高壓輸電線路圖像監控系統

隨着國民經濟的高速發展，各行各業對電力的需求量越來越大，對供電部門提供電力供應的質量（穩定性、不間斷性及伴隨服務）要求也越來越高，因此遠距離高壓輸電線路的電網運行的安全性顯得尤為重要。

遠距離高壓輸電線路所處的地理環境、氣候條件比較惡劣，特別是在冬季，因氣溫較低，濕度較高，導線上長時間結有覆冰，而且隨着氣溫的降低和低溫時間的延長，覆冰的厚度越來越大，由此給高壓導線帶來的重量載荷越來越大，當覆冰的總重量大到超過導線的強度極限時，即會造成斷纜進而塔架倒塌的嚴重後果。具不完全統計，國內電力行業每年因覆冰的原因造成斷纜的事故時有發生，斷纜帶來的直接、間接經濟損失達數十億人民幣。同時高壓輸電線路在運行及維護過程中還存在如下急切需要解決的問題：

l       線路山火造成跳閘；

l       絕緣子污穢造成污閃跳閘；

l       線路受雷擊造成跳閘。

為此，各超高壓輸電網局及電力公司一直在尋找有效的監測管理手段，本項目針對上述異常現象，通過無線EDGE傳輸方式，對輸電線路的覆冰情況進行實時在線監測，同時可對導線洩漏電流、絕緣子污穢、雷電電流、導線溫度、環境溫濕度、線路走廊山火（環境CO2含量）、現場風速雨量等參數進行實時監測，提供線路輸送容量的冗度和線路異常狀況的預警。通過對線路上各有效參數的監測，能夠為大大提高輸電線路的安全經濟運行水平，並為輸電線路的狀態檢修工作提供必要的參考。

二、  系統的原理、組成

系統由三部分組成，分別是遠程數據圖像採集器（下位機），圖像監控服務器和圖像監控客戶端。

遠程數據圖像採集器是一台高性能的嵌入式計算機，它部署在圖像監控的現場，它從CCD攝像機採集模擬視頻信號，然後把圖像數據進行編碼和壓縮成為數字視頻數據；通過485數據採集擴展版，將高壓傳輸線路的導線洩漏電流、絕緣子污穢、雷電電流、導線溫度、環境溫濕度、線路走廊山火（環境CO2含量）、現場風速雨量等現場數據實時採集並本地緩存。最後利用EDGE無線傳輸模塊將圖片及現場數據以IP包的方式發送到圖像數據監控服務器。圖像數據監控服務器和圖像數據監控客戶端分別是裝有遠程圖像監控服務端軟件和客戶端軟件的PC機，它們都連接在互連網絡上，由於遠程數據圖像採集器沒有固定的IP地址，所以客戶端主動去瀏覽監控圖像和設置監控參數都是通過服務器來中轉的。

調度監控中心通過圖像數據監控客戶端實時瀏覽觀測各監控點的現場情況，系統軟件通過對從現場發送來的圖片、數據分析比對實現異常現象預警，調度監控中心工作人員一旦得到系統預警信息，即作出相應的應急處理，以確保高壓輸電線路的安全運行。

1.   系統高穩定性，保証設備正常運轉

遠程數據圖像採集器主機芯片德國進口，所有器件採用工業級、低功耗、高穩定性的ARM嵌入式處理器設計；在軟件上使用穩定的、精簡的嵌入linux操作系統內核版本和具備寫平衡的文件系統，使得系統具備性能穩定、安全可靠的高效特性，滿足長時間、不間斷工作而免維護的需求。

2.   高清晰數字圖片即時獲取

在無線（EDGE）、低速（窄帶）傳輸網絡的條件下，能即時獲取遠端現場高清晰數字圖片。

3.   清晰紅外夜視功能

遠程數據圖像採集器通過紅外夜視裝置可實現夜間圖像拍攝。

4.   遠端可拍，近端可控

圖像監控客戶端連接互聯網后，可通過監控服務器的中轉實時向遠程數據圖像採集器發送攝像頭變焦、云台角度偏轉等指令，對攝像機進行控制。

5.   實時採集現場數據

通過在線輪詢和突發事件主動上傳方式，在系統管理軟件的控制下，將遠端設備採集到的現場各種數據實時的發送至監控中心。

6.   超強防寒、鏡頭自動除霜功能

遠程數據圖像採集器通過對環境溫度的監測可自動調節設備工作溫度，有效的防止攝像機鏡頭及外罩的結霜。

7.   便捷的供電方式及電源管理功能

遠程數據圖像採集器採用12V蓄電池供電，一次充電可連續工作3天以上，如果使用太陽能充電系統，可以長期在野外使用。

遠程數據圖像採集器帶有電源管理功能，可以根據需要切斷外部攝像頭、云台、紅外夜視裝置、加熱器及散熱風扇等設備的供電以延長蓄電池的工作時間。

8.   支持集成，可擴展性

遠程數據圖像採集器提供了豐富的標準通信接口（如：網絡、RS232、RS485、USB及監測輸入端子等），可與數據採集、報警聯動等外部設備集成，實現各種定製功能需求；系統服務器端採用開放的架構構造，可方便地從數據、業務、應用等多個層面與第三方系統集成應用，提供了增強的可擴展性支持。

9.   強大的圖像監控終端

10.            監控容量大

系統可支持多達上千台的遠程數據圖像採集器裝機容量和上千個客戶端用戶數量。一個客戶端可同時監控多台遠程數據圖像採集器，但任一時刻一台遠程數據圖像採集器只能被一個客戶端訪問。

11.            即時圖片、數據信息綜合管理

功能完善的監控服務器管理軟件，為大容量的即時圖文信息、現場數據的綜合管理提供基礎的應用平台。

12.            用戶的權限管理

圖像監控客戶端對遠程數據圖像採集器進行訪問需要進行用戶身份的驗証，系統定義了兩種用戶身份：管理員用戶和普通用戶。管理員用戶可以設置修改監控的配置參數，普通用戶只能進行圖像的瀏覽。

13.            遠程遙控拍攝

圖像監控客戶端連接互聯網后，可通過監控服務器的中轉實時向遠程數據圖像採集器發送攝像頭變焦、云台角度偏轉等指令，對攝像機進行控制。

14.            完善的圖片管理、檢索功能

數據圖像監控客戶端可實現對曆史圖像數據的存取、檢索、圖像數字處理、對比分析及異常情況預警。

15.            遠端設備工作狀態監測、預警功能

圖像監控客戶端可以實現對遠端設備工作狀態的監測、異常情況預警等功能。被監視的參數有：蓄電池電壓、設備工作電壓、各通信接口工作狀態、設備工作溫度、環境溫度、攝像機焦距、云台偏轉角度等。

16.             系統結構靈活，支持Web應用

數據圖像監控服務器可運行基於網絡的web發布程序，方便位於不同地點的監視人員查詢相關實時圖像數據和曆史圖像數據