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电力应急视频系统建设与应用

责任编辑:HeliceJia |来源:企业网D1Net  2010-08-06 16:34:45 原创文章 企业网D1Net

所谓电力应急,就是快速处理突发紧急事件,尽量减小因供电中断造成的损失,快速修复故障设备或线路,使电力生产和运营恢复正常。例如重大施工事故、公共紧急事件、性质恶劣的违章操作、蓄意破坏、自然灾害等,都极易引发大规模停电事故甚至电网瘫痪,这些都是电力应急要面临的局面。

正因为紧急事件的不可预知性和破坏严重性,所以不可能给我们的应急建设留有充分的准备时间。从2008年9月开始提出到2009年6月完成一期建设,对于大多数国网省公司来说电力应急其实来的有点突然,甚至有些措手不及。一方面电力应急系统是一个复杂系统,涉及技术种类多,谁先谁后难以抉择;另一方面建设周期长、实施难度大但进度要求紧,参与各方责任重大。几经权衡之后,很多省公司的硬件基础设施还没完全建好甚至还顾不上建设,上个软件平台就算完成了。

实际上电力应急建设的宗旨是“流程规范、多级协调、统一通信、信息共享”,从这个角度来看,电力应急应该是一个软硬结合、相辅相成的综合应用系统。而我们纵观目前全国电力应急的建设局面,大多数情况是对业务软件关注的多,而对硬件支撑关注的少,这固然和时间紧迫不无关系,但直到今天,如果我们还认为所谓应急系统只不过是几台服务器和一套业务软件,那么我们系统的建设和应用永远只能浮于表面。

电力应急系统的构成

   

    图1:电力应急系统的结构图

图1是一个电力应急系统的简化框图,总的来说分为硬件支撑平台和软件业务平台两个部分。“硬件支撑平台”是整个电力应急的基础,而“软件业务平台”是系统的上层建筑。支撑系统建设的合理性和完善程度决定了整个电力应急系统能够达到的高度。对于系统的规划和建设者而言,宜综合考虑软件和硬件的协调部署而不应厚此薄彼,甚至顾此失彼。

同样我们也发现,与单纯的“应急通信”不同,电力应急强调了视频系统的应用,如:应急会商系统、视频监控系统;这主要是基于以下几点的考虑:

1.视频会商系统延伸到各级应急指挥中心和相关部门后,指挥中心系统内的沟通更为直接有效,多部门间的工作协调和数据共享也变得非常简单;

2.视频会商系统和视频监控系统摆脱了以往只能通过电话来协调各部门处理事件的局面,各级应急指挥中心都可以第一时间了解事故现场的真实情况,这种可视化的指挥很大程度提高了电力应急处置水平;

3.随着电力应急的建设,原来变电站的视频监控系统得以完善,并从单一的安防监控逐步发展成为“安防生产一体化”监控,达到了“常时保生产、战时能应急”。在传统电力“四遥”基础上,“遥视”不再遥不可及。

但是,电力应急系统中视频的应用对通信链路提出了较高的要求。目前来看,一是原有的电力综合数据网带宽较低,无法承载大容量的视音频数据的传输;二是无线和有线结合的通信系统建设不全面,无法保证指令能够随时随地可达。所以如何确保链路可靠是目前电力应急视频系统建设必须关注的技术问题。[NextPage]

其实这些困难并非无解,如果我们能够根据自身的现有条件,分清建设的轻重缓急,应急系统的建设完全可以深入浅出、化繁为简。

基于IP技术的统一融合通信

在视频应用中,视频会议系统是电力行业的日常业务系统之一,各省电力公司很早就开始了各级部门之间的系统建设。因此建设应急视频会议系统不存在技术上的难题,但是以往视频会议系统往往是作为独立的通讯系统建设的,和电话语音通信、视频监控系统缺乏融合手段,无法实现事故处理现场音频、现场监控视频和指挥中心会议视频间的融合通信,这一点是必须要做的改进。当前电力的IT系统正逐步向IP技术上移植和发展,基于IP技术的视频会议、视频监控和音频融合的统一通信系统已经越来越成熟,这无疑给解决难题提供了技术基础。

存储小集中 监控大联网

电力应急中视频监控综合管理系统,包括与之紧密相关的电力综合数据网扩容建设工作量较大。主要体现在三个方面:

1、基础监控设施很不完善,大多数变电站和输电线路还没有开展监控系统建设,“遥视”基本无从谈起;已经建设的变电站大多数属于站端的安防监控,是随着变电站基建形成的早期系统,监控覆盖范围有限。所以电力应急建设必将伴随着大规模的监控技术改造和点位扩容;

2、基层的监控系统基本都是为本地监控设计,大多属于传统的CCTV系统,而应急指挥系统的建设迫切要求实现监控视频的联网,并同时实现多级共享、分级管理的功能。对于传统安防监控系统的改造技术难度和工作量都较大;

3、监控传输专用网络条件不具备。目前视频传输主要利用的是电力综合数据网,因为带宽较低,无法实现前端到各级中心的高清晰度图像传输。

为了解决建设难题,一种结构简单的流媒体视频监控方案被应用在电力应急系统中。这种解决方案不对变电站做任何的技术改变,而是利用原有CCTV系统中DVR设备的网口配合图像调阅软件进行远程视频图像传输和查看。考虑到应急过程中需要多用户对单点图像进行访问,而DVR设备本身不具备如此高的性能,所以只能通过配置几台流媒体服务器来解决问题。但是这种“流媒体分发、前端存储”的技术方案存在一定的缺陷和隐患:

1、数据不可靠:迫于带宽现状,变电站、线路监控数据只能存储到本地,而无法实现远程存储,一旦前端发生紧急事件,如电站损毁、线路电塔坍塌导致监控存储设备损坏,监控数据将不可能再被找到;

2、设备无法管理:流媒体的监控技术方案是以前端的DVR设备为核心,但该方案又无法对DVR设备进行管理。试想一下,未来变电站将逐步实现无人值守,一个网省成百上千个变电站的数千台DVR设备如果无法被应急平台统一管理,直到紧急情况发生需要调阅前端图像的时候才发现前端设备早已损坏,这对于需要第一时间了解现场的指挥中心而言,就不仅仅是尴尬而已了;

3、“管理的管理”困难:所谓“管理的管理”,就是对管理系统的二次保障措施。随着变电站视频建设的不断深入,网省公司管理的视频资源越来越大,基于流媒体监控方案的电力应急建设既不对原有设备做任何改动,也不对系统结构做调整,只能一味的增加服务器数量来缓解访问压力。这样一来,对流媒体服务器的管理成为系统的最大难题。日后即便是对所有的服务器进行热备份和集群管理,故障服务器的切换也需要花上十几分钟。流媒体的瓶颈和先天缺陷决定了它并不适合应用在大型视频管理系统尤其是应急系统。

所以,监控“图像专网传输、录像集中存储”才是保证“事后有据可查”的技术前提;而采用更先进的NGN系统结构才是规避流媒体方案缺陷的出路。目前的现状只是当前网络带宽条件和建设进度上的妥协,并不代表电力应急中监控视频应用的方向。[NextPage]

目前,真正适合电力应急的监控解决方案已经出现,并且在少数的超高压变电站的建设当中得到应用。它不像以往电力系统的CCTV监控系统那样在变电站端部署DVR设备,而是部署可靠性更高的嵌入式视频编码器,将存储部分从变电站端集中到市一级电力公司或集控站。这种先进的“集中存储、大带宽传输”的变电站、输电线解决方案在电力应急中体现出以下几个优点:

1、维护更简单:数据集中在条件较好的信息节点或者集控中心,站点和线路前端仅仅配置最可靠的嵌入式编码器而不放置存储,如此一来对数据的维护集中在少数的几个点而并非以前的一个面,大大减小了对成百上千个站点的设备维护工作量;

2、数据更可靠:数据集中存储后,即便前端站点发生事故导致设备损坏,后端集控中心也可以调阅历史图像,对于判断事故发生原因提供了重要证据;

3、结构更先进:集中部署存储必然造成监控系统的结构调整,而采用SIP、NGN、交换机组播技术、实时存储双流分离、IP SAN存储虚拟化等先进理念和技术的解决方案符合应急系统中监控子系统的建设需要,同时也代表了监控技术的发展方向;

4、融合更简单:由于监控平台采用了SIP协议,这使得监控系统和应急平台软件的融合变得更简单,离“在一个平台上协调所有部门、调用所有资源”的目标更近了一步。

   

    图2 电力应急监控方案

这套方案将监控存储从条件恶劣的前端转移到了更为适合的集控中心甚至是地市供电公司,并且利用交换机的组播技术和强大的硬件转发性能来避免流媒体服务器带来的瓶颈,我们称之为“存储集中式”的监控联网解决方案。

由此可见,电力应急系统中监控系统的建设同样有章可循。虽然在现阶段电力综合数据网带宽不足的条件下,这种存储集中式的监控联网方案难以在短时间内获得大规模应用,但它代表了应急系统中视频监控应用的趋势,也是电力应急完善和成熟的标志之一。而网络带宽则会随着电力综合信息网络改造逐步解决,未来的电力应急系统必然是搭建在联网监控平台之上的。

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关键字:视频监控

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电力应急视频系统建设与应用

责任编辑:HeliceJia |来源:企业网D1Net  2010-08-06 16:34:45 原创文章 企业网D1Net

所谓电力应急,就是快速处理突发紧急事件,尽量减小因供电中断造成的损失,快速修复故障设备或线路,使电力生产和运营恢复正常。例如重大施工事故、公共紧急事件、性质恶劣的违章操作、蓄意破坏、自然灾害等,都极易引发大规模停电事故甚至电网瘫痪,这些都是电力应急要面临的局面。

正因为紧急事件的不可预知性和破坏严重性,所以不可能给我们的应急建设留有充分的准备时间。从2008年9月开始提出到2009年6月完成一期建设,对于大多数国网省公司来说电力应急其实来的有点突然,甚至有些措手不及。一方面电力应急系统是一个复杂系统,涉及技术种类多,谁先谁后难以抉择;另一方面建设周期长、实施难度大但进度要求紧,参与各方责任重大。几经权衡之后,很多省公司的硬件基础设施还没完全建好甚至还顾不上建设,上个软件平台就算完成了。

实际上电力应急建设的宗旨是“流程规范、多级协调、统一通信、信息共享”,从这个角度来看,电力应急应该是一个软硬结合、相辅相成的综合应用系统。而我们纵观目前全国电力应急的建设局面,大多数情况是对业务软件关注的多,而对硬件支撑关注的少,这固然和时间紧迫不无关系,但直到今天,如果我们还认为所谓应急系统只不过是几台服务器和一套业务软件,那么我们系统的建设和应用永远只能浮于表面。

电力应急系统的构成

   

    图1:电力应急系统的结构图

图1是一个电力应急系统的简化框图,总的来说分为硬件支撑平台和软件业务平台两个部分。“硬件支撑平台”是整个电力应急的基础,而“软件业务平台”是系统的上层建筑。支撑系统建设的合理性和完善程度决定了整个电力应急系统能够达到的高度。对于系统的规划和建设者而言,宜综合考虑软件和硬件的协调部署而不应厚此薄彼,甚至顾此失彼。

同样我们也发现,与单纯的“应急通信”不同,电力应急强调了视频系统的应用,如:应急会商系统、视频监控系统;这主要是基于以下几点的考虑:

1.视频会商系统延伸到各级应急指挥中心和相关部门后,指挥中心系统内的沟通更为直接有效,多部门间的工作协调和数据共享也变得非常简单;

2.视频会商系统和视频监控系统摆脱了以往只能通过电话来协调各部门处理事件的局面,各级应急指挥中心都可以第一时间了解事故现场的真实情况,这种可视化的指挥很大程度提高了电力应急处置水平;

3.随着电力应急的建设,原来变电站的视频监控系统得以完善,并从单一的安防监控逐步发展成为“安防生产一体化”监控,达到了“常时保生产、战时能应急”。在传统电力“四遥”基础上,“遥视”不再遥不可及。

但是,电力应急系统中视频的应用对通信链路提出了较高的要求。目前来看,一是原有的电力综合数据网带宽较低,无法承载大容量的视音频数据的传输;二是无线和有线结合的通信系统建设不全面,无法保证指令能够随时随地可达。所以如何确保链路可靠是目前电力应急视频系统建设必须关注的技术问题。[NextPage]

其实这些困难并非无解,如果我们能够根据自身的现有条件,分清建设的轻重缓急,应急系统的建设完全可以深入浅出、化繁为简。

基于IP技术的统一融合通信

在视频应用中,视频会议系统是电力行业的日常业务系统之一,各省电力公司很早就开始了各级部门之间的系统建设。因此建设应急视频会议系统不存在技术上的难题,但是以往视频会议系统往往是作为独立的通讯系统建设的,和电话语音通信、视频监控系统缺乏融合手段,无法实现事故处理现场音频、现场监控视频和指挥中心会议视频间的融合通信,这一点是必须要做的改进。当前电力的IT系统正逐步向IP技术上移植和发展,基于IP技术的视频会议、视频监控和音频融合的统一通信系统已经越来越成熟,这无疑给解决难题提供了技术基础。

存储小集中 监控大联网

电力应急中视频监控综合管理系统,包括与之紧密相关的电力综合数据网扩容建设工作量较大。主要体现在三个方面:

1、基础监控设施很不完善,大多数变电站和输电线路还没有开展监控系统建设,“遥视”基本无从谈起;已经建设的变电站大多数属于站端的安防监控,是随着变电站基建形成的早期系统,监控覆盖范围有限。所以电力应急建设必将伴随着大规模的监控技术改造和点位扩容;

2、基层的监控系统基本都是为本地监控设计,大多属于传统的CCTV系统,而应急指挥系统的建设迫切要求实现监控视频的联网,并同时实现多级共享、分级管理的功能。对于传统安防监控系统的改造技术难度和工作量都较大;

3、监控传输专用网络条件不具备。目前视频传输主要利用的是电力综合数据网,因为带宽较低,无法实现前端到各级中心的高清晰度图像传输。

为了解决建设难题,一种结构简单的流媒体视频监控方案被应用在电力应急系统中。这种解决方案不对变电站做任何的技术改变,而是利用原有CCTV系统中DVR设备的网口配合图像调阅软件进行远程视频图像传输和查看。考虑到应急过程中需要多用户对单点图像进行访问,而DVR设备本身不具备如此高的性能,所以只能通过配置几台流媒体服务器来解决问题。但是这种“流媒体分发、前端存储”的技术方案存在一定的缺陷和隐患:

1、数据不可靠:迫于带宽现状,变电站、线路监控数据只能存储到本地,而无法实现远程存储,一旦前端发生紧急事件,如电站损毁、线路电塔坍塌导致监控存储设备损坏,监控数据将不可能再被找到;

2、设备无法管理:流媒体的监控技术方案是以前端的DVR设备为核心,但该方案又无法对DVR设备进行管理。试想一下,未来变电站将逐步实现无人值守,一个网省成百上千个变电站的数千台DVR设备如果无法被应急平台统一管理,直到紧急情况发生需要调阅前端图像的时候才发现前端设备早已损坏,这对于需要第一时间了解现场的指挥中心而言,就不仅仅是尴尬而已了;

3、“管理的管理”困难:所谓“管理的管理”,就是对管理系统的二次保障措施。随着变电站视频建设的不断深入,网省公司管理的视频资源越来越大,基于流媒体监控方案的电力应急建设既不对原有设备做任何改动,也不对系统结构做调整,只能一味的增加服务器数量来缓解访问压力。这样一来,对流媒体服务器的管理成为系统的最大难题。日后即便是对所有的服务器进行热备份和集群管理,故障服务器的切换也需要花上十几分钟。流媒体的瓶颈和先天缺陷决定了它并不适合应用在大型视频管理系统尤其是应急系统。

所以,监控“图像专网传输、录像集中存储”才是保证“事后有据可查”的技术前提;而采用更先进的NGN系统结构才是规避流媒体方案缺陷的出路。目前的现状只是当前网络带宽条件和建设进度上的妥协,并不代表电力应急中监控视频应用的方向。[NextPage]

目前,真正适合电力应急的监控解决方案已经出现,并且在少数的超高压变电站的建设当中得到应用。它不像以往电力系统的CCTV监控系统那样在变电站端部署DVR设备,而是部署可靠性更高的嵌入式视频编码器,将存储部分从变电站端集中到市一级电力公司或集控站。这种先进的“集中存储、大带宽传输”的变电站、输电线解决方案在电力应急中体现出以下几个优点:

1、维护更简单:数据集中在条件较好的信息节点或者集控中心,站点和线路前端仅仅配置最可靠的嵌入式编码器而不放置存储,如此一来对数据的维护集中在少数的几个点而并非以前的一个面,大大减小了对成百上千个站点的设备维护工作量;

2、数据更可靠:数据集中存储后,即便前端站点发生事故导致设备损坏,后端集控中心也可以调阅历史图像,对于判断事故发生原因提供了重要证据;

3、结构更先进:集中部署存储必然造成监控系统的结构调整,而采用SIP、NGN、交换机组播技术、实时存储双流分离、IP SAN存储虚拟化等先进理念和技术的解决方案符合应急系统中监控子系统的建设需要,同时也代表了监控技术的发展方向;

4、融合更简单:由于监控平台采用了SIP协议,这使得监控系统和应急平台软件的融合变得更简单,离“在一个平台上协调所有部门、调用所有资源”的目标更近了一步。

   

    图2 电力应急监控方案

这套方案将监控存储从条件恶劣的前端转移到了更为适合的集控中心甚至是地市供电公司,并且利用交换机的组播技术和强大的硬件转发性能来避免流媒体服务器带来的瓶颈,我们称之为“存储集中式”的监控联网解决方案。

由此可见,电力应急系统中监控系统的建设同样有章可循。虽然在现阶段电力综合数据网带宽不足的条件下,这种存储集中式的监控联网方案难以在短时间内获得大规模应用,但它代表了应急系统中视频监控应用的趋势,也是电力应急完善和成熟的标志之一。而网络带宽则会随着电力综合信息网络改造逐步解决,未来的电力应急系统必然是搭建在联网监控平台之上的。

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关键字:视频监控

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