一、需求分析

隨著電力建設的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，高壓遠距離架空輸電線路日益增多，在復雜地形條件下的電網(wǎng)建設和設備維護工作也越來越多。高壓輸電線路分布范圍廣，穿越地區(qū)地形復雜、氣候條件多變，傳輸距離遠，時常發(fā)生輸電線路事故。輸電線路很多都跨越茂密的森林，亦或者架設在茂密森林的高山上。一旦發(fā)生火災，后果將不堪設想。山火具有突發(fā)性、隨機性、快速性等特點，往往難于控制，在夏季高溫天氣及秋冬節(jié)干燥天氣，山火突發(fā)的概率十分高，對電網(wǎng)輸電線路的安全運行構成了較高的威脅。隨著中國造林事業(yè)的不斷發(fā)展，防火工作成為首要任務。森林防火必須貫徹“預防為主，積極撲救”的方針，真正做到早發(fā)現(xiàn)、早解決。

二、實際應用

輸電線路防山火監(jiān)控系統(tǒng)用于對高壓輸電線路周邊的實時山火監(jiān)測，用戶在監(jiān)控中心就可以獲取遠方線路山火、焚燒秸稈、燒紙等威脅線路安全的山火事件，一旦發(fā)生山火災情，便可在第一時間發(fā)出報警，以便及時撲滅山火，保障輸電線路穩(wěn)定運行，同時大大節(jié)約了各方面的成本。

2.1 拓撲結構圖

此系統(tǒng)利用公用蜂窩網(wǎng)絡，實現(xiàn)在監(jiān)控中心對高壓輸電線路周邊的山火實時監(jiān)測。四信工業(yè)無線路由器為用戶提供無線長距離數(shù)據(jù)傳輸功能，此系統(tǒng)中還使用路由器VPN功能，實現(xiàn)利用公用網(wǎng)絡架設虛擬專用網(wǎng)絡，通過對數(shù)據(jù)包的加密和數(shù)據(jù)包目標地址的轉換實現(xiàn)遠程訪問。

2.2 系統(tǒng)組成

整個電網(wǎng)防山火在線監(jiān)測系統(tǒng)由前端防山火視頻監(jiān)測裝置、無線通信裝置和后臺遠程監(jiān)控中心組成。

防山火視頻監(jiān)測裝置

整個裝置由機箱、太陽能電池板和云臺攝像機三部分構成，均安裝在輸電線路的鐵塔上。機箱內(nèi)放置了工業(yè)路由器、短信告警模塊、主控板及蓄電池等產(chǎn)品。整套設備使用蓄電池供電，4塊太陽能電池板給蓄電池充電。云臺攝像機內(nèi)含數(shù)據(jù)交換設備，一個云臺攝像機有3個ip地址，分別為攝像頭ip、紅外IP及ARM板ip。路由器的兩個LAN口分別連接主控板及云臺攝像機，云臺攝像機采用光學連續(xù)變焦的紅外鏡頭，兼顧搜索與觀察雙重應用需求。內(nèi)置智能分析模塊，熱點檢測算法，可自動探測出遠距離火焰、車輛、人員等熱源目標，并輔以重載360度全方位云臺，可及時發(fā)現(xiàn)沒有全部遮擋的明火和暗火。不論白天、夜間24小時都可以工作，一旦發(fā)生火源，將自動報警。主控板可控制攝像機的通、斷電時間，同時可對攝像頭的視頻進行壓縮處理、上傳，當收到云臺攝像機的告警信息后，向監(jiān)控中心發(fā)出告警同時觸發(fā)短信告警通知相關人員，以便能及時補救，避免造成火災。

無線通信裝置

無線通信裝置是廈門四信工業(yè)路由器產(chǎn)品，主要為用戶的網(wǎng)絡設備提供無線聯(lián)網(wǎng)功能。路由器上電后，首先讀取內(nèi)部 FLASH 中保存的工作參數(shù)，根據(jù)參數(shù)進行 PPP 撥號。撥號成功后，路由器將獲得一個由運營商隨機分配的內(nèi)部 IP 地址(一般是 10.X.X.X)，這個地址通常是不固定的。由于本系統(tǒng)中需要實現(xiàn)在監(jiān)控中心主動獲取現(xiàn)場監(jiān)控裝置的實時圖像，需要實現(xiàn)兩個局域網(wǎng)的互通，故在四信工業(yè)路由器上配置VPN客戶端，監(jiān)控中心主路由器或者某臺服務器作為VPN服務器，利用公用網(wǎng)絡架設虛擬專用網(wǎng)絡。這樣，在監(jiān)控中心即可管理現(xiàn)場的路由器、查看實時視頻，同時對數(shù)據(jù)包進行加密，通訊更安全。

遠程監(jiān)控中心

遠程監(jiān)控中心方便管理員地進行視頻瀏覽、錄像回放、遠程操作控制、各項參數(shù)設置、事件瀏覽、設備管理等監(jiān)控管理功能。監(jiān)控軟件支持多屏同時展示各監(jiān)測點實時視頻，可進行云臺控制、回放、預設點巡視、設備狀態(tài)查詢等；支持錄像存儲功能，可選用定時錄像、手動錄像等模式，同時平臺支持流式回放功能；事件瀏覽中 可查看設備上線、下線、磁盤故障的報警事件及發(fā)生的具體時間。管理人員在監(jiān)控中心即可知悉重要監(jiān)控區(qū)域的實時狀況，當發(fā)現(xiàn)火源時，能及時收到告警信息并第一時間查看對應監(jiān)測點的實時視頻，真正做到早發(fā)現(xiàn)、早解決、及時補救，避免造成火災。

2.3 系統(tǒng)功能

l 具備遠程受控視頻信號采集、處理和傳輸功能；

l 支持變焦、聚焦、方位調(diào)整及預制位設置功能：監(jiān)控裝置能在預設或遠程指令控制下，實現(xiàn)對攝像機的焦距、光圈、方位和云臺預制位的設置和調(diào)整；

l 具備對電源的遠程控制功能，可在預設條件或遠程指令控制下開啟和關閉裝置前端設備的供電電源；

l 無人值守，具備監(jiān)測及報警范圍超標自動報警功能，支持查看告警事件；

l 支持遠程查看、修改現(xiàn)場網(wǎng)絡設備的配置；

l 支持網(wǎng)絡故障自動重連功能；

l 支持紅外攝像、紅外控制功能，能夠全天候24h工作

三、項目優(yōu)勢

基于蜂窩網(wǎng)絡的電網(wǎng)防山火在線監(jiān)測系統(tǒng)，充分利用了運營商網(wǎng)絡的覆蓋廣、高帶寬等特點，很好的解決了偏遠山區(qū)數(shù)據(jù)傳輸不便的問題，且成本低、維護簡便。廈門四信4G全網(wǎng)通工業(yè)無線路由器支持三大運營商所有網(wǎng)絡制式，客戶可根據(jù)現(xiàn)場的網(wǎng)絡環(huán)境，選擇合適的運營商。通過簡要的配置即可建立虛擬專用網(wǎng)絡，實現(xiàn)在監(jiān)控中心對局域網(wǎng)絡的遠程訪問，便于維護和管理，同時對數(shù)據(jù)包進行加密，使通訊更加安全。工業(yè)級設計，支持掉線重連，性能可靠，尤其適用于此無人值守環(huán)境。