《电业安全工作规程》 （DL408-91） 《电力建设安全工作规程》 （DL5009-1997）
3 设计方案
3.1 系统建设内容
XX电业局变电所图像监控系统建设内容主要包括以下几方面： 1、变电所摄像机、视频编码服务器的安装设计。
2、变电所摄像机、视频编码服务器的布线、供电、防雷、防干扰设计。 3、传输系统与监控系统接口、带宽分配设计。 4、监控管理中心的设计。 5、监控管理软件的开发设计。
3.2 系统构成
整个变电所监控系统由变电所前端系统设备，网络传输及监控中心系统设备三个部分组成。
前端系统主要指变电所的图像采集与处理，设备主要包括摄像机系统（摄像头及其辅助设备如护罩、云台、解码器等）、红外/烟雾报警器、视频编码服务器等。
前端从摄像机到视频编码服务器间采用的是传统的模拟信号处理方式，即根据监控场所环境和安装位置要求，有室内安装和室外安装两种形式，以及摄像头的控制类型包括固定（不可控）式和云台/镜头可控式两种形式。前端摄像头的视频（音频）信号通过模拟音视频线缆接入视频编码服务器（XX），由视频编码服务器对模拟信号进行编码压缩（采用MPEG 4）后编码为数字方式的IP信号，并通过TCP/IP网络向远端的监控中心传输。对可控的云台/镜头的控制，通过从视频编码服务器接出的RS485的控制线来实现，发出控制信号命令的可以是由远端的分控或主控中心通过TCP/IP网络发出的控制命令。
如果需要，可以在视频编码服务器上接入拾音器（驻极体话筒）和喇叭（有
源音响），用于语音对讲；接入红外报警探头以及门磁等设备，用于入侵检测报警；接入声光报警器，一旦发现有非法入侵，即予发出声光报警信号。同时，可以将报警信号与摄像机的预置位关联，联动控制摄像机的云台/镜头到相应位置，自动捕捉需要的画面。
变电所监控系统与监控中心系统之间采用TCP/IP网络传输方式，利用已建的光传输网，组成从站场到监控中心二级监控形式的TCP/IP监控专线网。 监控中心为系统的维护和管理中心，是整个系统的核心，主要负责视音频信息的处理，包括远程监视、录像、回放等；系统的控制，包括对前端的云台、镜头控制等；系统的管理，包括系统设置/配置、用户管理等。
监控中心系统的设备主要包括服务器、监控工作站以及控制软件、存储设备和介质、图像显示电视墙等。系统构成如图所示。
前端摄像机
告警信号 视频信号 云台控制 前端摄像机
网络视频编码器 10/100Base-T SDH传输系统 10/100/1000M 视频管理服务器 大屏 数字视频切换设备 Internet任意监视
视频 信号
局域网任意监视
3.3 系统工作原理
音视频监控是一个上行的过程，即从变电所摄像机传输到图像监控中心或MIS网上监控服务器的过程。首先，在变电所，来自各摄像机的视频信号，输入XX视频编码服务器；然后，视频编码服务器将视频信号转换为25帧/秒的高清
晰数字图像，并完成MPEG-4图像压缩，将经压缩后的视音频数据流通过通信网络发送到监控中心或MIS网；最后，监控中心或MIS网上的监控计算机对收到的来自前端的图像和声音数据，进行解压缩并通过计算机显示屏幕和声卡进行回放。
报警信号的传输与视频传输一样，也是一个上行过程，但必须确保信号的及时到达。发生报警时，远程数字图像编码器自动控制和切换摄像机以获取报警点的图像，监控中心的监控主机接收到报警信号后立即发出声音信号、记录报警事件、进行硬盘录像。
摄像机控制、灯光控制、布防等控制信号是下行传输的，由监控中心或MIS网上的监控主机发出各种控制信号，视频编码服务器收到控制信号后，直接控制云台、镜头、摄像机，或完成布防操作。
系统采用硬件压缩软件解压技术，在相关科室的MIS网计算机终端上增加相应的软件或者通过Windows自带的IE浏览器的Web功能就可实现远程图像监控功能，设置成图像监控工作站。图像监控工作站的显示分辨率根据显示器可调，图像质量达到优良水平，图像传输率达到每秒25帧实时传输。
网络通信采用TCP/IP和网络组播(Multicast)技术，即图像传输以“点播”的方式发送，即当有用户发出请求时才发送图像，没有用户观看时，不占用网络资源，从而使最大限度地利用了网络的传输性能和网络带宽，避免网络的拥塞。
3.4 前端子系统
变电所监控现场设备通常是一个前端现场，主要由摄像机、云台、网络视频编码器等组成。对重要的地点（主变压器、副变压器、各个刀闸开闭合情况、变压器开关的油位情况、主控室、开关室，电容室及变电所的周围人员出入情况）进行监控。各监控摄像机采集的模拟图像信号汇聚到视频编码服务器压缩编码成数字IP信号流，经电业局SDH通信传输网送往监控管理中心进行解压还原成视频图像。当监控管理中心需调用或控制摄像机时，即可通过监控主机发出的控制信号（如云台控制、镜头控制）任意控制前端的摄像机。变电所组成结构图如下图：
１．结构图
SDH设备 视频线 编码器服务器 RS422线 机房烟雾报警 多串口扩展卡 门禁监控模块 RS422信号 火灾报警控制器 设备数据采集块 报警数据采集块 报警信号 其它设备
门禁设备
图3-2变电所组成结构图
传输系统采用SDH的方式传输，前端摄像机采集到视频编码器，经视频编码器处理后转成IP数字流信号，再通过通信传输网传送到监控中心。同时编码器接受指挥中心监控服务器从传输网上发来的控制命令，可修改编码器的参数，如果命令是用来控制一体化摄像机的，则编码器将控制命令转发到低速接口去控制相应的设备。 2．摄像机
因为摄像机的选型对本工程图像是否清晰至关重要，在本方案全部摄像机均采用性能可靠，图像质量较好的进口知名品牌摄像机，分辨率大于480线，全部摄像机均具有高抗干扰性、高信噪比，内置亮度抑制电路等优点，能在夜间与低背景光和强光物体时仍能看清目标物的特点，采用高速电子快门技术，使图像效果达到最佳。 3. 机柜的设置
变电站监视系统设备机柜（含19”标准机柜、视频编码器、交换机、电源、
接口等）设于变电站通信设备用房内。其中，典型变电站视频输入按8～15路考虑；为保证视频图的可靠、高质量、实时编码，本方案要求使用每个编码器单独对一路视频进行编码；然后把多个编码器通过交换机汇聚成百兆口传输到SDH设备。
3.5 视频传输系统
监控前端和监控中心之间的传输网络在监控系统尤其重要，没有良好的传输通道再好的数字摄像和显示设备都不能完整地展现多媒体数字监控系统的优势。随着光纤通信的迅速发展，越来越多的监控系统采用了光纤传输设备作为监控信号的传输通道。其中早期的点对点模拟或数字视频光端机由于没有保护功能和组网能力，系统可维护性差，随着节点数的增加占用大量的光纤资源和光传输设备，费用昂贵，因此已经越来越少的作为监控系统的传输手段了。而具有自愈功能的基于SDH的光纤传输设备已经普遍应用到数字监控系统中了，目前可归结为三代产品，即(1)基于E1通道的SDH/MSTP设备E1-SDH/MSTP、(2)透明以太网通道的SDH/MSTP设备Ethernet－SDH/MSTP、(3)基于IP的RPR多业务传输平台Ethernet－RPR/MSTP。
本方案图像传输系统是使用XX电业局已建成的SDH多业务传输通信平台。SDH传输系统能对延时和抖动严格保障、提供可靠的时钟和小于50ms自愈环网保护特性。具体的配置是在每个站点划出一个百兆数据端口，这样可以节约了成本，大大减少了系统维护工作量。 传输带宽计算:
XX电业局变电所图像监控系统目前设计为13个变电所，每个变电所按最多3路摄像机，每路视频流量按300Kbps~1.5Mbps计算，需占用1~5M的带宽，监控中心按最大13*3路计算，需要15M~60M带宽。
另外, 在网络运行方面，由于采用multicast（组播）技术和先进的网络管理技术，网络资源最大限度减轻负担，避免造成网络堵塞。即MIS网上的图像监控用户可按地址分组，若组内没有用户调用某一路图像，则该路图像数据不会发送到这一组用户的网络上，只发送给有人调用的组，从而大大减少网络阻塞的可能性。