一、需求分析

隨著電力建設(shè)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(fù)雜地形條件下的電網(wǎng)建設(shè)和設(shè)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(fù)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(shè)在茂密森林的高山上。一旦發(fā)生火災(zāi)，后果將不堪設(shè)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(gòu)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(wù)。森林防火必須貫徹“預(yù)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(yīng)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(zāi)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(jié)構(gòu)圖

此系統(tǒng)利用公用蜂窩網(wǎng)絡(luò)，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(luò)架設(shè)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，通過對數(shù)據(jù)包的加密和數(shù)據(jù)包目標(biāo)地址的轉(zhuǎn)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(gòu)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(shè)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(shè)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(xué)連續(xù)變焦的紅外鏡頭，兼顧搜索與觀察雙重應(yīng)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(biāo)，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(dāng)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(guān)人員，以便能及時補救，避免造成火災(zāi)。

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(luò)設(shè)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(wù)器作為VPN服務(wù)器，利用公用網(wǎng)絡(luò)架設(shè)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。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(shè)置、事件瀏覽、設(shè)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(yù)設(shè)點巡視、設(shè)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(shè)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(dāng)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(yīng)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(zāi)。

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(yù)制位設(shè)置功能：監(jiān)控裝置能在預(yù)設(shè)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(yù)制位的設(shè)置和調(diào)整；

l 具備對電源的遠程控制功能，可在預(yù)設(shè)條件或遠程指令控制下開啟和關(guān)閉裝置前端設(shè)備的供電電源；

l 無人值守，具備監(jiān)測及報警范圍超標(biāo)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(luò)設(shè)備的配置；

l 支持網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)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(luò)制式，客戶可根據(jù)現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)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(luò)，實現(xiàn)在監(jiān)控中心對局域網(wǎng)絡(luò)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(shè)計，支持掉線重連，性能可靠，尤其適用于此無人值守環(huán)境。