喬良樹

（天津凱發(fā)電氣股份有限公司，天津 300392）

0.引言

遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)作為鐵路電力行業(yè)的專用自動(dòng)化系統(tǒng)，技術(shù)發(fā)展相對成熟，應(yīng)用比較廣泛，實(shí)現(xiàn)了供電設(shè)備的集中監(jiān)視和控制，有效地保證了電氣化鐵路的安全可靠供電，但是，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)只是根據(jù)遙信、遙測、報(bào)警等信息了解設(shè)備狀態(tài)并控制設(shè)備，而監(jiān)控方面進(jìn)一步的需求是獲取設(shè)備的相關(guān)視頻以便更直觀地了解設(shè)備狀況，進(jìn)一步核實(shí)遠(yuǎn)程操作設(shè)備的準(zhǔn)確性，以及供電設(shè)備和其相關(guān)視頻的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)，與此同時(shí)，視頻監(jiān)控在變電站運(yùn)行中的作用進(jìn)一步深化，以視頻圖像為主的新一代輔助監(jiān)控系統(tǒng)得到不斷地推廣，使得遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可視化視頻監(jiān)控成為可能。

1.流媒體技術(shù)、推流、拉流

監(jiān)控視頻傳輸采用的流媒體技術(shù)就是在網(wǎng)絡(luò)上采用流式傳輸方式連續(xù)實(shí)時(shí)播放多媒體音、視頻數(shù)據(jù)的技術(shù)，它采用了流式傳輸方式，將多媒體文件壓縮多個(gè)壓縮包，向客戶端實(shí)時(shí)地順序傳送，用戶可以一邊解壓播放前面?zhèn)魉瓦^來的壓縮包，一邊下載后續(xù)的壓縮包，從而節(jié)省了時(shí)間。推流是指把采集封包好的多媒體內(nèi)容傳輸?shù)侥繕?biāo)服務(wù)器的過程，相當(dāng)于流媒體的生成過程。拉流是指在服務(wù)器已有流媒體內(nèi)容的情況下，為該內(nèi)容提供指定訪問地址，客戶端從該地址進(jìn)行拉取的過程，相當(dāng)于流媒體的消費(fèi)過程。在推流、拉流過程中使用最廣泛的協(xié)議是基于TCP的RTMP或RTSP協(xié)議，這是專門設(shè)計(jì)用來進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

2.輔助監(jiān)控的視頻監(jiān)控功能

輔助監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的功能是對變電站的全貌、供電設(shè)備、防火防盜、安全門禁等多角度進(jìn)行了視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全天候錄像、定時(shí)錄像、報(bào)警錄像、巡視錄像、位置變換、畫面切換等功能，系統(tǒng)也可采集和處理現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度等，能和視頻圖像信號(hào)進(jìn)行合成，實(shí)現(xiàn)對變電運(yùn)行場所環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。輔助監(jiān)控系統(tǒng)通常的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)是通過網(wǎng)絡(luò)連接變電站子站系統(tǒng)和監(jiān)控中心主站系統(tǒng)，子站系統(tǒng)內(nèi)的視頻控制主機(jī)負(fù)責(zé)采集站內(nèi)攝像機(jī)的監(jiān)控視頻并處理后發(fā)送主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)內(nèi)的流媒體服務(wù)器接收并存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)，提供訪問地址供監(jiān)控人員在輔助監(jiān)控系統(tǒng)工作站播放查看。

3.遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)視頻直播需求

雖然變電站輔助監(jiān)控系統(tǒng)對變電站輔助生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了集中可視化監(jiān)視和控制，但是對于變電站核心供電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控是由遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對于核心供電設(shè)備的監(jiān)控多通過遙信、遙測、遙控、遙調(diào)等方式進(jìn)行，未實(shí)現(xiàn)視頻可視化監(jiān)控，如果與輔助監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)對接，能夠直播輔助監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控視頻，以便更直觀地可視化查看變電站供電設(shè)備的監(jiān)控視頻，則更加有利于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、異常問題的診斷、遠(yuǎn)程操作的結(jié)果確認(rèn)，進(jìn)一步提高遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控水平。

4.直播實(shí)現(xiàn)方法研究

4.1 設(shè)計(jì)原則

傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)和輔助監(jiān)控系統(tǒng)是各自孤立的，針對獲取變電站視頻直播的需求，遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)不必再直接與變電所視頻監(jiān)控設(shè)備連接，而是通過在監(jiān)控中心與輔助監(jiān)控系統(tǒng)的連接，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)獲取以及其他數(shù)據(jù)的共享，同時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)不新增媒體服務(wù)器，從而減少成本支出，另外，因信息安全等級保護(hù)要求的不同，兩系統(tǒng)處于不同的安全區(qū)，兩系統(tǒng)之間需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)安全隔離[1]。

4.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中增設(shè)一臺(tái)或使用其原有接口服務(wù)器（簡稱服務(wù)器A），在輔助監(jiān)控系統(tǒng)中增設(shè)一臺(tái)或使用其原有接口服務(wù)器（簡稱服務(wù)器B），服務(wù)器A與服務(wù)器B互聯(lián)，達(dá)成兩個(gè)系統(tǒng)的連接，如圖1所示。

圖1 遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)和輔助監(jiān)控系統(tǒng)連接示意圖

4.3 方法步驟

具體的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)直播變電站視頻的方法，分為主動(dòng)直播和聯(lián)動(dòng)直播兩種實(shí)現(xiàn)方法[2-3]。

（1）主動(dòng)直播主動(dòng)直播就是遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工作站主動(dòng)發(fā)起對受控變電站攝像機(jī)的視頻申請，獲取視頻信息并在本工作站播放，實(shí)現(xiàn)方法如：1）遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工作站通過服務(wù)器A到服務(wù)器B向流媒體服務(wù)器發(fā)出獲取某受控變電站攝像機(jī)在某預(yù)置位的視頻的請求；2）媒體服務(wù)器訪問輔助監(jiān)控系統(tǒng)子站的視頻控制主機(jī)獲取該攝像機(jī)視頻，并返回視頻流地址rtmpB給服務(wù)器B；3）接口服務(wù)器B通過rtmpB從媒體服務(wù)器拉流獲取視頻，然后把視頻數(shù)據(jù)推流給服務(wù)器A；4）服務(wù)器A同時(shí)獲取視頻，并提供新的視頻流地址rtmpA給遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工作站訪問；5）遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)工作站訪問從rtmpA地址獲取對應(yīng)的視頻，即在遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)直播變電站供電設(shè)備的監(jiān)控視頻。（2）聯(lián)動(dòng)直播。聯(lián)動(dòng)直播是在遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的變電站供電設(shè)備發(fā)生了故障報(bào)警時(shí)，該設(shè)備相關(guān)報(bào)警文字在工作站顯示的同時(shí)，該設(shè)備相關(guān)監(jiān)控視頻也同時(shí)播放。實(shí)現(xiàn)方法是在遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器收到供電設(shè)備故障報(bào)警信息，發(fā)送給工作站，后者獲取并顯示報(bào)警信息的同時(shí)，也獲取該設(shè)備對應(yīng)的攝像機(jī)配置信息后，采用與上述主動(dòng)直播流程相同的流程，最后實(shí)現(xiàn)在工作站聯(lián)動(dòng)直播設(shè)備故障視屏的需求。需要說明的是聯(lián)動(dòng)直播需要提前配置好變電所的供電設(shè)備編號(hào)和其監(jiān)控?cái)z像機(jī)編號(hào)和攝像機(jī)預(yù)置位編號(hào)的對應(yīng)表，而且遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控人員可以手動(dòng)設(shè)置是否自動(dòng)彈出顯示供電設(shè)備的監(jiān)控視頻。

4.4 接口標(biāo)準(zhǔn)

針對不同的數(shù)據(jù)交互需求，遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)與輔助監(jiān)控系統(tǒng)之間具備以下幾種數(shù)據(jù)接口：基于TCP/IP協(xié)議的信號(hào)數(shù)據(jù)接口，使用Socket技術(shù)，交互方式符合IEC-60870-104：2000規(guī)約；基于RTSP或ONVIF協(xié)議的視頻數(shù)據(jù)，通過接口服務(wù)器轉(zhuǎn)碼成RTMP的方式進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳送；基于HTTP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的其他數(shù)據(jù)接口，通過JSON格式提供自定義編碼數(shù)據(jù)信息傳送。

5.結(jié)語

本方法解決了遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)不能直播所監(jiān)控供電設(shè)備相關(guān)視頻的問題，通過推流、拉流等技術(shù)訪問輔助監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)視頻，實(shí)現(xiàn)可視化直觀視頻監(jiān)控以及供電設(shè)備報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻直播，確保監(jiān)控信息特別是報(bào)警信息的準(zhǔn)確性和遠(yuǎn)程遙控的可靠性。同時(shí)，不必在遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)頗為昂貴的流媒體服務(wù)器，節(jié)省了投資，同時(shí)可以支持多工作站直播，支持按需直播，不過多占用網(wǎng)絡(luò)資源，在不影響原有的正常的遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控工作的情況下，填補(bǔ)了遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可視化監(jiān)控方面的欠缺，更及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，提高操控準(zhǔn)確度，使整個(gè)供電系統(tǒng)的監(jiān)控體系更趨完善。