視頻監(jiān)控在王莊變電站工程管理中的應(yīng)用

楊延勇，張保華，高貴生

（聊城供電公司，山東 聊城 252000）

0 引言

視頻監(jiān)控以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的日益成熟及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控技術(shù)提供了條件。

1 變電站建設(shè)管理遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的必要性

變電站建設(shè)工程大都離建設(shè)管理單位較遠(yuǎn)，交通不便，管理人員要想了解現(xiàn)場(chǎng)的情況、掌握進(jìn)度、進(jìn)行安全質(zhì)量監(jiān)督檢查、必須驅(qū)車親自到現(xiàn)場(chǎng)查看，浪費(fèi)大量的時(shí)間和財(cái)力。

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司 《關(guān)于利用數(shù)碼照片資料加強(qiáng)輸變電工程安全質(zhì)量過(guò)程控制的通知》（基建安全〔2007〕25號(hào)）要求，為提高工程安全質(zhì)量全過(guò)程控制，視頻監(jiān)控輔助管理具有重要意義。

近年來(lái)，基建工程不斷增多，業(yè)主項(xiàng)目部管理人員配備相對(duì)不足，給項(xiàng)目的管理帶來(lái)新挑戰(zhàn)，需要一種新的管理模式。

2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)原理及構(gòu)成

2.1 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)為一體的高科技信息系統(tǒng)，是提供集成的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體、控制和管理功能的一種嶄新的應(yīng)用技術(shù)。該系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)將分散、獨(dú)立的圖象采集點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一管理、資源共享，為各行業(yè)的管理決策者提供了一種全新的、直觀的，擴(kuò)大視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)范圍的管理工具，提高工作績(jī)效。用戶通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)，達(dá)到各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)。

視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由集中式向集散式系統(tǒng)過(guò)渡，在某種程度上打破了布控區(qū)域、設(shè)備擴(kuò)展的地域和數(shù)量限制，同時(shí)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化將使整個(gè)系統(tǒng)硬件和軟件資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式共享。

新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.264是面向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的視頻圖像編碼與傳輸技術(shù)，相對(duì)MPEG4/AVC標(biāo)準(zhǔn)，除了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力外，大幅度提高了壓縮編碼效率，在相同的碼率下能夠獲得更高的主客觀質(zhì)量。

2.2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)可由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控前端、監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控客戶端組成。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控前端采用高速智能球型攝像機(jī)獲取圖像，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)通信線傳回監(jiān)控中心的視頻管理存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行集中處理。該攝像機(jī)可獲得360°旋轉(zhuǎn)圖像，適用于大面積活動(dòng)區(qū)域監(jiān)控。

監(jiān)控中心由視頻管理存儲(chǔ)服務(wù)器、顯示器、鍵盤(pán)等組成。管理存儲(chǔ)服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的管理核心，控制著整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流向，提供各種數(shù)據(jù)的訪問(wèn)、備份、刪除、檢索權(quán)限的設(shè)置與驗(yàn)證；用于保存從各監(jiān)控點(diǎn)傳回的實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)錄像，定點(diǎn)定時(shí)錄像、錄像檢索回放功能；可對(duì)云臺(tái)和鏡頭進(jìn)行控制，瀏覽理想的圖像。

通信網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控客戶端和監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)系、獲取圖像的途徑。是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控能否實(shí)施的關(guān)鍵，也是技術(shù)難點(diǎn)。可應(yīng)用三種網(wǎng)絡(luò)，一種是電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，需變電站附近有經(jīng)過(guò)的內(nèi)部光纜，一般可咨詢屬地化管理單位。第二種是寬帶網(wǎng)絡(luò)，需附近有電信、網(wǎng)通等寬帶可用，也可采用電話線ADSL上網(wǎng)。第三種是采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)采用3G網(wǎng)絡(luò)，無(wú)3G網(wǎng)絡(luò)地區(qū)可采用2G網(wǎng)絡(luò)。

客戶端主要用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上任意位置訪問(wèn)監(jiān)控中心的視頻管理服務(wù)器，以達(dá)到隨時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的目的。可在能和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)的任意電腦上，安裝客戶端軟件，并進(jìn)行IP地址、端口、用戶名、密碼等信息配置后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像瀏覽和控制。可實(shí)現(xiàn)焦距變化，遠(yuǎn)景近景調(diào)節(jié)，攝像機(jī)360°旋轉(zhuǎn)，攝像機(jī)巡邏設(shè)置，歷史圖像回放，抓拍圖片，下載歷史圖像，當(dāng)?shù)貦C(jī)器錄像等功能。

3 視頻監(jiān)控在王莊220 kV變電站工程中的應(yīng)用

3.1 王莊施工現(xiàn)場(chǎng)狀況

王莊220 kV變電站位于聊城市西南部莘縣王莊集鄉(xiāng)南約2 km，距聊城98 km。站區(qū)圍墻內(nèi)占地面積為0.798 hm2，建筑工程3502.32 m2，道路面積2031.51 m2。

變電站本期安裝180 MVA變壓器2臺(tái)；220 kV采用戶內(nèi)GIS，架空進(jìn)線2回，雙母線接線；110 kV采用戶內(nèi)GIS，架空電纜混合出線8回，雙母線接線；35 kV出線8回，采用單母線分段接線；無(wú)功補(bǔ)償6×10 Mvar。

3.2 視頻監(jiān)控技術(shù)實(shí)施方案

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)建筑物的設(shè)計(jì)位置及實(shí)際情況，監(jiān)控前端采用3個(gè)高速球型攝像機(jī)，布置在站區(qū)即可實(shí)現(xiàn)全站無(wú)縫監(jiān)控，如圖2所示，箭頭方面為觀察方向。建設(shè)初期，站區(qū)無(wú)架構(gòu)和建筑物，在3個(gè)選擇位置上組立12 m水泥桿作為攝像機(jī)懸掛點(diǎn)，圖3為水泥桿上的監(jiān)控設(shè)備圖片。現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)的同軸電纜和RS485通信線，分別用于傳輸圖像和控制。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)布點(diǎn)圖

圖3 水泥桿上的球型攝像機(jī)

監(jiān)控中心采用網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)管理錄像機(jī)，可最大支持16路攝像機(jī)連接，最高支持4CIF分辨率編碼，采用H.264視頻壓縮技術(shù)，1 000 G硬盤(pán)用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，支持TCP/IP協(xié)議，可就地或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制云臺(tái)和鏡頭、回放或下載硬盤(pán)錄像機(jī)上的錄像文件。

通訊網(wǎng)絡(luò)的速度直接影響遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的考察，王莊站附近1 km處有莘縣供電公司的一條光纜通過(guò)，而且光纜接頭盒就在附近，通過(guò)線路光纜把圖像傳到莘縣供電公司，再經(jīng)過(guò)系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)傳回聊城供電公司。視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案如圖1所示。

客戶端采用界面友好，操作方便的軟件，安裝在連接到內(nèi)網(wǎng)的任意計(jì)算機(jī)上，經(jīng)過(guò)授權(quán)后，即可瀏覽現(xiàn)場(chǎng)圖像，還可對(duì)云臺(tái)和攝像機(jī)進(jìn)行控制，回放或下載歷史圖像，圖4為客戶端軟件白天多畫(huà)面監(jiān)控圖像。

圖4 多畫(huà)面監(jiān)控圖像

3.3 視頻監(jiān)控的經(jīng)濟(jì)方案

目前，變電站運(yùn)行后都安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，建設(shè)階段前期會(huì)進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)的訂貨，監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)周期很短，且大都有現(xiàn)貨供應(yīng)。根據(jù)友鄰結(jié)合的思想，在建設(shè)階段，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的部分設(shè)備提前安裝，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，即節(jié)省了費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了三節(jié)約，又是對(duì)監(jiān)控設(shè)備的檢驗(yàn)。

王莊監(jiān)控系統(tǒng)使用已定貨的三個(gè)球型攝像機(jī)、一臺(tái)視頻管理存儲(chǔ)服務(wù)器、一套客戶端軟件，組建了施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

3.4 監(jiān)控效果

圖5、圖6、圖7為聊城本地遠(yuǎn)程查看王莊施工現(xiàn)場(chǎng)圖像。圖5為遠(yuǎn)景監(jiān)控效果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總體情況一目了然，圖6為距離監(jiān)控?cái)z像機(jī)40 m處效果圖片，圖7為距離監(jiān)控?cái)z像機(jī)70 m處效果圖片，圖像能十分清晰地看到施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)細(xì)節(jié)，完全能滿足施工管理要求。

圖5 遠(yuǎn)景監(jiān)控圖像

圖6 距離40 m的監(jiān)控圖像

圖7 距離80 m的監(jiān)控圖像

4 視頻監(jiān)控在施工管理中的實(shí)用性

提供新的工作手段,將單一的書(shū)面、電話匯報(bào)形式提升為豐富的音頻、視頻、書(shū)面相結(jié)合的形式。

管理人員可以準(zhǔn)確地掌握工程進(jìn)度,并對(duì)施工環(huán)節(jié)和施工工序加以控制,不僅可以提高工作效率和施工工藝質(zhì)量,還可以避免因?yàn)楣ば虻牟划?dāng)和施工過(guò)程中錯(cuò)誤的操作而造成的損失。省市各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能夠了解工地進(jìn)度情況,對(duì)工程安全文明施工進(jìn)行監(jiān)督和指揮。

為各級(jí)監(jiān)督機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全質(zhì)量檢查提供常態(tài)手段。

業(yè)主單位管理人員可監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)施工單位、監(jiān)理單位的施工管理活動(dòng)，提高其工作的積極性和主動(dòng)性。

形成影像資料，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和記錄，以便歸檔。

有利于監(jiān)督關(guān)鍵工序的施工、隱蔽工程的施工、監(jiān)理驗(yàn)收、材料檢驗(yàn)取樣。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的應(yīng)用，為現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員提供了全面立體查看工程的便捷手段，有助于工程管理人員分析施工工序、統(tǒng)籌現(xiàn)場(chǎng)人力物力、及時(shí)發(fā)現(xiàn)窩工點(diǎn)，從而優(yōu)化施工程序，提高施工質(zhì)量和效率。

增加了生產(chǎn)培訓(xùn)效果，并可制成媒體培訓(xùn)教材。

預(yù)防工地現(xiàn)場(chǎng)的材料安全、人員安全情況的發(fā)生，通過(guò)24 h全方位的監(jiān)控和錄像，預(yù)防偷盜行為的發(fā)生，并為已經(jīng)發(fā)生的不文明行為提供可靠的證據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在王莊變電站工程管理中的成功應(yīng)用，為基建工程精益化管理提供了有效的技術(shù)手段，也為工程管理提出了一種新的管理模式。