高压输电线路远程视频在线监测系统方案书(2011-3-3) - 图文

高压输电线路远程视频

在线监测系统

设 计 方 案 书

（3G/GPRS/EDGE/CDMA1X）

深圳市特力康科技有限公司

二〇一一年三月

目 录

一、 前言 ......................................................................................................................................... 2 二、 系统的设计原则 ..................................................................................................................... 4

2.1 系统的可靠性、稳定性 ..................................................................................................... 4 2.2 系统的安全性 ..................................................................................................................... 4 2.3 系统的可操作性 ................................................................................................................. 4 2.4 系统的可扩展性 ................................................................................................................. 4 2.5 系统的先进性 ..................................................................................................................... 5 2.6 系统的可维护性 ................................................................................................................. 5 2.7 系统的性价比 ..................................................................................................................... 5 三、 系统的设计要求 ..................................................................................................................... 6 四、 系统功能 ................................................................................................................................. 7

4.1 技术性能参数 ..................................................................................................................... 7

4.1.1 视频显示功能 ......................................................................................................... 7 4.1.2 录像管理 ................................................................................................................. 7 4.1.3 远程控制要求 ......................................................................................................... 8 4.1.4 告警管理 ................................................................................................................. 8 4.1.5 技术性能指标参数.................................................................................................. 8 4.2 系统后端软件技术参数 ..................................................................................................... 9 4.3 系统前端硬件技术参数 ................................................................................................... 10

4.3.1 视频压缩编码单元................................................................................................ 10 4.3.2 数据采集单元 ....................................................................................................... 10 4.3.3 无线通讯单元 ....................................................................................................... 11 4.3.4 智能摄像机单元 ................................................................................................... 11 4.3.5 智能外力探测单元................................................................................................ 12 4.3.6 太阳能供电单元 ................................................................................................... 12 4.3.7 电池供电单元 ....................................................................................................... 13 4.3.8 充放电保护单元 ................................................................................................... 13 4.3.9 箱体、安装夹具及辅材单元 ................................................................................ 13 4.4 安装和运输 ....................................................................................................................... 13 五、 系统的工作组成 ................................................................................................................... 15

5.1 无线视频监控系统工作原理 ........................................................................................... 15 5.2 高压输电线路远程视频在线监测系统示意图 ................................................................ 16 5.3 高压输电线路远程视频在线监测系统涉及技术 ............................................................ 16 六、 无线通信网络解决方案 ....................................................................................................... 19 七、 系统视频及数据采集解决方案............................................................................................ 21

7.1 远程视频压缩编码单元及3G无线通讯单元 .................................................................. 21 7.2 远程数据采集处理单元 ................................................................................................... 22 八、 系统视频及数据探测解决方案............................................................................................ 23

8.1 智能云台摄像机单元 ....................................................................................................... 23 8.2 智能外力探测单元 ........................................................................................................... 24

九、 系统供电解决方案 ............................................................................................................... 26

9.1 太阳能供电单元 ............................................................................................................... 27 9.2 电池供电单元 ................................................................................................................... 27 9.3 充放电保护单元 ............................................................................................................... 28 十、 监控中心专用管理平台 ....................................................................................................... 29

10.1 监控中心环境指标单元................................................................................................ 29

10.1.1 硬件环境要求 ...................................................................................................... 30 10.1.2 网络要求 .............................................................................................................. 30 10.2 智能视频管理操作平台................................................................................................ 31

10.2.1 无线图像监控系统服务器软件 ........................................................................... 31 10.2.2 无线图像监控系统客户端监控软件 ................................................................... 31 10.3 智能外力报警管理操作平台........................................................................................ 33 十一、 系统功能特点 ................................................................................................................... 34

11.1 系统高稳定性，保证设备正常运转 ............................................................................ 34 11.2 高清晰数字视频及图片即时获取 ................................................................................ 34 11.3 具有杆塔外力破坏监测功能........................................................................................ 34 11.4 远端可拍，近端可控 ................................................................................................... 34 11.5 便捷的供电方式及电源管理功能 ................................................................................ 34 11.6 监控容量大 ................................................................................................................... 35 11.7 用户的权限管理 ........................................................................................................... 35 11.8 远程遥控拍摄 ............................................................................................................... 35 11.9 完善的视频、图片管理、外力报警功能 .................................................................... 35 十二、 输电线路塔基图像监控运营成本分析 ............................................................................ 36

第1页共45页

深圳市特力康科技有限公司

一、 前言

随着国民经济的高速发展，各行各业对电力的需求量越来越大，对供电部门提供电力供应的质量（稳定性、不间断性及伴随服务）要求也越来越高，因此远距离高压输电线路的电网运行的安全性显得尤为重要。

目前影响高压输电线路运行安全的因素主要有以下几个方面： 1、 人为外力破坏塔基严重影响输电线路安全。

近年来随着金属材料的上涨，不法分子大量偷盗电力铁塔塔材、斜拉线等设备，导致塔基倒塌，输电中断，严重影响了输电线路的安全。

2、 恶劣的冰灾天气严重影响输电安全。

2007年底的冰灾让人们重新认识了覆冰的危害，大量的覆冰导致导线压断、塔基倒塌，严重影响了输电线路的安全。

3、 施工现场塔吊、车辆等设备穿越城区架空线路严重影响城区架空线路的

危害。

经济的高速发展导致城区施工现场越来越多，塔吊、车辆等超高设备穿越城区架空线路直接导致导线切断，同时高压也会造成车毁人亡的情况，严重影响了输电线路的安全。

4、 林区高树成长压线严重影响严重影响输电线路安全；

林区树木随着成长会越来越高，经常会压到穿越林区的导线，导致导线压断或短路，严重影响了输电线路的安全。

5、 偏远山区、林区人工巡线困难的线路也是影响输变电线路安全的一个因

素；

定期的巡线是保证输电线路安全的一个重要手段，然而穿越偏远山区、林区的线路人工巡线非常困难，无法确定输电线路是否存在安全隐患，也将严重影响了输电线路的安全。

6、 塔基周围挖沙石、挖土方破坏塔基的地基也是影响输电线路安全的一个

因素；

塔基周围经常有挖沙石、玩土方的情况，一旦接近地基就有可能影响塔基的稳定，也将严重影响了输电线路的安全。

第2页共45页

深圳市特力康科技有限公司

综上所述影响输电线路的安全因素，各超高压输电网局及电力公司迫切需要采取措施监视、防范影响输电线路安全的各种情况发生。

本项目提出的“高压输电线路远程视频在线监测系统”，专业针对性很强，主要针对高压输变电线路的人为外力破坏塔基、恶劣的冰灾天气、施工现场塔吊、车辆等设备穿越城区架空线路、林区高树成长压线、偏远山区、林区人工巡线困难、塔基周围挖沙石、挖土方破坏塔基的地基而设计的系统。“高压输电线路远程视频在线监测系统”是基于公网无线3G/GPRS/EDGE/CDMA1X的数据通道为传输手段，从而实现对高压输变电线路/塔基情况进行在线实时监测。同时具备强大的监控中心，既能支持告警实时抓拍图片，也能支持实时视频。同时通过自身太阳能供电，完成全天候工作，达到实时监控的效果。

这些功能很好地满足了当前的高压输电线路、塔基安全监控实际需求，将使高压输电线路、塔基的安全防护系统建设成为“安全防范无漏洞、安全管理现代化、安全信息数字化”的综合型、高水平的安全防范系统。提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障。

第3页共45页

深圳市特力康科技有限公司

二、 系统的设计原则

“高压输电线路远程视频在线监测系统”设计本着合理、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 系统的可靠性、稳定性

系统是建立在3G/GPRS/EDGE/CDMA1X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，整机可长时间连续工作（≥10000小时）。

2.2 系统的安全性

系统采用MD5算法实现与ICP之间的相互认证。当需要安全的数据传输时，可采用TLS层连接。采用防火墙技术来保证物理层、链路层及IP层的安全，可根据传输业务类型的不同设定不同安全级别、选择不同的加密算法进行加密，可支持DES，RSA加密算法。多媒体数据通信采用DRM加密，控制指令及数据通信采用SSL加密。

2.3 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，在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.

2.4 系统的可扩展性

系统设计留有充分的余地，以便日后比较方便地进行系统扩容。

第4页共45页

深圳市特力康科技有限公司

2.5 系统的先进性

设备集无线通信、嵌入式系统、图像压缩、DSP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。

2.6 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，只需短信就可以配置设备的各种参数，无需人员到基站进行现场设置，节约时间和运输成本。

2.7 系统的性价比

该系统比传统有线视频监控成本造价低，技术更先进，功能更强，技术延续性和可升级性更强。

第5页共45页

深圳市特力康科技有限公司

三、 系统的设计要求

1、 项目目的：系统应在任何时候都能对输电线路进行有效监测，以便及线路时了

解的情况。包括以下子系统：

2、 通讯方式：系统应能兼容GPRS/EDGE/3G/GPRS/EDGE/CDMA1X通讯网络，只要有

3G/GPRS/EDGE/CDMA1X信号的地方均可使用、不用自建、维护通讯网络，通讯距离不受限制。

3、 供电方式：塔基监控系统采用太阳能电源供电。

4、 视频采集：系统应采用专业云台恒速球摄像机，具有抗干扰、耐高低温、图像

清晰、监控距离远等特点。

5、 数据采集：系统可以采集外力破坏数据数据，通过无线公网传输到监控中心，

并作出分析判断。

6、 系统安装：系统应能不停电即可安装，安装地点灵活方便，装置拆卸方便，在

该测点不需要监控时可自行安装到其他监控点。 7、 抗高低温：系统自身能在低温条件下工作。

8、 电磁兼容：系统安装在线路塔基上，可以抗电磁干扰，电磁兼容强。 9、 防雷设计：室外设备要具有防雷设计。 10、 防水防腐：室外设备要具有防水防腐蚀设计。

11、 预警功能：系统可实现预警功能，当有外触发告警等告警时可同时启动摄像机

拍照或录像，照片或视频可及时传回中心并存储。

第6页共45页

深圳市特力康科技有限公司

12、

四、 系统功能

4.1 技术性能参数

4.1.1 视频显示功能

1、 树形方式展开选择所需监控的视频，可实时监视输电线路各塔基视频信息，

可实时监视同一线路多基铁塔实时视频并实现一机同屏同时监视； 2、 多站点登录、连接；能同时支持1000个在线站点；

3、 客户端具备画面布局方案选择功能，支持单画面、4画面、9画面，16画

面切换功能。

4、 系统具有鼠标拖放用显示站点：可用鼠标将一个显示站点从一个窗口拖放

到另外一个窗口，该功能方便用户按实际需要随时调整显示窗口布局。 5、 系统支持所有在线站点自动轮巡，轮巡时间可设置； 6、 系统支持对远程图像/视频分辨率设置，压缩比设置；

7、 系统支持对摄像机云台的远程控制，具备远程手动调焦，光圈调节； 8、 系统对于同一摄像机可设至少8个预置位，可预先设好预置位，直接点击

浏览观看；同时可以手动巡航或者上下左右微调观看视频；

9、 系统可设定时间段拍照片，如早上7：00到晚上18:00这样一个时间段，

其余时段不启动，保证设备的正常运行。

4.1.2 录像管理

1、 监控中心具有远程设置站端系统并集中在中心录像存储功能，采用以秒为

单位的视频流方式存储策略，实现对站端系统采集到的视频信号定时录像、手动录像、告警触发录像等；

2、 监控中心可对任意视频进行手动录像，对任一帧实时视频以图片格式进行

抓拍和存放。

3、 以人机界面方式统一管理和观看历史视频和图片，可按告警事件、时间段、

摄像机等组合条件检索；

4、 具备回放视频单帧抓拍和连续抓拍能力；

第7页共45页

深圳市特力康科技有限公司

5、 具有硬盘空间管理功能，硬盘空间不足时报警。 4.1.3 远程控制要求

1、 系统具有对输电线路进行监视，通过3G/GPRS/EDGE/CDMA1X无线通信网络

通道，将被监视的目标实时图像及报警信号上传到监控中心，并实现控制功能。

2、 操作人员可以通过监控主机对输电线路设备或现场进行监视，对输电线路

摄像机控制（左右、上下、远景/近景、近焦/远焦），画面切换和数字录像装置的控制。能对任一摄像机进行控制，实现对摄像机方位、焦距、景深的调整，对于带预置点云台，操作人员能直接进行云台的预置和操作。 3、 系统可以远程打开或关闭球机电源，达到省电运行的目的； 4.1.4 告警管理

1、 所有告警信息均在告警窗实时显示，显示内容包括日期时间、地区及塔基

名、监控设备、告警内容；

2、 客户端浏览器上选择响的事件类型和响方式，有告警事件发生时，浏览器

软件会弹出提示窗口并用声音提示。

3、 系统具有实现告警联动，系统具有告警后联动启动视频，并自动录像（录

像时间可设定）；

4、 报警信息储存管理，实现报警联动录像，可以多种方式查询报警信息，有

需要时可打印输出。

4.1.5 技术性能指标参数

1、 系统整机具有防高磁、防水、耐老化、耐高温、抗腐蚀性能； 2、 太阳能板单块尺寸不超过500mm*750mm；

3、 蓄电池必须置于主机内，整机重量不得大于20kg； 4、 蓄电池容量66AH，终端待机状态下续航能力强；

5、 摄像角度要求：水平360°、上下＋3°～－90°，无盲角全方位监控； 6、 录像及告警信息数据能至少保存一个月；

7、 实时视频画面调出响时间≤20秒,调出率保证在90%以上； 8、 视频控制切换响时间≤20秒；

9、 监控视频显示与实际事件发生时间差≤20秒；

第8页共45页

深圳市特力康科技有限公司

10、 用户登录时间≤20秒；

11、 单台工作站最大视频浏览数量≥16；

4.2 系统后端软件技术参数

1、 本项目所要求的软件系统按照C/S客户端/服务器两层架构的原则，将本文

件所描述的业务功能和相关需求进行集中、统一的规划和整合，使本系统成为一体化的、信息资源充分共享的综合性的业务处理平台；

2、 安全性：用户认证、授权和访问控制，用户认证采用授权用户及密码认证

的方式。

3、 易用性：具有良好的简体中文操作界面、详细的帮助信息，系统参数的维

护与管理通过操作界面完成。在所有操作界面中的字体、颜色、布局、按钮等该使用相同的风格和操作方式，方便操作。 4、 软件架构参数

系统由图像编码器（也称为前端）、图像监控流媒体服务器、客户端浏览器监控软件组成，图像编码器将实时采集的图像经压缩编码后，通过无线3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络发送到流媒体服务器，客户端浏览器监控软件登录图像服务器站点，实现实时图像浏览、监控。

a.

流媒体服务器监控软件

服务器由图像监控服务器和存储服务器组成，图像监控服务器负责整个系统的连接和运行，存储服务器是可选组件，主要用于集中存储图像数据文件。同时，采用静态IP地址配套使用，方便图像编码器的配置和管理。

b.

客户端浏览器监控软件

客户端浏览器由监控器和播放器组成，包括客户端浏览器监控（主要用于台式PC或移动笔记本）；监控器用于实时浏览、管理图像，播放器用于播放存储的图像文件，使用监控器软件登录图像服务器站点，能够实现多画面图像浏览监控，同时提供多站点（服务器）登录、图像参数控制、PTZ控制、逻辑分组和分组轮跳等功能。

5、 软件功能参数：

（1） 软件具备用户界面友好，操作方便；

（2） 软件支持多站点登录、连接，能同时支持1000个在线站点；

第9页共45页

深圳市特力康科技有限公司

（3） 软件支持设置为实时视频模式和图片模式； （4） 软件支持所有在线站点自动轮巡，轮巡时间可设置；

（5） 软件支持单个在线站点各个视频通道可自动循环显示图片，循环时间可

设置；

（6） 软件支持客户端浏览器查询历史图片功能；

（7） 软件支持客户端浏览器能自动定时将在线站点的图片自动更新 （8） 软件支持手动抓取站点实时图片

（9） 软件支持图片和视频的分辨率能达到704*576 （10）

软件支持画面布局方案选择功能，支持单画面、4画面、9画面，16

画面切换功能。 （11） （12） （13） （14）

软件具备断线自动重连；

软件具备对远程图像/视频分辨率设置，压缩比设置；

软件具备对摄像机云台的远程控制，具备远程手动调焦，光圈调节； 软件具备事件短信提示、报警短信提示；

4.3 系统前端硬件技术参数

4.3.1 视频压缩编码单元

1、 具有采集输电线路监控对象的视频图像，经过压缩编码采用3G网络传输到

监控中心功能。

2、 具有4路视频输入接口，内置双模式视频压缩编码器单元，压缩模式可在

线选择，最高分辨率704x576(PAL)

3、 具有高质量CAMEC-I/II活动视频压缩编码，可选160x120-704x576多种格

式

4、 具有JPEG静止图像压缩编码，可选160x120-704x576多种格式 5、 具有485总线通讯口可控制云台镜头，可连接串行用户设备

6、 具有一路数字量输入/输出，支持外部开关量触发，支持报警前后现场录像 4.3.2 数据采集单元

1、 具有采集输电线路数据，经过处理后采用3G网络传输到监控中心功能。 2、 支持双向测控数据复用，1路视频+2路双向串行数据可同时传输；

第10页共45页

深圳市特力康科技有限公司

4.3.3 无线通讯单元

1、 要求采用嵌入式设计，内置3G/GPRS/EDGE/CDMA1X无线单元，独立工作，

体积小，功耗低，高可靠；

2、 传输速度要求： 平均15帧/秒(彩色CIF，3G)

3、 系统内置3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络通讯控制协议及TCP/IP协议 4、 系统支持动态域名或静态IP地址方式，支持域名解析，多种触发启动模式 5、 系统支持视频及音频通道； 4.3.4 智能摄像机单元

1、 外观功能：外观全球型专为全天候环境设计，摄像机机箱要求是金属外罩，

具有防高磁、防水、耐老化、耐高温、抗腐蚀； 2、 供电功能：要求采用太阳能及蓄电池供电。

3、 防雷功能：二级防雷技术有效提高球机的防雷击和抗干扰能力。 4、 电机功能：采用先进的步进电机和驱动电路来实现运转，运转平稳，连续

工作时间长，使用寿命长，可靠性高。

5、 解码板功能：内置解码板支持多种主流协议，波特率可调，并可根据用户

需求写入其它多种协议。

6、 摄像角度功能：水平360°、上下＋3°～－90°，无盲角全方位监控。 7、 具体参数如下：

（1） 图像传感器：1/3” SONY Super HAD CCD （2） 放大倍数18倍光学变焦；

（3） 水平解析度：彩色480 TVL，黑白600TVL（双滤光片自动转换） （4） 最低照度：0.7Lux （5） 信噪比≥50dB

（6） 电子快门：1/1至1/10000秒，22档 （7） 控制方式：RS-232C/RS-485（选配） （8） 镜头变倍速度：可调（5秒/7秒/9秒） （9） 背光补偿：ON/OFF

（10） 自动增益：自动/手动(-3至28dB段, 2dB/档)

第11页共45页

深圳市特力康科技有限公司

（11） 视频输出：1.0Vp-p，75欧姆（BNC） （12） 通讯方式:RS485总线控制方式

（13） 波特率:1200bps、2400bps、4800 bps、9600 bps、可调 （14） 供电电源：DC12V（4A）-DC15V（4A） （15） 功率：3.3W(电机激活)

（16） 工作温度：-40℃-60℃（有温控） （17） 工作湿度：90%RH 4.3.5 智能外力探测单元

1、 在一定距离范围内检测外来人员的入侵、攀爬破坏塔材，可报警联动设备

启动视频图像传输录像存储在监控中心； 2、 具有误报率，防水、防高磁高压特点； 3、 电源：DC9～12V 4、 探测角度: 110° 5、 覆盖范围： 15m×15m 6、 灵敏度：3级可选，

7、 报警指示：红色指示灯亮3秒 8、 报警端口：常开常闭报警端口， 9、 工作温度：-40℃至60℃ 10、 工作湿度：工作湿度：90%RH

4.3.6 太阳能供电单元

1、 具有良好的光电转换效率，满足前端系统的供电及电池的充电要求； 2、 太阳能板材质：进口A片

3、 太阳能板尺寸：单块尺寸500mm*750mm；

4、 光电转换效率：太阳能板具有良好的光电转换性能，太阳光不强时也可以

浮充供电； 5、 输出电压：10.5V DC 6、 封装方式：玻璃层压板 7、 固定支点：4个。

第12页共45页

深圳市特力康科技有限公司

8、 抗震性：太阳能板要求具有良好的，能抗击10级台风； 9、 温度适用范围：-40℃至+80℃ 10、 使用寿命：10年以上 4.3.7 电池供电单元

1、 具有稳定的充放电过压，过流保护功能； 2、 蓄电池：容量66AH 3、 重量：3kg

4、 工作温度：-30℃-60℃ 5、 寿命：3-5年 4.3.8 充放电保护单元

1、 具有稳定电压、电流作用； 2、 具有多级防雷；

3、 具有充电保护、放电保护功能 4、 工作温度：-40℃-60℃ 4.3.9 箱体、安装夹具及辅材单元

1、 所用附件、配件、结构件、固定件都需采用防水、防腐、防锈、防污处理。 2、 具有防水、防高磁高压、防腐蚀等特性，保护内置设备；

3、 箱体、安装夹具及辅材要设计合理，安装方便，具有多种规格的卡具，便

于各种电力铁塔的安装。 4、 线材防老化特性 5、 工作温度：-40℃-60℃

4.4 安装和运输

1、 主要原则：结构合理，重量轻，尽可能灵巧，便于安装、包装和运输。在

卖方的指导下，完成前端装置的安装（如有安装的资质，可在买方的监督下，组织安装）。

2、 整套系统标明生产厂家、型号、电压、规格、生产年份和序列号等不易脱

落的标志，必要的警告文字和符号，符合国家和国际标准。 3、 每套系统有制造厂的产品质量检验合格证。

第13页共45页

深圳市特力康科技有限公司

4、 设计合理，安装方便，具有多种规格的卡具，便于各种电力铁塔的安装。

所配附件、支架等(具体由招标完后，再确定)，也需便于组装和安装。 5、 整套设备及附件、支架由卖方提供，安装。

6、 所用附件、配件、结构件、固定件都需采用防水、防腐、防锈、防污处理。 7、 随视频监控系统一起提供的技术文件：产品包装清单、产品出厂合格证明

书及主要外购件的产品的合格证，安装、包装和运输使用及维护说明书（中文）等完整无缺，并装在不透水的袋内。

第14页共45页

深圳市特力康科技有限公司

五、 系统的工作组成

5.1 无线视频监控系统工作原理

视频和数据采集主机将摄像头视频数据、外力破坏数据等线路数据，经过数字化、压缩编码后，通过GPRS/EDGE/CDMA1X/3G/GPRS/EDGE/CDMA1X无线网络、internet网送到监控中心，在监控中心上对视频流和数据信号进行解码，即可看到摄像头拍摄的现场视频画面，将外力破坏数据等线路数据通过数字和图表形式直观显示在屏幕上。

具体为，通过远程数据图像采集器采集模拟视频信号及外力破坏数据等线路数据，然后把图像数据及数据进行数字化压缩编码，最后利用GPRS/EDGE/CDMA1X/3G/GPRS/EDGE/CDMA1X无线传输模块将图片及现场数据以IP包的方式发送到数据监控服务器。监控服务器和监控客户端分别是装有远程监控服务端软件和客户端软件的PC机，它们都连接在互连网络上，由于远程图像及数据采集器没有固定的IP地址，所以客户端主动去浏览监控图像和设置监控参数都是通过服务器来中转的。

监控中心通过图像及数据监控客户端实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片、外力破坏等数据进行分析比对，如出现异常的预警信息，即立刻作出相应的应急处理，以确保高压线路的安全运行。

第15页共45页

深圳市特力康科技有限公司

5.2 高压输电线路远程视频在线监测系统示意图

5.3 高压输电线路远程视频在线监测系统涉及技术

“高压输电线路远程视频在线监测系统”项目所涉及的技术包括： 1、 图像数据采集压缩编解码技术； 2、 3G无线公网数据传输技术； 3、 传感器探测技术；

4、 太阳能及蓄电池供电技术； 5、 信号处理及诊断技术； 6、 报警阀值评价标准； 7、 电子低温环境加热技术； 8、 监控中心服务器软件管理技术； 下面一一阐述项目相关技术情况如下： 1、 图像数据采集压缩编解码技术；

本项目采用H.264+优化压缩编码技术、单卡3G通道传输技术、网络编码自适应技术等技术；基于高性能DSP平台,采用ARM嵌入式设计思路,支持多种网络传输协议,支持动态域名解析可与PPPOE上网链路轻松接入；支持双向语音传输,支持高清视频传输，支持图片实时抓拍，解决超远距离无线图像传输的问题。其主要包括： H.264+优化后压缩编码技术；多线程处理等技术；网络编码自适应技术；流媒体转发技术；数字模糊算法模型技术等。

第16页共45页

深圳市特力康科技有限公司

2、 3G无线公网数据传输技术；

3G无线公网数据传输技术是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，是一项全新的网络技术，可以为治安防控提供视频图像和声音，同步实现数据的远程采集、传输、储存和处理功能，具有传输距离远、速度快、抗干扰能力强、无需铺设电缆、投资成本低等优势。数据传输原理如下图所示，在移动3G信号覆盖区域内，充分利用3G公共网络通信平台，实现中心对多点的数据传输；在无移动信号覆盖区域内，可以借助无线数传电台，通过无线与无线的接力，实现数据传输。

数据传输原理图

3、 传感器探测技术；

传感器是“高压输电线路远程视频在线监测系统”的的首要部件，是能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器应准确的和快速地响应被测量的各种各样的变动，主要通过其两个基本特性——静态特性和动态特性来反映被测量的这种变动性。

“高压输电线路远程视频在线监测系统”的传感器主要采集视频数据，外力破坏告警等数据；

4、 太阳能及蓄电池供电技术；

一般情况下安装输电线路野外现场的监测装置没有可供使用的交流电源，为此必须借助能量收集技术，开发独立的供电装置。目前在高压输电线路监控项目主要利用太阳能电源装置，以此解决监测装置的供电问题。

第17页共45页

深圳市特力康科技有限公司

太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。硅系列太阳能电池中，单晶硅和多晶硅电池继续占据光伏市场的主导地位，单晶硅和多晶硅的比例已超过80%，而这一发展趋势还在继续增长。越来越多的电子设备开始运用太阳能这一取之不尽用之不绝的能源。

太阳能电源由太阳能电池板、蓄电池及充放电控制器。充放电控制器的功能是将太阳能电池板供给的电压转换成稳定直流电压，给监测装置供电，并给蓄电池充电，完成电能的存储。在夜晚无法供给太阳能或阴天等气候情况太阳能供给不足时由蓄电池继续给监测装置供电。

5、 信号处理及诊断技术；

对传感器采集道德信号进行处理分析的目的是抑制干扰和提取信号特征，其方法可分时域分析、频域分析等。

诊断技术的发展趋势是传感器的精密化和多维化、诊断理论与诊断模型的多元化、诊断技术的智能化。其中，智能诊断方法有模糊逻辑、神经网络、进化计算和专家系统等；以特征量性质的诊断方法有阀值诊断、时域波形诊断、频域特征诊断和指纹诊断等

6、 报警阀值评价标准；

对于运行单位目前的最关心的是报警阀值问题，由于故障诊断的阀值目前主要来自物理电极模型的模拟实验结果。从目前情况来看，阀值的取值通常采取以下两种方式：

一种是在新设备投运前安装” 高压输电线路远程视频在线监测系统”同时投运，或采用自警式电气设备（在输电线路设施制造过程中将” 高压输电线路远程视频在线监测系统”与设施融为一体），可把投运时的数据作为指纹特征，然后参考相关设备设计规范的最大值作为阀值；

二是在已投运设备上再安装” 高压输电线路远程视频在线监测系统”，其阀值

第18页共45页

深圳市特力康科技有限公司

只能按照已有的运行经验和参考同类设备安装” 高压输电线路远程视频在线监测系统”后，连续监测的数据变化规律或已发生事故的数据来确定。

随着” 高压输电线路远程视频在线监测系统”的推广应用，在掌握大量数据变化规律与设备故障的实践经验后，最终制定出不同输电线路设备的报警阀值范围。

7、 电子低温环境加热技术；

本技术主要针对电子设备在北方低温下开机所需加热升温，解决电子设备在低温状态下无法正常使用以及现有耐低温部件成本高的技术问题。在主机及屏幕内所需加热的所有器件和部件上放置薄膜加热片，薄膜加热片在主机及屏幕内呈多点、不同平面上分布，薄膜加热片有两只引脚，接直流或交流电源。薄膜加热片的形状与被加热器件相匹配，薄膜加热片通过耐高温导热胶固定在被加热器件表面。实现了电子设备器部件在低温条件下可正常工作，经检测，设备一般可在-40℃-60℃工作。

8、 监控中心服务器软件管理技术；

控制中心的设计相对于监测站的设计开发来讲较为简单，硬件设计少，除了普通微机（或工作站、工控机）外，还需要网络接入设备（若无线通信采用自行设计的模块实现，则须开发专用的无线网卡插入微机主板的预留总线插槽中）。控制中心的设计开发主要集中在应用软件的设计开发上，一般是基于Windows操作系统的。当前用于此类软件开始、调试的工具较多，且功能强大，给控制中心软件的设计带来便利。

本项目是具有联网中的平台，软件技术是核心，今年的发展是的这两项的应用非常普遍，上位机的报警中心已有各种应用，为本项目的实现奠定了基础。

六、 无线通信网络解决方案

高压输电线路监控系统采用目前先进的3G无线公网数据传输技术解决视频数据传输和报警信号传输。

3G无线公网数据传输技术是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，包括TD-SCDMA、W-CDMA、CDMA2000，目前在在南方一般采用中国电信的CDMA2000(3G-EVDO)网络，在北方一般采用中国联通的

第19页共45页

深圳市特力康科技有限公司

WCDMA网络，若考虑偏远地区信号若得问题，可以采用中国移动的TD-SCDMA/EDGE网络。是一项全新的网络技术，可以为治安防控提供视频图像和声音，同步实现数据的远程采集、传输、储存和处理功能，具有传输距离远、速度快、抗干扰能力强、无需铺设电缆、投资成本低等优势。数据传输原理如下图所示，在移动3G信号覆盖区域内，充分利用3G公共网络通信平台，实现中心对多点的数据传输；在无移动信号覆盖区域内，可以借助无线数传电台，通过无线与无线的接力，实现数据传输。

数据传输原理图

第20页共45页

深圳市特力康科技有限公司

七、 系统视频及数据采集解决方案

7.1 远程视频压缩编码单元及3G无线通讯单元

远程视频数据压缩编码单元及3G无线通讯单元示意图

远程视频压缩编码单元及3G无线通讯单元是独立运行的嵌入式系统，通过GPRS/EDGE/CDMA1X/WCDMA/EVDO等3G无线网络实现远程视频监控。

（1） 嵌入式设计，内置视频压缩编解码单元和3G/GPRS/EDGE/CDMA1X无线通讯

单元，独立工作，体积小，功耗低，高可靠

（2） 1-4路视频输入，内置双模式视频压缩编码器，压缩模式可在线选择，最

高分辨率704x576(PAL)

（3） 内置3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络通讯控制协议及TCP/IP协议

（4） 压缩编码器-1：高质量CAMEC-I/II活动视频压缩编码，160x120-704x576

多种格式

（5） 压缩编码器-2：JPEG静止图像压缩编码，160x120-704x576多种格式 （6） 传输速度： 平均15～20帧/秒(彩色CIF，EVDO)

（7） 支持动态或固定IP地址方式，支持域名解析，多种触发启动模式 （8） 可控制云台镜头；

（9） 一路数字量输入/输出，支持外部开关量触发，支持报警前后现场录像 （10） 接收软件支持网络客户端共享浏览 （11） 待机功耗约0.5W,运行功耗1～3W （12） 工作温度 -40°～60° （13） 环境湿度 0～95%（无冷凝）

第21页共45页

深圳市特力康科技有限公司

7.2 远程数据采集处理单元

远程数据采集处理单元是我公司针对电力线路监控专门研发的一套数据采集处理系统，通过GPRS/EDGE/CDMA1X/WCDMA/EVDO等3G无线网络实现远程数据采集和处理。支持接入外力破坏探测的数据探测设备，为输电线路的安全运行提供有理数据保证；

（1） 支持接入外力破坏探测数据探测设备；

（2） 支持双向测控数据复用，内置3G网络通讯控制协议及TCP/IP协议 （3） 支持动态或固定IP地址方式，支持域名解析，多种触发启动模式 （4） 两路数字量输入/输出，支持外部开关量触发，支持报警前后现场录像 （5） 内置3G网络通讯控制协议及TCP/IP协议

（6） 支持动态或固定IP地址方式，支持域名解析，多种触发启动模式

第22页共45页

深圳市特力康科技有限公司

八、 系统视频及数据探测解决方案

8.1 智能云台摄像机单元

智能视频采集单元示意图

采用索尼一体机芯，高亮红外灯设计，实现真正的无暗角。本款产品使用多种安装结构方式，安装方便，故障率小。在显示方面，采用了最新技术，显示效果更为细腻。独有的防高磁辐射隔离电路、防低寒自动加热模块，内置高灵敏温度传感器，球机可根据自身温度自动控制内部加热器的开启与关闭。同时，集成了业内全功能高速球机的功能，如英文菜单、菜单锁定、等功能，更为智能化。

（1） 图像传感器 1/3” SONY Super HAD CCD

（2） 有效像素 PAL：500(H)x582(V) NTSC：510(H)x492(V) （3） 信号系统 P制/N制

（4） 水平清晰度 彩色480线/黑白520线，22倍光学变焦，可拉伸

200m

（5） 内置镜头 6mm

（6） 信噪比 大于48dB（AGC OFF） （7） Y特性 0.45

（8） 快门速度 1/50秒至1/100,000秒

第23页共45页

深圳市特力康科技有限公司

（9） 视频输出 1.0Vp~p75Ω(BNC) （10） 电源功耗 DC12V，120mA

（11） 外壳 铝合金（黑色或银白色） （12） 操作温度 -40°～60° （13） 环境温度 0～95%（无冷凝）

（14） 防护等级 IP66、全天侯防护罩，TV1500W防雷、防突波和防浪涌保护

8.2 智能外力探测单元

智能外力探测单元示意图

采用的三鉴红外是一种综合当今安防领域最新科技的高性能双窗口探测器，由主从双组高精被动红外探测装置和抗强光电路及不易老化的超长寿命微波模块与模糊逻辑数码核心组成，防水外壳，造型优美。

（1） 微波与被动红外复合探测，并经ASIC模糊逻辑数码（专利）分析，排除

种种普通探测器无法克服的干扰，只对真实人体移动报警，杜绝误报漏报，性能远远超出无微波功能的各种红外探测器。可防止飞鸟、鼠群、等45公斤以内宠物引发误报。

（2） 采用享有专利的全范围精密温度补偿，无论环境温度如何变化，探测灵敏

度始终一致，没有温度死区（一般探测器在32℃～40℃时，灵敏度大幅度下降，或在其它温区极易误报）。 （3） 可编程功能，拥有最大的应用灵活性。 （4） 电源：DC9～12V

（5） 工作电流：静态18mA报警33mA(12VDC工作电压)

第24页共45页

深圳市特力康科技有限公司

（6） 上电自检：预热20秒 （7） 感应器：双组低噪声双元结构 （8） 感应灵敏度：3级可选

（9） 透镜探测窗:上视窗72个,下视窗36个 （10） 探测角度: 110° （11） 覆盖范围： 15m×15m （12） 温度补偿：自动双曲线温补 （13） 振荡源:微带电路、振荡单元 （14） 工作频率：3.2GHz

（15） 灵敏度（微波装置）：30%-100%可调 （16） 报警指示：红色指示灯亮3秒

（17） 报警端口：常开常闭报警端口，接点容量100mA/30VDC （18） 防拆开关：平常为连通，拆开时开路，接点容量100mA/30VDC （19） 产品尺寸：138×75×46mm （20） 工作温度：-45℃至75℃ （21） 保存温度：-45℃至70℃ （22） 抗电磁干扰：﹥30V/M

（23） 抗白光干扰：﹥1，000，000LUX （24） 使用场所：全天候室内,外均可

第25页共45页

深圳市特力康科技有限公司

九、 系统供电解决方案

一般情况下安装输电线路野外现场的监测装置没有可供使用的交流电源，为此必须借助能量收集技术，开发独立的供电装置。目前在高压输电线路监控项目主要利用太阳能电源装置，以此解决监测装置的供电问题。

太阳光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感发电和光生物发电。硅系列太阳能电池中，单晶硅和多晶硅电池继续占据光伏市场的主导地位，单晶硅和多晶硅的比例已超过80%，而这一发展趋势还在继续增长。越来越多的电子设备开始运用太阳能这一取之不尽用之不绝的能源。

太阳能电源由太阳能电池板、蓄电池及充放电控制器。充放电控制器的功能是将太阳能电池板供给的电压转换成稳定直流电压，给监测装置供电，并给蓄电池充电，完成电能的存储。在夜晚无法供给太阳能或阴天等气候情况太阳能供给不足时由蓄电池继续给监测装置供电。

第26页共45页

深圳市特力康科技有限公司

9.1 太阳能供电单元

太阳能供电单元示意图

（1） 具有良好的光电转换效率，满足前端系统的供电及电池的充电要求； （2） 太阳能板材质：进口A片

（3） 太阳能板尺寸：单块尺寸500mm*750mm；

（4） 光电转换效率：太阳能板具有良好的光电转换性能，太阳光不强时也可以

浮充供电； （5） 输出电压：10.5V DC （6） 封装方式：玻璃层压板 （7） 固定支点：4个。

（8） 抗震性：太阳能板要求具有良好的，能抗击10级台风； （9） 温度适用范围：-40℃至+80℃ （10） 使用寿命：10年以上

9.2 电池供电单元

（1） 聚合物锂铁电池，具有稳定的充放电过压，过流保护功能； （2） 蓄电池：容量66AH （3） 重量：3kg

（4） 工作温度：-30℃-60℃ （5） 寿命：3-5年

第27页共45页

深圳市特力康科技有限公司

9.3 充放电保护单元

（1） 具有稳定电压、电流作用； （2） 具有多级防雷；

（3） 具有充电保护、放电保护功能 （4） 工作温度：-40℃-60℃

第28页共45页

深圳市特力康科技有限公司

十、 监控中心专用管理平台

控制中心的设计主要包括微机（或工作站、工控机）、网络接入设备（ADSL宽带及静态IP地址）、中心处理处理器等。控制中心的设计开发主要集中在用软件的设计开发上，一般是基于Windows操作系统的。当前用于此类软件开始、调试的工具较多，且功能强大，给控制中心软件的设计带来便利。

本项目是具有联网中的平台，软件技术是核心，包括智能视频管理操作平台、外力报警管理操作平台等等，为本项目的实现奠定了基础。

输电线路监控系统构成示意

10.1 监控中心环境指标单元

监控中心示意图

第29页共45页

深圳市特力康科技有限公司

10.1.1 硬件环境要求

（1） CPU：双核 （2） 内存：1G

（3） 显示卡：Nvidia Geforce FX5200 或者 ATI RADEON 7000(9000) 系列128M

显存，显卡需支持硬件缩放功能

（4） 操作系统：32位简体中文\\英文Windows2000、WindowsXP、Windows2003、

Windows Vista和64位简体中\\英文Windows2003、WindowsXP、Windwos Vista等操作系统

（5） 软件环境：IE 6.0以上版本，DirectX8.0以上版本，TCP／IP网络协议 （6） 系统需求：安装本软件的PC显卡需支持图像的颜色转换及缩放，目前已

测试的有Nvidia Tnt/Tnt2、Geforce Mx200/400/420/440 Fx5200/5600等系列，ATI Radeon 7000/7200/7500/8500\\9000/9200/9500/9600等系列，MatroxG450/550，INTEL845G/865G等系列显卡。注意显卡的驱动必须支持硬件缩放功能。

10.1.2 网络要求

（1） 要求2M-4M以上ADSL宽带； （2） 具有静态IP地址；

（3） 开通服务器及相应客户端的端口（如3000、3001等）； （4） 开放防火墙的端口

第30页共45页

深圳市特力康科技有限公司

10.2 智能视频管理操作平台

10.2.1 无线图像监控系统服务器软件

输电线路无线图像监控系统由图像编码器（也称为前端）、图像监控流媒体服务器和客户端监控软件组成，图像编码器将实时采集的图像经压缩编码后，通过GPRS/EDGE/CDMA1X/3G/GPRS/EDGE/CDMA1X网络发送到流媒体服务器，客户端监控软件登录图像服务器站点，实现实时图像浏览、监控。

服务器主要由图像监控服务器和存储服务器组成，图像监控服务器负责整个系统的连接和运行，存储服务器是可选组件，主要用于集中存储图像数据文件。同时，可选用动态域名解析服务器，配套使用，方便图像编码器的配置和管理。图像监控服务器是系统的核心，负责连接前端图像编码器与客户监控端，并进行图像数据和控制命令转发，同时连接和管理存储服务器中的图像数据，以及管理系统中的各种设备和资源，包括图像流管理、录像管理和用户管理等。 10.2.2 无线图像监控系统客户端监控软件

客户端由监控器和播放器组成，监控器用于实时浏览、管理图像，播放器用于播放存储的图像文件，使用监控器软件登录图像服务器站点，能够实现多画面图像浏览监控，同时提供多站点（服务器）登录、图像参数控制、PTZ控制、逻辑分组和分组轮跳等功能。

客户端软件特点：

（1） 精心设计人性化用户界面，操作方便、舒适； （2） 多站点登录、连接；能同时支持16个在线站点；

（3） 多画面浏览，不同规格画面监控，全屏多窗口、单窗口模式； （4） 用户自定义镜头分组，分组轮跳浏览，可设定轮跳时间； （5） 支持断线重连，可以设置 最大网络延迟； （6） 支持对图像编码器参数的远程控制；

（7） 支持对图像编码器端摄像机云台PTZ的远程控制； （8） 支持事件提示、报警输出；

第31页共45页

深圳市特力康科技有限公司

客户端软件图像监控界面

第32页共45页

深圳市特力康科技有限公司

10.3 智能外力报警管理操作平台

智能外力报警系统前端采用外力破坏传感器探测外力破坏，报警系统采集主机采集后通过GPRS/EDGE/CDMA1X/3G/GPRS/EDGE/CDMA1X数据通道传输到监控平台上来，一旦告警，立即启动拍照、录像，上传告警信息，同时启动监控中心的报警语音，提醒值班人员技术处理警情。

智能外力探测单元示意图

监控中心软件界面

第33页共45页

深圳市特力康科技有限公司

十一、 系统功能特点

11.1 系统高稳定性，保证设备正常运转

远程数据图像采集器主机芯片德国进口，所有器件采用工业级、低功耗、高稳定性的ARM嵌入式处理器设计；在软件上使用稳定的、精简的嵌入linux操作系统内核版本和具备写平衡的文件系统，使得系统具备性能稳定、安全可靠的高效特性，满足长时间、不间断工作而免维护的需求。

11.2 高清晰数字视频及图片即时获取

在无线EDGE/3G-EVDO传输网络的条件下，能即时获取远端现场高清晰数字视频及图片。通过视频可以监视：

（1） 监视塔基角钢被人为偷盗、破坏的威胁； （2） 监视林区高树成长对高压输变电线路的威胁；

（3） 监视冬季林区积雪下，无法人工巡线条件下，高压输变电线路的安全； （4） 监视挖沙对塔基的威胁；

（5） 安装塔基高处巡视线路、绝缘子、树木压线、下方偷盗情况。

11.3 具有杆塔外力破坏监测功能

当有外力告警时，三鉴红外探测器及时探测，上报警情。

11.4 远端可拍，近端可控

图像监控客户端连接互联网后，可通过监控服务器的中转实时向远程数据图像采集器发送摄像头变焦、云台角度偏转等指令，对摄像机进行控制。

11.5 便捷的供电方式及电源管理功能

远程数据图像采集器采用12V蓄电池供电，一次充电可连续工作3天以上，如

第34页共45页

深圳市特力康科技有限公司

果使用太阳能充电系统，可以长期在野外使用。

远程数据图像采集器带有电源管理功能，可以根据需要切断外部摄像头、云台的供电以延长蓄电池的工作时间。

11.6 监控容量大

系统可支持多达上千台的远程数据图像采集器装机容量和上千个客户端用户数量。一个客户端可同时监控多台远程数据图像采集器，但任一时刻一台远程数据图像采集器只能被一个客户端访问。

11.7 用户的权限管理

图像监控客户端对远程数据图像采集器进行访问需要进行用户身份的验证，系统定义了两种用户身份：管理员用户和普通用户。管理员用户可以设置修改监控的配置参数，普通用户只能进行图像的浏览。

11.8 远程遥控拍摄

图像监控客户端连接互联网后，可通过监控服务器的中转实时向远程数据图像采集器发送摄像头变焦、云台角度偏转等指令，对摄像机进行控制。

11.9 完善的视频、图片管理、外力报警功能

数据图像监控客户端可实现对历史图像数据的存取、检索、图像数字处理、对比分析及异常情况预警，可扩展微气象监测、杆塔倾斜监测等功能。

第35页共45页

深圳市特力康科技有限公司

十二、 输电线路塔基图像监控运营成本分析

目前，我公司开发的输电线路塔基图像监控系统采用中国电信公司的CDMA1X/3G EVDO传输图像数据，根据用户的实际需要，可设置报警外触发上传视频录像1-2分钟，也可以通过浏览器看视频方式，根据需要可选流量资费套餐。根据我们以往的工程经验，结合目前电信公司的数据传输收费标准，针对石家庄供电公司的情况，对于使用图像数据传输业务的运营成本做了如下建议，以供参考：

一、关于采用电信3G视频数据传输与无线网桥传输的对比

（一）电信3G-EVDO/CDMA1X视频数据传输方式

电信目前有一种按流量收取的3G数据业务资费：

若按最高2G流量计算，如浏览视频的话，每分钟视频传输的流量约为1M左右，由此可算出：

1、每天可用流量：2G×1024M÷30天=68M/天； 2、每天可浏览视频时间为：68M÷1M/分钟=68分钟；

3、对于每次浏览视频5分钟，每天可看13次，完全可以满足实际需要，倘若发生警情，其中一次也可长时间看并录像。

若此流量可满足视频浏览要求，一套设备每月3G费用需129元，1年费用在1548元，3年费用在4644元。

（二）移动GPRS或EDGE视频数据传输方式

中国移动的GPRS或EDGE是以流量来收费的，关于XX移动GPRS和EDGE的套餐，目前有50元500M，100元2G、200元5G等。如浏览视频的话，视频画质中等，每秒视频传输的流量约为50KB左右，如浏览图片的话，图片画质中等的情况下，每张

第36页共45页

深圳市特力康科技有限公司

图片约为5KB左右。对于偶尔浏览视频的或每次浏览视频时间很短的情况，我们建议选100元2G每月的套餐较合适，那一年的运营成本为100X12=1200元。

综上所述，我们的方案如下： 1、

如果是杆塔监控，因为不用一天24小时总在看，我们设计了报警触发上传视频和手动点击上传视频2种方式，这样就可以选用GPRS/EDGE包流量方式，经济实用；

2、

若是要求视频速度快，建议采用CDMA1X/3G EVDO网络，这样浏览清晰、流畅，看完后立即关闭。

第37页共45页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cby6.html