石油电力解决方案
1.1. 系统概述
自从尼古拉·特斯拉发明交流电以来，电就跟我们人类的日常生活产生了千丝万缕的联系，而电的产生、输送和分配等又离不开电力系统。
电力系统是指发电、变电、输电、配电和用电等多个环节组成的电能生产与消费系统。它的主要功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输送、变电系统及配电系统将电能供应到用户。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，引发了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，推动了新的技术革命。电力系统的规模和应用技术水准已成为一个国家经济发展水平的主要标志之一。
由于发电站与用电点一般处于不同地区，而电能又无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都必须在同一时间内完成，并在同一地域内组成一个有机的电力网络整体，电能必须时刻保持生产与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与使用的随机变化，就成为电力监控系统必须解决的首要问题。
所以，电力监控系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息监控系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护，在监控中心通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理，可提高变电站运行和维护的安全性及可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。确保电力系统可以安全、高效、稳定地提供电能，而我们用户又可以获得安全、经济、优质的电能使用享受。
1.2. 需求分析
xxxx高压供电总局是随着电力体制改革和发展的需要，于1984年7月组建而成，主要负责西南地区110kV及以上电网（含市区35kV电网）的规划、建设与改造、运行、维护和管理工作，是xx省电力公司下属的一个大型供电企业，所辖的xxx电网是该地区最大的供电枢纽和负荷中心，负荷及年供电量占全省电量约五分之二。目前，拥有35千伏及以上变电站xx座，主变xxx台，总容量约xxx万千伏安；35千伏及以上线路xxx条，线路总长xxxx.xx千米。
由于该电站建站时间早、工作负荷量大、线路复杂、下设分支繁复，之前的监控管理系统已经变得不堪重负，随时都有崩溃的可能，所以亟需一套可以多层次、立体化、稳定高效的综合管理平台来保障xxx电站的安全稳定运行。
电力系统监控最基本的目的是将变电站的各个监视点，如主控制室的设备运行情况、主变、断路器、隔离刀闸等的运行状态实时图像、防火防盗等智能设备报警信息传输到监控中心，监控人员可通过实时图像和远动信息对变电站的运行情况进行综合监控、分析及管理。
该套系统必须要满足以下要求：
Ø 解决该供电总局分布下属在各变电站的视频监控和语音对讲，前端设备自带智能分析系统，可第一时间发现异常警情；
Ø 智能监测变电站内变压器、断路器等重要运行设备的运行场景和状态；
Ø 将监控系统、空调系统、消防火警、门禁防盗系统的有机结合，统一管理；
Ø 通过网络实现远程监控、远程响应、远程处理的网络化远程管理；
Ø 供电总局建立监控中心，各电厂/变电站建立分控中心，对所管辖区域内的所有电力设施、人员和系统进行统一管理、统一调度。
Ø 能够实现正直的无人值守电站管理，对辖区内的电力设备实现智能化监管，运行状态可以图形化反应到相应监控中心；
Ø 通过设定的巡检预案制度，对xxxx高压供电总局实行事故隐患分析汇总；
2.1. 系统设计
本系统设计为供电总局－分控中心－变电站三层监控管理架构，系统以电力变电站为基础单元，以巡检中心为二级管理单位，构成营业变电站－分控中心－供电总局三级联网结构和二级监管中心，同时具有与国家电网和省电力局监控中心的联网接口。
根据电力行业的应用特点及管理模式，以及我们系统设计的遵旨。
系统设计为：
2.1.1. 变电站基础单元
系统在各变电站装备一台或多台SV-NVM6032网络视频综合管理服务器，为基础单位变电站提供稳定、实时流畅、安全可靠、无限扩展的电力系统综合监管平台，该平台可完成视频监控、语音对讲，智能分析等功能，能精确监测变电站内变压器、断路器等重要运行设备的运行场景及状态；变电站内CT、PT、电缆接头和绝缘子等高压设备的外观状态；变电站内隔离开关和接地刀闸的分合状态；变电站内其他充油设备、易燃设备的运行场所及状态，对变电站内所有环境（主控室、高压室、电容器室、独立通信室等）无盲点覆盖监控，并可联动消防火警、门禁卡口、周界报警等实现全方位立体化的监测、指挥、调度，确保变电站可以安全、高效、稳定的运行，为我们的日常生活提供合格可靠的电能。
SV-NVM6032图
2.1.2. 电厂/变电站分控中心
由于分控中心的特殊性，我们在分控中心除了要部署基础平台SV-NVM6064网络视频综合管理服务器之外，还需要配套SV-NDS3016网络数据存储系统、SV-NVC6800电视墙控制服务器等等。对于从各个变电站上传的实时数据能够进行高速稳定的存储，并依据不同部门的要求增加各类标签，为之后的视频检索查看提供便利；同时还要有快速的数据读取速度，方便数据从变电站接收和上传总控中心。在每个分控中心会下设数量不等的营业网点，分控中心端可以对所辖生产场所、收费服务点进行远程监控，并联动温湿度探测、门禁、周界等系统，保障生产办公场所安全、提升服务质量，提高生产效率。
2.1.3. 供电总局总控中心
供电总局总控中心是我们系统的核心也是我们各下设分控中心的大脑。在供电总局总控中心我们会根据实际需要部署若干台可无限扩展的SV-NVM6128网络视频综合管理服务器、SV-NVD6000系列视频解码服务器、SV-NDS3016网络数据存储服务器、SV-NVC6800电视墙控制服务器、SV-NVE6000系列网络视频编码器等。完美解决电力系统海量视频的不间断传输、存储和多点并发访问等问题。
该系统兼容动力环境监测配合电力系统业务处理平台，采用以供电总局SV-NVM6128网络视频综合管理服务器为核心的多等级、多任务、实时综合信息监管调度平台，其科学合理的设计完全满足用户的需求。
本方案选用的大屏幕显示系统是根据用户需求设计的。它将国际最卓越的LED液晶高清晰度数码显示技术、超窄边无缝拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等的应用综合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、高对比度、高智能化控制、操作方法先进的大屏幕拼接显示系统。
Smato超宅边高清液晶拼接显示系统能够很好地连接和显示用户的各种信息，可根据需要任意显示各种动、静态的视频和数字图文信息。通过这套拼接显示系统可以实现对计算机图像和视频图像信息的综合显示，可清晰展现客户所关注的信息图像，形成一套功能完善、技术先进的信息显示管理控制系统，为客户提供一个交互式的调度监控平台，适合不同场景下高清显示的需求；方便领导决策者全方位大场景宏观指挥调度，实现实时监控和集中控制的目的。
3.1. 系统组成
石头科技电力行业综合监控系统由前端数据监测发布、传输网络及监控中心组成，各部分组成如下：
3.1.1. 变电站组成
变电站设备主要包括：前端数采接入单元、门禁、消防火警、SC-CP/SC-DP系列球机半球、SC-HP高清系列球形摄像机、SM系列高清监视器、NVM6000系列网络视频综合管理服务器等。主要负责变电站现场视频及环境告警信息的采集，并且执行监控中心的调度指令。在门卫、围墙四周合理设置周界报警装置，在一些重要的设备区及场所安装日夜两用高清监控前端，达到监控无肓区。
3.1.2. 网络传输
本监控系统支持多种传输方式，根据用户现场提供的不同传输资源和用户经济性考虑，传输网络可以灵活选择。
3.1.3. 电厂/变电站分控中心组成
由于分控中心跟变电站中功能的不同，除了变电站所列设备外还需要对分控中心机房、生产厂房的全面监测。所以需要另外加入动力环境监测设备、同时由于分控中心要对各辖区内变电站上传视频进行大量视频存储、上墙实时监测，所以推荐分控中心再增加网络存储系统、网络视频解码系统、电视墙控制系统和高清窄边拼接屏。
除了对下级单位上传数据进行实时监控，还要监管本地网络机房、生产厂房现场的动力环境数据的采集，各营业网点的办公安全，并且执行监控中心的调度指令。
3.1.4. 监控中心组成
监控中心是系统的核心，要完成系统的统一管理工作。主要由各业务服务器、NVM6000综合管理服务器、海量数据存储服务器、操作终端和SM系列高清窄边拼接屏组成。监控中心平台软件安装灵活，根据监控系统规模大小，灵活配置管理平台。
监控中心机房的动力环境监控数据及告警信息亦可接入到平台当中，方便值班人员及时了解机房设备运行状况；通过多媒体客户端及电视墙，客户能够查看所有变电站及网络机房的现场图像，远程控制摄像机镜头变倍聚焦，以及调用球机预置位巡检，远端纵览现场全局画面，方便监测、调度、指挥。
3.2. 系统拓扑图
4.1. 系统特点
SmatoVision是广东石头电子科技有限公司拥有自主知识产权的监控综合管理系统。该系统以模拟和数字视频采集和应用管理为核心，完美解决了海量视频数据的不间断传输、存储和多点并发访问等问题。同时还整合了GIS电子地图、大屏幕/电视墙显示、门禁报警等子系统，不但实现了视频的综合管理与应用，还可与门禁报警系统联动，支持网页方式浏览图像信息以及基于内容的智能视频分析（Video Content Analysis VCA），为用户提供了云端监控综合应用的便捷实现方式。
系统具有实时监测、实时控制、历史信息智能查询、分析统计、报警和事件管理、电子地图显示和联动控制、系统用户和资源配置管理功能，并可选视频分析、Web浏览、Mobile终端浏览和联动门禁报警系统等功能。
4.1.1. 标准化架构设计
SmatoVision监控综合管理系统遵循ONVIF、SIP/RTP/RTCP/RTSP等技术标准和协议、《安全防范视频监控联网系统信息系统传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181）等国家标准及行业标准。
系统支持ONVIF标准并预留专用的接入服务模块，用于接入不同厂家、不同型号的硬盘录像机、视频编码器以及联动报警信号等，将兼容变得简单快捷，是国内支持品牌最多的视频监控综合管理系统（目前已实质性兼容三星、三洋、松下、索尼、AXIS、大华、海康、景阳、汉邦等国内外三十多个主流设备厂商的IPC、DVR等设备）。
该架构设计模式有利于系统功能扩展或整体升级以及第三方业务平台的无缝集成，确保用户项目投资综合收益最大化。
4.1.2. 可任意扩展监控规模
当今经济形势复杂多变，充满了不确定性，企业既要解决短期需要，也要着眼于长期挑战和机遇。可扩展性既可以使企业扩展资源能力，也可以缩小规模，保持应对未来挑战的灵活性，无需浪费资源。
SmatoVision监控综合管理系统是国内领先的安防监控综合服务云端平台，它具备良好的可扩展性、可用性和低成本的领先优势，系统采用分布式架构、分布式存储、对象管理技术和同时支持单级与多级组网方式，通过对象化管理技术实现了全网内资源的统一管理，为客户提供理想的可调节的，标准化技术解决方案，满足不同规模电站的监控需要，真正做到在网络、业务流程和数据资源方面的纵横任意扩展，满足不同规模的视频监控应用。客户可以快速有效地获得所要实现的目标。
4.1.3. 突发状况预案管理
以国家和地方及相关行业的法律法规为依托，Smato电力系统综合监控平台内置了“电力行业生产安全事故应急预案评审专家库”，依据行业特性的要求针对可能发生的各种突发状况开发了电力行业生产安全事故应急预案评审专家库管理系统模块，为满足电力系统为实现针对突发事件时能够迅速规范的建立起应急规范行动程序，同时保存相关的档案资料和记录，利用该系统能够迅速的查询相关的国家标准规范、专家信息、案例库等资料使系统得出最佳辅助决策方案。
应急预案主要由预案管理，预案生成、预案推演三部分组成，主要实现对完成公共预案、单位预案、完整案例、扩散模型的管理维护。预案推演主要实现对新生成预案的模拟推演，或从案例库调用已有预案的推演、评估、学习。旨在加强电力系统生产安全事故应急预案管理，提高突发状况处理的科学规范性，确保电力生产、输送、使用科学、高效、安全。
4.1.4. 独有的数据存储系统
系统采用专门针对监控数据的特征设计的基于流文件和环形队列结构、分层流媒体存储的视频专用文件系统（Streaming & Interactive File System SIFS），通过直接读写硬盘的方式存取视频数据，提高了磁盘的读写效率和利用率，使网络视频监控视频写入、查询和读出的速度大约提高了15%。
4.1.5. 电信级的可靠性
为了更好地向用户提供高质量、多层次的服务，广东石头电子科技公司提出了SmatoVision电力系统综合解决方案，系统采用Linux操作系统、服务器群集技术和状态检测及自动恢复机制。其核心是建设电信级监控应用综合服务网络。目标就是提高现有监控系统的服务、管理能力，满足用户的多种需求，并最终实现稳定可靠的电信级运营服务质量。
将电信网的服务概念引入监控领域，意味着用户可以获得更加安全可靠的服务质量。当然，做到这一点并不是简单地增加带宽便可完成，需要从各个方面对原有网络进行全面升级，即从用户管理、设备管理、网络管理到服务管理几方面将系统监控平台供应商的管理水平提高到电信运营商的级别。
4.1.6. 资源访问安全性
由于电力系统行业的特殊性，数据资源的安全要求格外突出，确保合法的登入人员查看而又能完全屏蔽非法的登入浏览就显得尤为重要。
SmatoVision系统采用KERBOROS网络认证技术和条块分割与职务相关联的三维立体化精细权限管理，可有效防止未授权操作和防止窃听或攻击，使系统的操作和视频数据的使用均有较高级别的安全性。
4.2. 系统功能
本设计方案按照客户的实际需求设计规划，在满足用户需要的前提下主要的功能有：
4.2.1. 分层控制
上级各电力主管部门可访问下级的分中心服务器，获取前端的各电厂/变电站、无人值守变电站的实时视频、报警数据信号，并按之前设置好的报警预案处理突发事件。
4.2.2. 集中调控
通过监控管理平台可以对前端的摄像机进行各种控制；可以实现对辖区点位语音对讲实施调度；可以对所有生产设备运行状态进行全方位监测图形化显示。
4.2.3. 录像存储
采用独有的视频文件存储技术，大大提高了磁盘的读写效率和利用率。可在分控中心和一级中心并发存储、管理，同时也支持前端本地存储，支持客户端远程点播，可根据实际需求设定存储规则，分类型分时段智能选择录像时间。
特有的录像查询模式，方便用户分时间、分事件、分类型多种方式查询历史录像，独有的时间切片和增加标记功能，可将海量录像视频按照用户要求分段切片显示，大大缩短了录像查找的时间。
4.2.4. 丰富的联动接口
本系统除了可以接入视频、音频、控制系统外，还可外接火警、门禁、报警主机、动力监控等信号，而且可以预设告警模式，对各种告警设备统一部署统一管理，出现告警自动启动之前设定好的预案，通知相关人员第一时间进行处理。
4.2.5. 电子地图
系统与GIS系统无缝结合。在GIS地图上提供所有检测点位位置信息及工作状态，并且将GIS地图于警情处理预案联动，帮助指挥决策人员在虚拟的指挥现场场景下对所发生情况统一调度。
4.2.6. 智能化检测
系统除了在后台具有智能分析功能外，前端设备也具有一定的智能报警作用，可设置告警临界值，一旦有警情发生，前端设备在第一时间就可以对发生情况作出判断，给后台的智能分析提供依据，缩短了警情被处理的时间
4.2.7. 系统预案
独特的预案生成及管理模式，可人为设定预案，也可以通过某次的操作自动生成预案，也可对已经不合时宜的预案进行人为修改。当有警情发生时可自动调用预案，按照事先设定好的流程，进行规范化操作。
4.2.8. 授权认证
系统支持完善严密的授权、认证管理。能对不同用户设定不同的管理访问权限：只有经过授权的用户才能进行合法的操作，并对所有登录系统操作设备的痕迹都记录入日志，方便维护和保障系统安全。
结束语
Smato电力系统综合解决方案为xxxx高压供电总局提供全方位立体化的智能监控服务，实现了真正的无人值守7x24小时安全可控运营，通过SmatoVision可任意扩展监控规模的科学化构架设计，将所有生产区域内场景情况；隔离开关的分合状态；变压器、断路器等重要运行设备的外观状态；CT、PT、避雷器和瓷绝缘子等高压设备的外观状态；辅助监视变电站内其他充油设备、易燃设备的外观状态，以及主要室内（主控室、高压室、电缆层、电容器室、独立通信室等）场景情况清晰呈现，并可联动其他技防系统，将周界、温湿度、门禁、消防的报警设备无缝接入。
视频监控、重要场点的动力监控、电力行业RUV系统与智能分析算法的无缝衔接，再辅以GIS电子地图技术，可以生动地通过图像信息和声音信息监视并记录变电站设备的运行情况和安全状态，及时发现设备运行故障和意外情况，有助于提高变电站运行、维护的安全性和可靠性，同时它还具有防火、防盗等功能。SmatoVision电力综合监控系统已经成为电力行业运行监控及管理的重要的辅助技术手段，为逐步实现电网的可视化监控和调度提供了技术基础。