像浏览、监控。

a.流媒体服务器监控软件

服务器由图像监控服务器和存储服务器组成，图像监控服务器负责整个系统的连接和运行，存储服务器是可选组件，主要用于集中存储图像数据文件。

同时，采用静态IP地址配套使用，方便图像编码器的配置和管理。

b.客户端浏览器监控软件

客户端浏览器由监控器和播放器组成，包括客户端浏览器监控（主要用于台式PC或移动笔记本）；监控器用于实时浏览、管理图像，播放器用于播放存储的图像文件，使用监控器软件登录图像服务器站点，能够实现多画面图像浏览监控，同时提供多站点（服务器）登录、图像参数控制、PTZ控制、逻辑分组和分组轮跳等功能。

5、软件功能参数：

（1）软件具备用户界面友好，操作方便；

（2）软件支持多站点登录、连接，能同时支持1000个在线站点；

（3