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输电线路防外力破坏智能视频事前预警监控装置方案书

发表时间:2020-11-19 14:25

输电线路防外力破坏智能

视频监控预警系统

深圳市特力康科技有限公司

二〇一七年

输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统

特点概述

(安全性、可靠性、适应性、先进性)

输电线路外力破坏智能视频监控预警系统,采用高清摄像机和低功耗视频主机以及供电系统组成,系统可以实现对现场杆塔、导线、绝缘子、金具等的运行情况,对线路防山火、大型车辆塔吊施工穿越覆冰、舞动、微风振动周边通道环境情况,包括施工、树木生长等情况的实时监控。

1、 主要功能(智能视频监控分析):

输电线路外力破坏、杆塔倾斜、防盗视频在线监测装置能对输电线路危险点进行有效智能视频监控,以便及线路时了解的情况。智能视频监控实现如下图所示:

智能摄像机安装在杆塔上,视角与线路平行,通过智能摄像机在输电线路线路走廊安全距离以下的区域对违章施工机械智能视频分析告警,并抓拍照片及录像上传到监控中心管理平台。

切面示意图如下:

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DESRSA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。

3、 系统的可靠性、稳定性

系统是建立在TD-LTE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)。

4、 系统的可适应性

系统设计兼容性强,可以用于防外力破坏、杆塔倾斜、防盗及防山火监测,适应高低温环境下工作。

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。

6、 通讯方式

系统支持TD-LTE兼容3G EVDO/WCDMA通讯网络,只要有TD-LTE3G EVDO/WCDMA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。

7、 供电方式:

由于四川属于阳光较少区域,供电电源必须采用风光互补及锂电池方式,太阳能应采用双备份单晶硅太阳能板,功率大于200W;风力发电机功率大于300W;蓄电池应采用四备份高性能聚合物锂电池,容量大于120AH,以便保证系统的足量供电及系统的稳定性,以免因单块太阳能及单组蓄电池损坏导致系统无法正常工作。

8、 摄像机视频采集:

系统采用专业高速球摄像机,具有抗干扰、耐高低温、图像清晰、监控距离远等特点。具备远程受控变焦、聚焦调整设置功能:监控装置能在预设或远程指令控制下,实现对的设置摄像机的焦距、光圈、方位;

9、 智能外力数据分析:

系统可以采集杆塔及线路外力破坏、杆塔倾斜、防盗数据,通过无线公网传输到监控中心,并作出分析判断。

10、 智能杆塔倾斜报警单元

具有杆塔倾斜报警,监测杆塔周围地基及地质破坏性灾害情况。当探测到杆塔倾斜时,监测终端自动启动录像或拍照,并发送至远程服务端,同时发告警信息到相关人员手机上。

11、 智能杆塔防盗报警单元

具有防盗探测报警,监测非法攀爬铁塔,偷盗塔材情况。当探测到杆塔被盗时,监测终端自动启动录像或拍照,并发送至远程服务端,同时发告警信息到相关人员手机上。

12、 体积小、重量轻,易拆装

系统具备体积小、重量轻的特点,主机及电池重量不超过35KG,拆装简便,以免大容量铅酸电池上塔拆装困难的问题。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。

13、 现场语音警示驱逐功能;

具有现场语音警示驱逐及远程喊话功能,具有现场本地真人语音警示功能,也可以通过电脑麦克风直接向现场进行喊话。

14、 具有报警输入及输出功能

具有报警输入接口,具有报警输出功能,不仅可以保护本身设备的防盗,也可以接入其他告警量。

15、 具备电源远程管理功能

应具备对电源的远程控制功能,可在预设条件或远程指令控制下开启和关闭装置前端设备的供电电源;

16、 性能稳定、保证设备长期运行

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,系统具有硬件看门狗及软件看门狗,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。

17、 抗高低温:

系统自身能在低温条件下工作。

18、 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。系统采用外、中、里三层高品质密封金属盒,具有良好的封闭、防雷、防雨、防尘等功能;同时采用了多层屏蔽技术建造,机壳及传感器外壳采用防磁金属材料,有效屏蔽电磁干扰。

已在武高院及浙江电力试验研究院等省级单位通过电磁测试,并有大量的实际挂网运行设备。

19、 防雷设计:

专业的防雷设计,保证系统的稳定及保护后自恢复功能。

20、 防水防腐:

湖南阴雨天较多,系统采取专业的防水防腐蚀设计,保证系统不受潮气腐蚀。

21、 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。

22、 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。


   

一、前言8

二、系统的设计原则9

2.1系统的可靠性、稳定性9

2.2系统的安全性9

2.3系统的可操作性9

2.4系统的可扩展性9

2.5系统的先进性10

2.6系统的可维护性10

2.7系统的性价比10

三、系统的设计要求11

四、系统的工作组成12

4.1视频监控系统工作原理12

4.2输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统示意图13

4.3输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统涉及技术13

五、无线通信网络解决方案17

六、系统视频及数据采集解决方案18

6.1防外力破坏视频分析主机单元18

七、系统视频及数据探测解决方案20

7.1智能云台摄像机单元20

7.2防外力破坏智能枪机单元21

7.3智能杆塔倾斜报警单元21

7.4智能杆塔防盗报警单元22

八、系统供电解决方案25

8.1风光互补供电单元25

8.2电池供电单元26

九、监控中心专用管理平台27

9.1监控中心环境指标单元27

9.1.1硬件环境要求28

9.1.2网络要求28

9.2智能视频管理操作平台28

9.2.1无线图像监控系统服务器软件28

9.2.2无线图像监控系统客户端监控软件29

9.3智能外力报警管理操作平台29

十、监控运营成本分析31

十一、整体施工设计32

11.1设备连接设计图32

11.2配件安装示意图32

11.3设备整体安装示意图35

十二、工程项目实例37



一、 前言

近几年来,随着电网结构的发展和完善,电力线路的建设得到了长足的发展。但是,由于电力线路所处地理位置和环境条件的特殊性,杆塔点多,面广,线长,终年暴露在野外,除了要遭受恶劣自然天气的侵袭外,人为因素,外力破坏、杆塔倾斜、防盗引起的线路跳闸,线路被迫停电事故的概率呈上升趋势,不能不引起我们的极大重视。

探讨研究防止电力线路免遭外力破坏、杆塔倾斜、防盗的对策方案,遏止人为因素导致的事故,确保电网的安全运行,成为线路管理和维护单位急需解决的问题。

通过全天候对视频监控系统实时分析的方式,在线预警线路走廊附近施工状况,对大型施工机械违章超高作业行为实时抓拍照片,即时自动播报语音提示信息,以短信的方式将告警信息发送至线路维护单位相关负责人和领导手机上,同时也可在监控中心借助实时语音喊话喇叭,及时制止危险作业。

在当前线路走廊附近施工项目越来越多的情况下,人工现场监护施工行为的方式效率低下,同时传统的无线视频监控装置由于对施工现场缺乏智能预警的功能。

我司输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统的可以彻底解决不能及时发现违章施工作业中大型施工机械的外力破坏、杆塔倾斜、防盗问题,大幅降低因外力破坏、杆塔倾斜、防盗引起的停电事故,减少由此带来的经济损失,同时更加合理有效的配置人员,保障线路的安全运行。


二、 系统的设计原则

“输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统”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 EVDO/WCDMA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DESRSA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。

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。


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放外力破坏、杆塔倾斜、防盗进行有效智能分析监测,以便及线路时了解的情况。

2、 通讯方式:系统应能兼容4G全网通讯网络,只要有4G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:监控系统采用风光互补及聚合物锂电池电源供电。

4、 视频采集:系统应采用专业高速球摄像机及枪机,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、杆塔倾斜、防盗数据,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。


四、 系统的工作组成

4.1 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、杆塔倾斜、防盗数据等线路数据,经过数字化、压缩编码后,通过3G EVDO/WCDMA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、杆塔倾斜、防盗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外力破坏、杆塔倾斜、防盗数据等线路数据,然后把图像数据及数据进行数字化压缩编码最后利用3G EVDO/WCDMA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、杆塔倾斜、防盗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。

4.2 输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统示意图

4.3 输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统涉及技术

输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统项目所涉及的技术包括:

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。

2、 3G/4G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/4G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;

传感器是输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统的的首要部件,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。

输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统的传感器主要采集视频数据,外力破坏、杆塔倾斜、防盗告警等数据;

4、 风光互补及蓄电池供电技术;

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风光互补电源装置,以此解决监测装置的供电问题。

风光互补发电是指无需通过热过程直接将风能、光能转变为电能的发电方式。它包括风力发电、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%同时风力发电业发展很快,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风力发电、光伏发电这一取之不尽用之不绝的能源。

5、 防外力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、 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

7、 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。


五、 无线通信网络解决方案

输电线路防外力破坏智能视频监控预警系统采用目前先进的3G/4G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/4G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-SCDMAW-CDMACDMA2000目前在在南方一般采用中国电信的CDMA2000网络,在北方一般采用中国联通的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

                

六、 系统视频及数据采集解决方案

6.1 防外力破坏视频分析主机单元

防外力破坏、杆塔倾斜、防盗视频分析主机单元示意图

防外力破坏、杆塔倾斜、防盗视频分析主机单元是独立运行的嵌入式系统,通过3G EVDO/WCDMA3G无线网络实现远程视频监控。

1、智能视频预警分析:

智能枪机安装在杆塔上,视角与线路平行,通过智能枪机在输电线路线路走廊安全距离以下的区域对超高的违章施工机械实时图像分析告警,并抓拍照片上传到监控中心管理平台。

切面示意图如下:

2技术参数

(1) 嵌入式设计,内置视频压缩编解码单元和3G EVDO/WCDMATD-LTE线通讯单元,独立工作,体积小,功耗低,高可靠

(2) 2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 EVDO/WCDMATD-LTE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,160x120-1920x1080多种格式,支持各种分辨率cifD1VGA720P1080P

(5) 压缩编码器-2JPEG静止图像压缩编码,160x120-1920x1080多种格式

(6) 传输速度:平均1520/(彩色CIFEVDO)

(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;


七、 系统视频及数据探测解决方案

7.1 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            PAL500(H)x582(V)NTSC510(H)x492(V)

(3) 信号系统            P/N

(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48dBAGC OFF

(7) Y特性               0.45

(8) 快门速度             1/50秒至1/100,000

(9) 视频输出           1.0Vp~p75Ω(BNC)

(10) 电源功耗           DC12V120mA

(11) 外壳                铝合金(黑色或银白色)

(12) 操作温度            -40°~60°

(13) 环境温度            095%(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

7.2 防外力破坏智能枪机单元

(1) 图像传感器          1/3” SONY Super HAD CCD

(2) 信号系统            P/N

(3) 水平清晰度         彩色480线/黑白520线;

(4) 内置镜头            6mm

(5) 信噪比              大于48dBAGC OFF

(6) Y特性               0.45

(7) 快门速度             1/50秒至1/100,000

(8) 视频输出           1.0Vp~p75Ω(BNC)

(9) 电源功耗           DC12V120mA

(10) 外壳                铝合金(黑色或银白色)

(11) 操作温度            -40°~60°

(12) 环境温度            095%(无冷凝)

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

7.3 智能杆塔倾斜报警单元

杆塔倾斜报警单元安装在杆塔的横担上,具有杆塔倾斜报警,监测杆塔周围地基及地质破坏性灾害情况。当探测到杆塔倾斜时,监测终端自动启动录像或拍照,并发送至远程服务端,同时发告警信息到相关人员手机上。

技术指标:

(1) 具有倾斜监测告警功能;

(2) 倾斜告警门限范围15°

(3) 工作电压:12/24Vdc

(4) 输出信号:干接点(常开/常闭可选)

(5) 具有坚固的焊接钢结构

(6) 密封、防水、防尘、防污

7.4 智能杆塔防盗报警单元

智能外力探测单元示意图

具有防盗探测报警,监测非法攀爬铁塔,偷盗塔材情况。当探测到杆塔被盗时,监测终端自动启动录像或拍照,并发送至远程服务端,同时发告警信息到相关人员手机上。

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:DC912V

(5) 工作电流:静态18mA报警33mA(12VDC工作电压)

(6) 上电自检:预热20

(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,下视窗36

(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

(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:﹥1000000LUX

(24) 使用场所全天候室内,外均可


八、 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风光互补及聚合物锂电池供电装置,以此解决监测装置的供电问题。

8.1 风光互补供电单元

风光互补供电系统示意图

(1) 风光互补供电系统是一种得用风能和光能作为能源的供电系统,因其具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能,只要风力充足有阳光就可以就地安装等特点,因此受到人们的广泛关注,又因其不污染环境,而被称为绿色环保产品。

(2) 风力发电机与太阳能电池板,充分利用风力和太阳能资源,为防外力破坏、杆塔倾斜、防盗装置提供源源不断的能源。

(3) 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;

(4) 风力发电机:功率300W

(5) 风机类型:三叶片式;

(6) 太阳能:功率200W

(7) 太阳能板材质:进口单晶A

(8) 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;

(9) 输出电压:18V DC

(10) 封装方式:玻璃层压板

(11) 固定支点:4个。

(12) 抗震性:太阳能板要求具有良好的,能抗击10级台风;

(13) 温度适用范围:-40℃至+80

(14) 使用寿命:10年以上

8.2 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120AH

(3) 重量:10kg

(4) 工作温度:-25-60

(5) 寿命:3-5


九、 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

9.1 监控中心环境指标单元

监控中心示意图

9.1.1 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Windows2007WindowsXPWindows2008Windows Vista64位简体中\英文Windows2007WindowsXPWindwos Vista等操作系统

(5) 软件环境:IE 6.0以上版本,DirectX9.0以上版本,TCPIP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/Tnt2Geforce Mx200/400/420/440 Fx5200/5600等系列,ATI Radeon7000/7200/7500/8500\9000/9200/9500/9600等系列,MatroxG450/550INTEL845G/865G等系列显卡。注意显卡的驱动必须支持硬件缩放功能。

9.1.2 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886680868958、、612771278127等);

(4) 开放防火墙的端口

9.2 智能视频管理操作平台

9.2.1 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 EVDO/WCDMA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。

9.2.2 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;

9.3 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、杆塔倾斜、防盗传感器探测外力破坏、杆塔倾斜、防盗,报警系统采集主机采集后通过GPRS/EDGE/CDMA1X/3G EVDO/WCDMA/TTD-LTE/LTE-FDD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。


十、 监控运营成本分析

目前,我公司开发的输电线路防外力破坏、杆塔倾斜、防盗视频监控系统采用中国电信公司的CDMA1X/3G EVDO/LTE-FDD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,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:

电信目前有一种按流量收取的3G数据业务资费,每月100元,包2G流量:

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=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100元,1年费用在1200元,3年费用在3600元。

十一、 整体施工设计

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11.1 设备连接设计图

11.2 配件安装示意图

1)主机

2)球机

3)太阳能板

4)红外

5)喇叭

11.3 设备整体安装示意图

1)角钢塔整体安装示意图:

2)圆管(水泥杆)整体安装示意图:

十二、 工程项目实例

(球机)

(主机)

(喇叭、红外)

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