基于推拉流技術的遠動監控系統直播輔助監控視頻的方法研究

喬良樹

（天津凱發電氣股份有限公司，天津 300392）

0.引言

遠動監控系統作為鐵路電力行業的專用自動化系統，技術發展相對成熟，應用比較廣泛，實現了供電設備的集中監視和控制，有效地保證了電氣化鐵路的安全可靠供電，但是，傳統的遠動監控系統只是根據遙信、遙測、報警等信息了解設備狀態并控制設備，而監控方面進一步的需求是獲取設備的相關視頻以便更直觀地了解設備狀況，進一步核實遠程操作設備的準確性，以及供電設備和其相關視頻的自動聯動，與此同時，視頻監控在變電站運行中的作用進一步深化，以視頻圖像為主的新一代輔助監控系統得到不斷地推廣，使得遠動監控系統可視化視頻監控成為可能。

1.流媒體技術、推流、拉流

監控視頻傳輸采用的流媒體技術就是在網絡上采用流式傳輸方式連續實時播放多媒體音、視頻數據的技術，它采用了流式傳輸方式，將多媒體文件壓縮多個壓縮包，向客戶端實時地順序傳送，用戶可以一邊解壓播放前面傳送過來的壓縮包，一邊下載后續的壓縮包，從而節省了時間。推流是指把采集封包好的多媒體內容傳輸到目標服務器的過程，相當于流媒體的生成過程。拉流是指在服務器已有流媒體內容的情況下，為該內容提供指定訪問地址，客戶端從該地址進行拉取的過程，相當于流媒體的消費過程。在推流、拉流過程中使用最廣泛的協議是基于TCP的RTMP或RTSP協議，這是專門設計用來進行實時數據通信的網絡協議。

2.輔助監控的視頻監控功能

輔助監控系統非常重要的功能是對變電站的全貌、供電設備、防火防盜、安全門禁等多角度進行了視頻監控，實現全天候錄像、定時錄像、報警錄像、巡視錄像、位置變換、畫面切換等功能，系統也可采集和處理現場的環境參數，如溫度、濕度等，能和視頻圖像信號進行合成，實現對變電運行場所環境參數的實時監測。輔助監控系統通常的實現架構是通過網絡連接變電站子站系統和監控中心主站系統，子站系統內的視頻控制主機負責采集站內攝像機的監控視頻并處理后發送主站系統，主站系統內的流媒體服務器接收并存儲視頻數據，提供訪問地址供監控人員在輔助監控系統工作站播放查看。

3.遠動監控系統視頻直播需求

雖然變電站輔助監控系統對變電站輔助生產設備進行了集中可視化監視和控制，但是對于變電站核心供電設備的遠程監控是由遠動監控系統實現的，傳統的遠動監控系統對于核心供電設備的監控多通過遙信、遙測、遙控、遙調等方式進行，未實現視頻可視化監控，如果與輔助監控系統系統對接，能夠直播輔助監控系統的監控視頻，以便更直觀地可視化查看變電站供電設備的監控視頻，則更加有利于設備運行狀態的監視、異常問題的診斷、遠程操作的結果確認，進一步提高遠動監控水平。

4.直播實現方法研究

4.1 設計原則

傳統的遠動監控系統和輔助監控系統是各自孤立的，針對獲取變電站視頻直播的需求，遠動監控系統不必再直接與變電所視頻監控設備連接，而是通過在監控中心與輔助監控系統的連接，實現視頻數據獲取以及其他數據的共享，同時，遠動監控系統不新增媒體服務器，從而減少成本支出，另外，因信息安全等級保護要求的不同，兩系統處于不同的安全區，兩系統之間需要設置網絡安全隔離[1]。

4.2 網絡架構

在遠動監控系統中增設一臺或使用其原有接口服務器（簡稱服務器A），在輔助監控系統中增設一臺或使用其原有接口服務器（簡稱服務器B），服務器A與服務器B互聯，達成兩個系統的連接，如圖1所示。

圖1 遠動監控系統和輔助監控系統連接示意圖

4.3 方法步驟

具體的實現遠動監控系統直播變電站視頻的方法，分為主動直播和聯動直播兩種實現方法[2-3]。

（1）主動直播主動直播就是遠動監控系統工作站主動發起對受控變電站攝像機的視頻申請，獲取視頻信息并在本工作站播放，實現方法如：1）遠動監控系統工作站通過服務器A到服務器B向流媒體服務器發出獲取某受控變電站攝像機在某預置位的視頻的請求；2）媒體服務器訪問輔助監控系統子站的視頻控制主機獲取該攝像機視頻，并返回視頻流地址rtmpB給服務器B；3）接口服務器B通過rtmpB從媒體服務器拉流獲取視頻，然后把視頻數據推流給服務器A；4）服務器A同時獲取視頻，并提供新的視頻流地址rtmpA給遠動監控系統工作站訪問；5）遠動監控系統工作站訪問從rtmpA地址獲取對應的視頻，即在遠動監控系統直播變電站供電設備的監控視頻。（2）聯動直播。聯動直播是在遠動監控系統監控的變電站供電設備發生了故障報警時，該設備相關報警文字在工作站顯示的同時，該設備相關監控視頻也同時播放。實現方法是在遠動監控系統應用服務器收到供電設備故障報警信息，發送給工作站，后者獲取并顯示報警信息的同時，也獲取該設備對應的攝像機配置信息后，采用與上述主動直播流程相同的流程，最后實現在工作站聯動直播設備故障視屏的需求。需要說明的是聯動直播需要提前配置好變電所的供電設備編號和其監控攝像機編號和攝像機預置位編號的對應表，而且遠動監控人員可以手動設置是否自動彈出顯示供電設備的監控視頻。

4.4 接口標準

針對不同的數據交互需求，遠動監控系統與輔助監控系統之間具備以下幾種數據接口：基于TCP/IP協議的信號數據接口，使用Socket技術，交互方式符合IEC-60870-104：2000規約；基于RTSP或ONVIF協議的視頻數據，通過接口服務器轉碼成RTMP的方式進行視頻數據傳送；基于HTTP協議標準的其他數據接口，通過JSON格式提供自定義編碼數據信息傳送。

5.結語

本方法解決了遠動監控系統不能直播所監控供電設備相關視頻的問題，通過推流、拉流等技術訪問輔助監控系統的相關視頻，實現可視化直觀視頻監控以及供電設備報警聯動視頻直播，確保監控信息特別是報警信息的準確性和遠程遙控的可靠性。同時，不必在遠動監控系統內增設頗為昂貴的流媒體服務器，節省了投資，同時可以支持多工作站直播，支持按需直播，不過多占用網絡資源，在不影響原有的正常的遠動監控工作的情況下，填補了遠動監控系統可視化監控方面的欠缺，更及時發現設備隱患，提高操控準確度，使整個供電系統的監控體系更趨完善。