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输电线路图像抓拍解决方案

输电设备的检修是确保电力系统安全可靠运行的重要环节。在我国一直延用着定期检修和事后检修相结合的模式,已不符合我国电网规模迅速发展、电网设备数量急剧增加的发展现状,呈现出定期检修工作量剧增,检修人员紧缺等突出问题。开展评估诊断与决策技术研究,实现输电线路状态评估的智能化,加强输电线路状态检修、全寿命周期管理和智能防灾技术研究应用,对于提高电网运行可靠性、提高企业运行效率的要求具有重要意义。将全寿命周期管理与输电线路设备监测和检修的工程实践相结合,有效指导输电线路的设计、施工和运行维护过程,可以获得良好的经济效益和社会效益。

本方案提出的“输电线路防外破抓拍监测装置”专业针对性强,是为防止人为外力破坏塔基、监控铁塔和输电线路在恶劣的冰灾天气覆冰状况、防止施工现场塔吊、车辆等超高物体穿越城区架空输电线路区域、防止林区树木顶到高压线、远程实现偏远山区、林区巡线、防止塔基周围挖沙石、挖土方破坏塔基的地基等而设计的在线图像监测系统。“输电线路防外破抓拍监测装置”是基于国网电力无线专网3G/4G为数据传输手段,从而实现对输电线路走廊、塔基等环境进行实时在线监测。系统具有强大的监控中心,支持实时抓拍图像和历史图片查看,并支持图像质量分析和图像异常智能分析,大大减轻值班人员的工作量。该装置由本身自带的太阳能供电系统供电,可以全天候工作,达到实时在线监控的目

一、建议目标

1  系统建设目标及用途

  系统建设目标是:建设成切合电力生产实际应用的,能够通过实时抓拍图像监测保障智能电网输电线路生产安全运营的重要管理平台。

主要用途如下:

1)铁塔上的图像监测设备能实现定时自动/人工手动/报警触发抓拍图像信号上传至中心主站,中心主站可以实现对设备的远程可视化操作与控制;

2)实现对抓拍图像的智能分析,能够对抓拍的图像进行智能对比分析,图像出现异常时发出对应的提示信息;

3)可通过远程可视化智能图像监控系统在中心站端对输电线路现场状况随时进行监视和检查。

4)当输电线路发生故障时,可调动塔端图像抓拍装置对线路故障情况及时进行外观检查、判断,为事故处理争取时间。

    1.2  系统特点

    高清:采用高清星光级抓拍单元,分辨率可达1080P,最高可支持800万像素。

    节能:独创单片机待机值守功能,保证连续30天阴雨条件下正常工作。

    智能:实现对抓拍图像的智能分析,大大减轻值班人员工作压力。

    快捷:整机重量小于5kg,单人即可快捷安装,即装即用

    二、系统设计标准、设计原则

     2.1设计原则

“输电线路防外破抓拍监测装置”以合理、实用、可行、可靠原则,组网简单、扩容方便、标准开放、功能全面,适用于大中型的多点、远程、实时、集中监控系统,实现集散式监控、报警、录像、智能化检索、系统管理及设备在线维护等诸多功能;保证最大限度地发挥用户的资金效用;采用当今先进、成熟的技术设备,力求软硬件系统具备最高的性能价格比;具体概括为以下几个方面:

     2.1.1系统的可靠性、稳定性

系统是建立在3G/4G无线通信平台上,设备具备在恶劣环境(狂风、暴雨、冰雪)下持续正常工作的能力。

    2.1.2系统的安全性

系统可选配符合国家电网公司要求的安全芯片,实现所有监测数据经加密芯片加密后由无线APN专网接入部署在省(区、市)公司的状态监测代理装置CMA,实现与状态监测主站的无缝接入。

   2.1.3系统的可操作性

产品操作简单,使用方便,无须记忆复杂的操作方法或指令,仅需初次安装时进行相关的设置,而全部的初次设置由专业人员完成.

    2.1.4系统的可扩展性

系统设计充分考虑到后续扩容的余地,可以方便地进行系统扩容。

   2.1.5系统的先进性

设备集无线通信、嵌入式系统、图像压缩编码、DSP、加密通讯传输等多种先进技术于一身,用户可以通过各种途径查看现场的实时照片,无论用户身处何方,都可以随时随地获取所关切的监控现场信息。

     2.1.6系统的可维护性

设备可以通过授权用户进行远程控制、管理、维护,只需登录IE就可以配置设备的各种参数,无需人员到现场进行设置,节约时间和成本。

三、系统架构及工作组成

       3.1系统总体架构

 

       3.2 塔端装置工作组成

塔端防外破抓拍监测装置主要包括太阳能供电模块、功能控制模块、无线传输模块三大部分。

太阳能供电模块主要包括太阳能电池板、磷酸铁锂蓄电池、充放电控制模块等,将太阳光转换为电能,并为整套装置提供电能。

功能控制模块包括星光级图像采集模块、MCU管理模块组成,实现定时抓拍、主动抓拍以及低功耗值守待机功能。

无线传输模块主要由工业级无线传输模块组成,通过GPRS/3G/4G无线传输模块与监控中心进行远距离无线通信,在不进行图片传输时进入2G信号待机状态,启动抓拍图片时自动拨号进入数据传输状态。 

      3.3 地区中心主站

管理平台(监控中心)部署在地市级的中心站点,作为整个地区输电线路图像监控的总汇集点,负责所有监控图像、系统设备的统一管理以及向上传输。

中心管理设备采用输电线路图像监控综合管理平台。平台采用全新的嵌入式网络技术,结合最先进的网络存储技术,为输电线路图像监控提出了全面解决方案,提供了包括前端设备、后端管理平台、存储机制及用户交互界面等。它不仅仅只是作为监控系统,同时也成为用户的远程管理辅助手段,大大扩展了监控系统的功能。

        本着系统既要先进、实用、成熟、可靠,又要做到系统开放性、可扩展性好,兼顾投资合理、效益最佳的目的。通过综合平台对现场设备进行集中监视、控制和管理,使这些设备得以安全、可靠、高效地运行,最大限度地发挥智能管理的作用,创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的优良环境,节约能源,并减少维护人员。

平台客户端支持实时视频浏览、支持录像查看,支持单路、多路图片预览,电子地图等功能。

         3.3.1系统管理

        系统具有对输电线路防外破抓拍监测装置设备远程配置、远程维护、远程启动的能力。系统具有数据备份与恢复功能。可自动生成系统运行日志,可查询及以报表方式打印输出。系统具有自诊断功能,对设备、网络和软件运行进行在线诊断,发现故障,能显示告警信息。

        

         3.3.2  权限和安全管理

             由系统数据配置模块配置用户权限,保存到数据库。管理服务器模块从数据库中读取权限配置信息。用户使用系统前,先要进行登录验证,由管理服务器对用户的身份和权限进行验证,只有经过授权的用户才能使用相应的功能模块。

       3.3.3 WEB服务器管理

系统内置的WEB客户端为客户远程访问提供图片点播功能,通过路由器映射到公网上,根据授权可以实现,远程的管理或图像查看等功能。

通过标准WEB浏览器实现所有实时图片监控、抓拍控制、远程设备控制;实现所有报警信息资料检索、查询、回放和报警设备布撤防;实现所有历史抓拍图像资料检索、查询和回放;实现系统设备运行状态和登录用户在线状态查询。实现加密登录和用户权限控制。

       3.3.4多路图片监控

支持同时查看多路在同一时段设备抓拍的图片,可以加快值班人员浏览图片速度,减轻值班人员视觉疲劳。

      3.3.5电子地图

系统提供电子地图功能,具备操作权限的管理人员或操作员可在电子地图上通过鼠标点击图标等操作,实现调用单路图像、镜头分组、报警信息、多层地图等功能,并能对子站云台镜头和开关设备进行远程操作。在电子地图画面中,能显示子站的设备分布和布防、撤防、报警状态。

电子地图分区域分图层显示。

当发生报警时,自动弹出报警点的视频图像。报警器在地图上闪烁。在图上可直接双击或右键打开关联的抓拍图像

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