无线监控的优点之一是架设灵活,组网方便,特别适合室外或较偏远场景的应用,如在油田监管、森林防火、生态监管、设施监管(变电站、基站、边防站、港口)、部分景区监控、油田监管、环保检测等领域,对于这些特殊行业来说,由于受到地理、环境和工作内容的限制,地域广、监控点稀疏,有线监控线路户外架设施工周期很长,维护成本非常高,甚至根本无法实施,此时无线远程监控则发挥了极其重要的应用价值。本文以电力行业无线监控为主介绍无线视频监控技术在特殊环境下的应用。
电力企业无线视频监控应用
电力行业是国民经济的大动脉,在我国的现代化建设中起着举足轻重的作用,电网的高效、安全的运转对国民经济的各行各业的正常运行有着直接重要的影响。目前,国家投巨资完成了城网和农网两级电网的改造,为二十一世纪的国家经济建设打下了重要的基础。
目前随着科学技术的发展,电力设备越来越先进,也越来越复杂,以往依靠人工读各种表盘、监视设备的正常运转的方法越来越不现实,尤其在无人值守或少人值守的变电站更是如此。同时,这些昂贵的设备放在无人值守或少人值守的变电站往往吸引了众多不法之徒的眼光,各种形式的犯罪活动成为了电网安全运行的重大隐患。另外,全国各个电网的变电站操作事故、火灾以及其他突发事故时有发生,这些突发事故的后果对人们的生命、财产的安全造成了很严重的后果。因此,如何确保电网的设备长期高效安全运营,通过环境图像监视系统、安防系统、消防系统的预警,切实保护无人值守或少人值守变电站的人员和现场设备的安全,以及如何远距离指导现场工作人员的正确操作、应对各种突发事故的发生成为电力行业的当务之急。
随着无线通信技术的发展,无线视频技术已经迅速跟进,远距离的视频传输已经开始进入实用。无线监控以其覆盖范围广、部署位置灵活、与有线监控融合方便的优势,目前可以作为有线监控的有力补充。根据使用单位的需要,可随时增加、减少或更改网络监控点的位置,可以大大提高系统运行的管控水平。
无线视频监控在电力企业中有着很好的应用前景。如电力施工现场视频监控,输电线路视频监控(如风筝事故和电力设施保护重点地段、输电线路重点地段、建筑施工等;应急指挥和事故处理;变电运行重要操作远程视频监护;重大保电活动中的运行监控等等。如何将远程的监视、遥控、防盗、消防和报警联网系统、监控无线化有机的结合起来,做到既可以基于无线、有线网络进行远程的监视、遥控和图像的传输,又具备通常联网报警网络的功能,并且投入费用合理,能够更加有效地确保系统运行稳定,将安全防范技术提高到一个新的水平。网络化、无线化、远程监控是当前监控行业发展的主要方向。
远程监控系统能监视并记录变电站的安全以及电力设备及运行情况,及时发现、处理事故,有助于提高电力系统自动化的安全性和可靠性。还有高压输电线路的安全防范已经成为安全生产自动化的重要组成部分,通过高压输电线路安全防范系统不仅可以远程巡视各类设备的运行情况、人员的操作记录,还能实时获得来自事故现场的报警信息,对可能或已经发生的异常现象及时处理并保存现场的图像资料,为分析事故原因提供第一手的资料,使供电部门的管理方法和手段不断地与科技发展的最新成果紧密相连。同时远程监控系统还可以集成环境监测(环境温湿度、烟雾报警、水浸报警)、报警联动等功能。
针对电力行业远程监控应用的特点,我们提供高效可行的基于运营商(中国电信、中国联通、中国移动)网络的无线监控系统解决方案,充分采用最新的计算机、通讯、视频处理等方面的技术,通过运营商提供的无线网络,实现远程数据监测及远程图像监控。
视频监控系统基本上由远端视频单元和局端视频服务器两部分构成,功能上分为前端视频采集编码处理、信号传输、视频解码及信息处理这几模块。而对于采用无线方式的视频监控系统的核心技术,主要是:无线通信技术、视频信号编解码、远端设备的节能控制和供电技术。下面从这三个方面解析系统的技术要求,并作出分析和选择。
无线信道由于其固有的特性如抖动效应、多径效应、瑞利衰落等导致误码率高,干扰严重,并且无线网络带宽有限,波动较大,很难为应用提供可靠的服务质量保证。这就给在无线信道中的视频通信提出了很高要求。
对于采用无线通信方式传输的视频监控系统,无线通信的传输速度是关键指标。首先我们有必要分析一下视频监控系统中到底有多大的数据量,需要多大的传输速度。
传输距离对于无线视频技术来讲也是一个非常重要的技术参数。考虑到,目前电力系统110kV以上变电所均已联网,在输电线路杆塔的10km范围内一般会存在有线网络的介入点,因此需要10km以上的无线通信技术。另外考虑到图像质量、实时性等方面的要求。传输手段的误码率和传输延迟也是必须考虑的内容。当然经济性和信息安全(尤其对于无线系统)也需要关注。
水库大坝远程无线监控应用
根据中国建设”数字水利”的目标,全面构建水利系统远程视频实时监控系统,对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行实时动态监控,及时采取预防与补救措施,可全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性,对减少洪水灾害、缓解防洪压力、保障人民生命财产安全具有重要作用。
水库大坝监控点一般分布在较广阔的范围内,与监控中心距离较远,同时由于河流山脉等障碍往往难以架设线缆。采用基于无线局域网技术建立的远程无线监控系统,无需铺设网络电缆,可迅速方便地在需要监控的地方架设前端监控设备,具有很强的实用性、灵活性和可扩充性。
水库大坝实施无线监控系统,可以实现:水库重点区域的实时远程监控,如闸门开启度、大坝稳固程度等的重点监控;汛期的水库安全防卫工作,时刻监控水库水位是否超出警戒线;水库水岸情况的实时远程监控,如是否有物体(如人、兽)进入闸门口等危险区;水库水面情况的实时远程监控,如水面上是否有漂浮物、漂流物;随时将水库水质检测信息传送到监控中心;对库区天气状况进行实时监控;监控中心对水库现场工作的远距离指挥调度等功能。
小结
随着无线视频监控技术向更高层次发展,高清、低延迟等一系列新趋势对无线传输技术的要求也上了一个新台阶,在特殊、恶劣环境下无线视频监控将得到进一步应用。