電力行業(yè)需求對前端生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控,以實(shí)現(xiàn)后端調(diào)度中心的遠(yuǎn)程控管與維護(hù)。在此背景下各地變電站也已陸續(xù)建立起較完善的“四遙”系統(tǒng)——遙測、遙信、遙控和遙調(diào)。隨著發(fā)展,隸屬于安防的遙視(主要是視頻監(jiān)控系統(tǒng)),以第“五遙”的身份進(jìn)入變電站的管理工作。
“亦步亦趨”穩(wěn)發(fā)展
電力行業(yè)市場巨大,相應(yīng)的,電力無人值守涉及子系統(tǒng)眾多,相關(guān)設(shè)備可能來自不同廠家,由此帶來兼容性和系統(tǒng)集成等難題,需求集成商對涉及到的協(xié)議、接口、甚至是相關(guān)規(guī)范做到了如指掌,進(jìn)入門欄較高。發(fā)展至今,還沒有專門針對無人值守的產(chǎn)品,但同一套系統(tǒng)地理跨度巨大,可能面臨不同的地域環(huán)境、氣候特點(diǎn)、甚至是人文環(huán)境,需結(jié)合實(shí)際狀況,選擇合適的設(shè)備。
即便同一個(gè)工程,根據(jù)各個(gè)基站所處環(huán)境、治安條件等差異因素,架設(shè)方式、防范等級(jí)及投入預(yù)算都可能不同。大的基站,相對而言子系統(tǒng)較多,其中視頻監(jiān)控是比較固定的部分,這部分又因?yàn)殡娏π袠I(yè)需要在強(qiáng)電磁環(huán)境下運(yùn)行,對前端設(shè)備(球機(jī)、槍機(jī))的抗干擾性要求嚴(yán)格。
另一方面,我國變電站數(shù)量巨大,卻集中由南北兩大集團(tuán)管理,這表示需求相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各級(jí)聯(lián)網(wǎng),至少架構(gòu)在統(tǒng)一的省級(jí)平臺(tái)下,并依次架設(shè)地區(qū)級(jí)分控平臺(tái),最后落實(shí)到站端各安防子系統(tǒng)的集成。而除了實(shí)現(xiàn)多級(jí)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程運(yùn)維、互聯(lián)互通等,一個(gè)好的系統(tǒng)還需求做到多業(yè)務(wù)融合、多應(yīng)用集成、智能預(yù)警、實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)及兼容接入。
需求永無止境,對于事關(guān)重大的電力行業(yè),不變的基礎(chǔ)在于“穩(wěn)”。也因此,無人值守系統(tǒng)雖早已被市場接受進(jìn)入架構(gòu)階段,但近年來,升級(jí)速度一直落后于電力行業(yè)與日俱增的需求,而一些在其他領(lǐng)域有很好應(yīng)用的新技術(shù)新產(chǎn)品,雖有相關(guān)企業(yè)進(jìn)行推廣,但被無人值守系統(tǒng)接納的速度緩慢。對比其他項(xiàng)目,變電站無人值守雖需求眾多,卻不會(huì)冒進(jìn)發(fā)展,更需要不斷借鑒處在前沿的平安城市等項(xiàng)目,“亦步亦趨”平穩(wěn)升級(jí),力求保持系統(tǒng)的穩(wěn)定高效性。對此,南京英安特科技實(shí)業(yè)有限公司總經(jīng)理劉愛國還表示:“相對平安城市等國家重點(diǎn)項(xiàng)目,需求無人值守的甲方,通常識(shí)別能力不高,需要集成商給予更多教育。且其在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到所有可能的預(yù)案,很考驗(yàn)系統(tǒng)集成商的能力??梢哉f,現(xiàn)階段這個(gè)巨大卻單一的市場,主要被幾家集成商霸占。”
天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品經(jīng)理伊彬簡單歸納了無人值守中較常見的子系統(tǒng):
· 智能視頻綜合監(jiān)控子系統(tǒng):其通過視頻監(jiān)控集合遠(yuǎn)程和本地人員保護(hù)電站設(shè)備安全,通過智能視頻分析功能,完成對監(jiān)視對象狀態(tài)的判斷,如遠(yuǎn)程操作開關(guān)、刀閘等提供輔助判斷信息;配合其他子系統(tǒng)完成視頻聯(lián)動(dòng)和互動(dòng);
· 環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng):能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度、水浸的采集,聯(lián)動(dòng)聲光/短信報(bào)警,啟動(dòng)處理預(yù)案,同時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)上傳至統(tǒng)一信息平臺(tái);
· 消防子系統(tǒng):較獨(dú)立,自行閉環(huán)控制,產(chǎn)生火警信號(hào)時(shí),啟動(dòng)自動(dòng)滅火裝置或火災(zāi)隔離措施,同時(shí)聯(lián)動(dòng)視頻和報(bào)警,把視頻和信號(hào)上傳監(jiān)控平臺(tái);
· 安全防范子系統(tǒng):包括電子圍欄、紅外對射、紅外三鑒、震動(dòng)傳感器、門禁等部分,負(fù)責(zé)周界防范與設(shè)備安全防范;
· 控制子系統(tǒng)(照明、空調(diào)、給排水):其根據(jù)事件(入侵、消防報(bào)警、溫濕度報(bào)警、水浸報(bào)警)自動(dòng)對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行開啟和關(guān)閉操作;
· 在一些邊遠(yuǎn)或氣候特殊的地區(qū),除了上述系統(tǒng)之外,還要加入鐵塔監(jiān)控子系統(tǒng),如覆冰探測器、傾斜探測器、絕緣子漏電探測器、風(fēng)向風(fēng)力探測器以及供電子系統(tǒng)(風(fēng)光互補(bǔ)的太陽能電池板/風(fēng)機(jī)、蓄電池等)。
更精彩的發(fā)展方向
變電站站端一般采用數(shù)字監(jiān)控主機(jī)(嵌入式監(jiān)控主機(jī),不僅完成嵌入式DVR的音視頻采集、存儲(chǔ)、傳輸功能,同時(shí)完成報(bào)警接入、控制輸出,以及一些復(fù)雜的本地閉環(huán)控制策略,同時(shí)由集控中心軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程管理)或嵌入式硬盤錄像機(jī)作為前端處理設(shè)備,能夠完成音視頻采集處理傳輸、報(bào)警接入聯(lián)動(dòng)、燈光警笛控制、環(huán)境監(jiān)測等功能。
深圳市朗馳欣創(chuàng)科技有限公司售前支持工程師黃鋒民介紹道:“用戶在各自的系統(tǒng)已實(shí)施了部分視頻監(jiān)控、動(dòng)環(huán)監(jiān)測和綜合報(bào)警系統(tǒng),但大多分步、分批實(shí)施,系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行,甚至每套系統(tǒng)都需要獨(dú)立的管理人員,很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理,無形中降低了系統(tǒng)的高效性,增加了系統(tǒng)的管理成本。必須在后續(xù)升級(jí)時(shí),以圖像監(jiān)控為主、數(shù)據(jù)監(jiān)控為輔,結(jié)合多種報(bào)警功能,同時(shí)將多系統(tǒng)進(jìn)行整合。”與此同時(shí),隨著電網(wǎng)公司集中采購、產(chǎn)品陸續(xù)更新?lián)Q代,以及技術(shù)產(chǎn)品的成熟、帶寬資源的改善,以下種種雖現(xiàn)階段還有待提高穩(wěn)定成熟度,但可預(yù)見,不久的未來必將有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。
1、融合業(yè)務(wù)管理的大系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)
把一個(gè)基站涉及到的系統(tǒng)都集成到一個(gè)平臺(tái)去管理,是很普遍的需求,但在目前的技術(shù)下,還難以做到安防系統(tǒng)與原有“四遙”系統(tǒng)的完全整合,因?yàn)楣芾砥脚_(tái)還不夠成熟。所以,目前變電站無人值守系統(tǒng)基本與“四遙”系統(tǒng)分開運(yùn)行及管理,值得一提的是,較為成熟的項(xiàng)目中,安防相關(guān)的子系統(tǒng)已經(jīng)可以集中到一個(gè)管理平臺(tái),相應(yīng)的,其他四遙也可集成到統(tǒng)一的平臺(tái)進(jìn)行管理。
廣州美電貝爾電業(yè)科技有限公司技術(shù)支持工程師黃觀鋒解釋了平臺(tái)集成發(fā)展緩慢的原因:“系統(tǒng)集成,并不是簡單整合就可以,特別是變電站的無人值守,涉及眾多設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),相應(yīng)的可能遇到的問題也更多。在這種情況下,怎么做到預(yù)案與聯(lián)動(dòng)都是難點(diǎn)。另一方面,還需求管理平臺(tái)的開發(fā)方,對電力行業(yè)每個(gè)數(shù)據(jù)的意義都做到了如指掌,在此基礎(chǔ)上考慮如何規(guī)劃更合乎客戶需求的管理界面。而目前市場上的平臺(tái)都是基于視頻監(jiān)控,然后集成一些重要的安防需求。”與此同時(shí),他還表示:“根據(jù)市場的反應(yīng),相關(guān)企業(yè)已經(jīng)著手研發(fā),目前更多的問題在于,在眾多需求中,哪些系統(tǒng)的集成是主要,又該怎樣集成到大平臺(tái)中。也就是在具體模塊的開發(fā)上,根據(jù)子系統(tǒng)的重要程度,會(huì)有一個(gè)開發(fā)集成的先后之分。”[nextpage]
2、兼容
兼容性方面可以通過制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如廣東電網(wǎng)公司變電站環(huán)境視頻監(jiān)控系統(tǒng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))來統(tǒng)一協(xié)議,實(shí)現(xiàn)不同廠商的產(chǎn)品、子系統(tǒng)和平臺(tái)之間能兼容接入。并統(tǒng)一遵從目前行業(yè)內(nèi)相關(guān)協(xié)議,如:支持DB33協(xié)議可實(shí)現(xiàn)與第三方平臺(tái)的互通;支持國際開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇(ONVIF)協(xié)議實(shí)現(xiàn)多廠商設(shè)備兼容接入??梢哉f,隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,兼容基本不再是問題,都能滿足與各行業(yè)的專網(wǎng)、協(xié)議規(guī)范進(jìn)行對接。除此之外,集成商還可為行業(yè)用戶量身定制系統(tǒng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),滿足行業(yè)客戶深度定制需求,強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一規(guī)劃部署、統(tǒng)一管理控制,實(shí)現(xiàn)對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的有效兼容,實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和透明訪問,滿足行業(yè)用戶特定的應(yīng)用功能。
3、預(yù)案
無人值守需求設(shè)備具有極高的穩(wěn)定性,因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)意外狀況,沒有人員可以干預(yù)。這個(gè)時(shí)候就需要系統(tǒng)具備一定‘糾錯(cuò)’能力,通過制定一些預(yù)置解決方案,解決可能出現(xiàn)的各種狀況。也就是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候,從電力的特殊性出發(fā),考慮到各種可能的狀況,做出相應(yīng)的預(yù)案。
預(yù)案的完善程度與發(fā)展,還影響了系統(tǒng)整合的進(jìn)程。難點(diǎn)在于需求相關(guān)廠商深入行業(yè),了解其運(yùn)作模式,知道“四遙”系統(tǒng)中每個(gè)數(shù)據(jù)的意義,方能做出貼合行業(yè)、切實(shí)可用的預(yù)案。
必經(jīng)之路——高清、網(wǎng)絡(luò)、智能
無人值守不趕潮流,但是對于已被市場證明的好的發(fā)展趨勢與技術(shù),也有著包容的姿態(tài)。而現(xiàn)今最主流的高清化、網(wǎng)絡(luò)化與平臺(tái)化集成,不僅進(jìn)入應(yīng)用,更提升了系統(tǒng)的可靠性實(shí)用性。
1、智能視頻分析
智能視頻分析技術(shù),可以做到事前預(yù)警,事中處理,事后取證,同時(shí)增加了視頻檢測的功能,可進(jìn)一步檢測出煙火、物品搬移/遺留,非法停留徘徊等行為,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤報(bào)警,做到人性化、智能化監(jiān)控。
傳統(tǒng)架構(gòu)模式是在攝像機(jī)后端增加一個(gè)智能分析儀,再在集控終端增加一個(gè)智能分析服務(wù)器。需要分別傳輸兩路視頻信號(hào),其中智能分析儀送出的信號(hào)連接到智能分析服務(wù)器里,根據(jù)服務(wù)器的運(yùn)算能力有路數(shù)限制,不僅增加了網(wǎng)絡(luò)壓力,且同等于架構(gòu)了兩套視頻系統(tǒng),繁瑣且花費(fèi)高。新架構(gòu)基于具有智能視頻分析功能的攝像機(jī),只需傳輸一路視頻,帶寬壓力小,系統(tǒng)集成度高。憑借上述可見的優(yōu)勢,被大力推廣。比起上文兩大構(gòu)建難點(diǎn),此應(yīng)用已沒有技術(shù)難度,是否架構(gòu)完全由甲方根據(jù)投入(平均投資提升30%)以及需要來定奪。目前,故實(shí)際架構(gòu)的不多。
2、網(wǎng)絡(luò)減壓
如今,電力系統(tǒng)普遍架設(shè)專網(wǎng),利用電力本身豐富的光纜資源,通過網(wǎng)絡(luò)改造實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)、擴(kuò)容。除此之外,很多偏遠(yuǎn)的無人值守站點(diǎn)沒有網(wǎng)絡(luò),重新布網(wǎng)費(fèi)用很高,3G傳輸技術(shù)的發(fā)展,解決了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用難題。
除了硬件升級(jí),美電貝爾黃觀鋒還特別介紹了流媒體轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù):“區(qū)別于過去多個(gè)控制中心對同一路視頻的請求需要分別處理,對帶寬構(gòu)成多路重復(fù)的視頻壓力?,F(xiàn)在可在攝像機(jī)與監(jiān)控終端增加一臺(tái)流媒體服務(wù)器,其接到多路請求后,把同一路視頻分發(fā)出去,可保持與遠(yuǎn)端存儲(chǔ)設(shè)備間永遠(yuǎn)只傳輸一路視頻,避免了重復(fù)傳輸對帶寬的浪費(fèi)。另外在存儲(chǔ)方面,除了被管理平臺(tái)調(diào)用的視頻信息需要通過網(wǎng)路傳輸出去,其他信息的存儲(chǔ)都在本地,并可在后端另外增加一個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)對重要內(nèi)容的備份。”
3、高清
過去的系統(tǒng)多采用模擬攝像機(jī),受限于像素畫面信息量有限,布點(diǎn)多,且在接入網(wǎng)絡(luò)前需要另外接入編碼器,系統(tǒng)繁雜。隨著電力監(jiān)控需求及電力網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增加,高清監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入應(yīng)用,加速促進(jìn)無人值守系統(tǒng)與各行業(yè)平臺(tái)的無縫對接和整合。
4、其他發(fā)展
針對前端傳感設(shè)備的可信接入和惡劣電磁環(huán)境下的干擾問題,系統(tǒng)可采用全光網(wǎng)絡(luò)傳輸模式,以實(shí)現(xiàn)站端高清視頻應(yīng)用,提高傳輸?shù)目煽啃院拖到y(tǒng)可用性。其次,區(qū)別過去被動(dòng)的視頻監(jiān)控,如今雙向音頻應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)與確切基站的通話,方便領(lǐng)導(dǎo)的現(xiàn)場指揮,也可在發(fā)現(xiàn)非法入侵時(shí)通過喊話起到威懾作用。
無人值守再思考
利用愈加成熟的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,變電站無人值守將繼續(xù)保持穩(wěn)步發(fā)展。對工程商而言,未來發(fā)揮的余地也將更大,可在豐富系統(tǒng)的同時(shí),增加安全性與集成度。例如滿足一些客戶的特殊需求(已知有甲方需求系統(tǒng)能甄別出進(jìn)入變電站的工作人員是否正確著裝,以保證工作人員的安全),廣州烽火眾智數(shù)字技術(shù)有限公司解決方案部經(jīng)理賀建林總結(jié)了未來系統(tǒng)可能的發(fā)展方向。
· 實(shí)現(xiàn)接入多元化。其核心是智能傳感器適配的軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)智能化的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等功能。智能傳感器適配主要體現(xiàn)在采集設(shè)備接入標(biāo)準(zhǔn)化方面,其功能是將控制信令(SIP)與數(shù)據(jù)交換分離;
· 多業(yè)務(wù)融合。融合多種感知層采集的信息,融合多業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),嵌入用戶生產(chǎn)流程,充分發(fā)揮系統(tǒng)的綜合效益;
· 數(shù)據(jù)挖掘與智能分析。強(qiáng)調(diào)多元數(shù)據(jù)的深度挖掘和智能分析,實(shí)現(xiàn)提前預(yù)測、有效干預(yù),提供及時(shí)有效的決策工具。
簡而言之,如何在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下,實(shí)現(xiàn)對各無人站點(diǎn)的數(shù)據(jù)、環(huán)境參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)時(shí)、直接地了解和掌握各站點(diǎn)情況,及時(shí)對發(fā)生的情況作出反應(yīng),是行業(yè)未來的重點(diǎn)。