电厂视频远程协助维修方案.docx

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电厂视频远程协助维修方案

电厂视频远程协助维修方案

目录

第一部分概述5

第二部分系统需求分析6

一、设备状况6

二、网络需求分析6

三、系统需求功能7

第三部分系统设计原则8

一、可靠性8

二、先进性9

三、经济实用性9

四、操作和维护的方便性9

第四部分系统设计规范10

第五部分系统设计思路11

一、设计说明11

第六部分系统建成后效果13

一、关键设备及软件功能介绍13

二、关键技术18

第七部分设备清单及报价21

第八部分技术支持22

1．安装调试22

2．培训22

3．技术咨询服务22

4．网上技术服务23

第一部分概述

随着生产和科学技术的发展，发电设备已越来越精密，自动化程度越来越高。

为了保证大型发电设备安全可靠并能够经济运行，许多大型发电设备均配置了在线检测及监测系统和离线精密检测分析系统，同时也在不断改善设备的维修方式及模式。

然而现在的维修方式有许多弊端，如：

（1）维修时所有维修技术人员不能同时在现场，因个人的维修技术能力有限，维修质量也难以保证。

（2）维修人员不在电厂时，设备出现问题，难以及时得到解决。

（3）维修部主管也不能确认维修人员是否按照标准维修步骤操作。

（4）维修过程中不能及时得到关于维修设备的技术文档，影响维修进度。

（5）对于以前的维修记录不能直观了解。

（6）维修设备所安装的地方局域网没法接到，会影响维修中文件的共享。

本系统方案可以解决以上维修中的弊端，从而为推动发电企业的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障。

第二部分系统需求分析

一、设备状况

电厂车间内结构比较复杂，公司局域网网络无法铺设至车间内，架构监控系统也比较困难。

所以电厂现无此类设备,需要架构一套新的系统设备。

二、网络需求分析

上图所示为本次系统建设所依托的网络环境，整个网络结构是以有线网络、无线网络相结合的方式进行各种数据传输，比较难以铺设的地方使用Mesh技术的无线网络接入到公司局域网中，这样使电厂的任何位置都可以接入到公司局域网，也就可以轻而易举实现宽带上网。

Mesh无线网是带有自愈保护机制的通信网络，为各无线点的网络提供很好的保障。

结合Mesh支持自组网和多跳，因此具备投资小、扩展灵活、保密性好的特点，不但可以在正常通讯状态下可实现音视频交互及各种数据传输，还可以在超出与Mesh点的网络限定距离后自行与就近的Mesh点进行组网，并进行音视频的交互及数据传输，以适应各种条件下的使用。

三、系统需求功能

因电厂的原有的网络问题及视频监控问题，导致电厂维修问题经常出现，在概述中已有相关描述。

所以整个系统方案需具备以下要求：

1．电厂任何位置的宽带上网；

2．电厂的任意位置的安全监控；

3．应急维修：

电厂的专工回家后，电厂和设备出现问题，来不及赶回电厂，可通过视频远程进行指导维修，如果在任何时候出现的解决不了的故障可以专家会审；

4．现场调试：

可以现场上网与主机或设备厂家联系调试；

5．内部网络通话：

维修人员在维修过程中可以及时联系相关人员；

6．对现场维修过程录像记录，并远程存储于服务器的硬盘上，方便以后查阅；

7．现场维修人员所需的技术文档可以通过在线人员立刻共享出来；

8．领导可以随时上线了解整个维修过程，也可以做相应的调度，使维修进行得更快，质量更好；

9．对于多处维修现场，在线技术人员可以灵活切换现场；

10．视频图像需支持MPEG-4的视频压缩格式；

11．音频信号需遵循G711、G723、G728、G729等标准；

12．无线视频监控可进行多点对多点的方式；

13．每两个网络节点之间需提供35M－70Mbps的网络带宽；

14．无线节点的覆盖半径要达到0.5－2公里；

15．系统具有可扩展性、兼容性、操作简单、维护方便。

第三部分系统设计原则

一、可靠性

可靠性是系统设计中的关键，本系统的可靠性更是重中之重，系统的瘫痪所导致的重大损失和后果是不堪设想的。

为此在设计方案及选用产品时，我们主要考虑以下几点：

既要考虑技术的先进性，又要考虑技术的成熟性。

采取分布式网络控制方式，从系统设计结构形式和控制方式的角度来提高系统总体的可靠性，从而达到先进性和可靠性的完美统一。

遵循严格科学的施工规范，为系统的连接，架设可靠的神经中枢，从而为系统的总体可靠性打下最坚实的基础。

设计中所选用的产品均具有质量证明或法定检测机构的检测报告。

根据规范要求，符合防火、防爆、防雷、环境的要求。

系统均提供可靠的防雷措施，保证各系统在各季节的正常工作。

监控服务器中心均配备UPS电源，保证系统在正常供电断电时，主要系统设备仍可正常工作1小时。

二、先进性

当今科学技术发展迅速，若花巨资建成一个几年之内就要淘汰的落后系统，对于国家不仅是一种极大的浪费，而且将影响管理和保卫工作。

所以设计方案首先就要确保设计技术和应用技术的先进性。

必须考虑到系统升级扩容的灵活性和兼容性，这就需要采用模块化、开放式、集散型、分布式的控制系统。

使得不改变原有设备，在不损失前期投资的情况下，就能方便的升级和扩容，确保系统在近些年内不过时。

三、经济实用性

先进性与经济性往往会产生矛盾，这就需要在制定总体设计方案时：

1、要选择性能价格比最佳的产品和系统。

高科技现代化时代，经济性衡量的唯一标准是性能价格比。

2、要善于从实际出发，突出实用功能，去掉“华而不实”的无用功能，降低总体投资，求得先进性与经济性的完美统一。

四、操作和维护的方便性

系统设计如何做到操作和维护更方便，对于提高工作效率，降低人力成本和降低维护成本，提高系统总体性能价格比是极其重要的环节。

为确保安全防范工程的高质量，总体方案设计原则必须达到上述可靠性、先进性、灵活性和兼容扩展性、经济实用性、操作和维护的方便性的高度统一。

第四部分系统设计规范

ØGB/T50314－2000）《智能化设计标准》

Ø（GBJ19－1987）《采暖、通风与空气调节设计规范》

Ø（GB50174－1993）《电子计算机机房设计规范》

Ø（GB6830－1986）《电信线路遭受强电线路危险影响的容许值》

Ø（GB50045－1995）2001年版《高层民用建筑设计防火规范》

Ø（GB50057－1994）2000年版《建筑物防雷设计规范》

Ø（GBJ79－1985）《工业企业通信接地设计规范》

Ø（ISO/IEC11801－1995）《信息技术互联国际标准》

Ø（GB/T7427－1987）《通信光缆的一般要求》

Ø（HG/T20573－1995）《分散型控制系统工程设计规范》

Ø（GBJ93－1986）《工业自动化仪表工程施工及验收规范》

Ø（IEC801）《电磁兼容性标注》

ØJGJ/T16-92《民用建筑电器设计规范》

ØGBJ232-90、92《电器装置安装工程施工及验收规范》

ØGB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》

ØGB115-87《工业电视系统工程设计规范》

ØGB50198-94《民用建筑闭路电视监控系统工程技术规范》

ØGB10408.1-89《入侵探测器通用技术条件》

ØGB12663-90《防盗报警控制器通用技术条件》

ØGB15207/94《视频入侵报警器》

ØGB/T16677-96《报警图像信号有线传输装置》

ØGB16796-97《安全防范报警设备安全要求和试验方法》

ØGA/T75-94《安全防范工程程序与要求》

ØGA/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》

Ø用户需求

第五部分系统设计思路

一、设计说明

电厂车间组建无线网络接入到公司局域网中，使用MESH技术的FIRETIDE无线设备，相比较802.11B/G标准的无线FIRETIDE具有穿透力强，移动时接收效果好等等，更适用于本方案中。

维修部门配置几台电子远程协助设备，如有维修任务，并可以携带去现场。

在机房中服务器上安装网正信息科技视频监控管理软件平台，并安装桌面共享模块，使平台可达到视频共享，音频共享，文件共享。

当设备有维修任务时，维修人员可以携带1-2台电子远程协助设备到现场，临时组建监控点。

✧对现场所有的操作录像记录，并远程存储于服务器的硬盘上，方便以后查阅。

✧如需要某不在场的技术员提供技术支持，平台中已嵌入SIP电话系统，可以使用电脑登录平台当场呼叫该技术员的电话，让其登录平台，对现场有个了解，并提供技术支持。

✧现场人员所需的技术文档可以通过在线人员立刻共享出来。

✧维修部主管也可以随时登录平台了解整个维修过程，也可以做相应的调度，使维修进行得更快，质量更好。

拓扑图如下：

电子远程协助设备集多功能设备为一体，是远程协助的好帮手，其中包括的产品有：

全数字网络摄像机、firetide无线设备、液晶显示屏、高性能笔记本电脑、可充电式蓄电池。

将这些产品完美的结合在一起，使用更加方便，工作效率更高。

第六部分系统建成后效果

一、关键设备及软件功能介绍

1无线设备

型号

HotPort3203

协议

Firetide网状路由协议（FMRP）

加密

∙40位，104位WEP加密

∙128位，256位AES加密

无线界面

2.4G频段

∙2.400-2.497G

（实际使用的频道可根据所在国家的法律调整）

●发射功率：

根据使用国家和天线配置，可达4WEIRP

5G频段

∙5.150-5.250G

∙5.250-5.350G

∙5.750-5.825G

（实际使用的频道可根据所在国家的法律调整）

∙发射功率：

根据使用国家和天线配置，可达1WEIRP

∙动态频率选择（DFS）

∙发射功率控制（TPC）

网络接口

∙双10/100带圆形防风雨LTW的以太网接口

∙IEEE802.3,802.3u兼容

∙CSMA/CD10/100自动检测

天线

∙两个可拆卸6dBi全向垂直偏振双频天线

∙一个可拆卸8dBi全向垂直偏振天线（需单独购买）

∙频段：

2.4G和5G

∙连接器：

TNC反极性

∙长度：

42cm

∙范围：

根据所选频段和使用环境，可达800米

●增益：

可达8dBi

外壳：

∙铸铝NEMA-4X/IP67外壳

∙两个天线连接器（TNC反极性）

∙一个电源接口

∙2个圆形LTW防风雨以太网接口

∙LED系统状态指示灯（电源、状态、故障）

∙可锁定的安全支架

∙重量：

不带遮阳板2.2Kg

∙尺寸：

25X19.8X6.82cm

电源：

●输入电压：

24VDC

●外接变压器：

100-240VAC,50/60Hz

●功耗：

25W（标称）

●802.3af兼容的PoE（PD和PSE）

●电源线：

10米

环境指标

∙工作温度：

-40°C到+55°C

∙保存温度：

-40°C到+80°C

∙湿度（非冷凝）：

5%到95%

∙保存湿度（非冷凝）：

5%到95%

网状网管理软件

包括HotView网状管理软件

质量保证

壹年有限质量保证（具体内容请见保修卡）

包含的附件

o用于支柱和墙面安装的可锁定支架

o外接电源变压器

o遮阳板

o防雨的以太网转换电缆（圆形LTW插座转RJ45插座）

o防雨的RJ-45插头套装

2前端设备——全数字网络摄像机

全数字网络摄像机产品是网正信息科技最新推出的一系列网络视频监控产品之一。

该产品是一款集成了高清晰度一体化摄像机、解码器、云台、服务器的监控产品。

它内嵌的服务器自带IP地址，可直接与以太网连接，第一时间把摄像机接收到的图像信号进行模数转换，使用TCP/IP协议直接把转换后的数字信号发送到互联网上。

图像压缩格式

JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG4

视频帧率

PAL：

1～25fps可调（NTSC：

1～30fps可调）

网络带宽

32K～10240Kbps可调

图像质量（步长值）

16Pixel

影像感应器

1/4″CCD彩色

有效像素

PAL：

752（H）×582（V）

图像分辨率

D1、4CIF、VGA、2CIF、3/4D1、QVGA、CIF、QCIF、QQVGA

水平解像度

480线

最低照度

0.01Lux

水平转速、转角

250/S、0°～355°

垂直转速、转角

180/S、0°～90°

控制功能

远程控制云台、镜头

缩放倍数

光学变焦22倍，自动聚焦；

光圈、白平衡

自动

电子快门

1/50～1/100,000s

信噪比

大于50dB（AGCOFF）

网络接口

10Base-T/100Base-TX（RJ-45接口）；802.11B/Gwireless

网络协议

TCP/IP，RTSP，RTP/RTCP，HTTP，DHCP，FTP，SNMP，PPPOE，DDNS，WINS

音频输入/出

全双工方式，内置microphone

输入电压

DC12V

输入电流

2000mA

工作温度

0℃～50℃

重量体积

4KG7″

3、网正信息科技视频远程协助系统功能

 桌面共享

对于所有登录平台的用户实现视频共享，音频共享，文件共享。

达到类似于视频电话会议所有功能。

 多路维修点浏览

本系统能够同时对多路视频进行监控浏览。

通过局域网或INTERNET，直接可以在任意电脑（可设置管理权限）上看到各维修点的情景。

通过网正信息科技视频监控系统设定，将各个维修点的场景分别切换到电脑上监视，或向前端发出控制指令，调整摄像机进行局部细节观察。

 多画面功能

通过网正信息科技视频监控系统设定，就可以实现多视频画面同屏显示（1、4、9、16路）。

录像与回放

可以对任一监控点的场景进行实时录像，录像存储媒介为电脑硬盘。

自动按日期命名，方便查找。

多级用户密码管理

实行用户分级别管理，不同级别用户有不同的操作权限，保证系统安全性。

 远程网络监控

技术人员可通过ADSL/其他上网方式实现对系统的远程管理。

4、网正信息科技视频监控管理软件功能

网正信息科技监控管理软件是网络监控系统完全方案的一个重要组成部分，是对网络监控设备的一个很好的补充。

它在加强了系统安全性和稳定性的基础上，提供了很多具有丰富内涵的功能。

其中，分布式的集中统一监控、智能存储、网络系统监控、事件管理以及视频回放等功能是我们系统的优势所在。

另外，高度灵活的系统结构使得软件可以满足多样的应用需求。

本方案中在管理软件平台中安装桌面共享模块，更适用于设备维修中应用。

桌面共享

所有登录的用户看到的是同一桌面即共享的桌面，系统中并嵌入电话系统，可以24方同时通话。

系统中同时支持文件的传输。

视频浏览监控

视频监控支持1、4、9、16分屏。

丰富的自定义录像

用户可以设定网络摄像机的录像方式，包括计划录像、连续录像、间断性录像三种方式。

并且可以在客户端对录像进行回放。

将录像文件输出为标准的AVI格式。

视频回放

根据录像时间或在录像时所作的标记，进行监控录像搜索和查找，并可以随时调看已经录制的图像；对于视频回放可以放大缩小图像、暂停、拖动播放等。

报警管理

可由网络摄像机多产生的活动监测信号或者来自外部报警设备的信号所触发。

软件可被设定为对某些开关操作设备的进行控制，同时可以通过电子邮件向一个或者多个地址报警。

报警前后录像

报警触发后，将会按照设定的时间存储报警前后的录像，为用户提供这些事件的视频日志记录。

用户权限管理

用户属于不同的单位，只可以浏览和管理本单位下面的网络摄像机。

在软件功能上用户具有不同的权限，从而可以控制用户的操作范围和权限，达到良好的安全性。

网络系统监控

监控设备自动发现，相互监控，及时发现系统本身故障。

从而自动报警以提供给监控人员。

电子地图

能绘制设备的拓扑图，使得系统结构明朗，一目了然。

在这里能够直观地了解各个逻辑单位的拓扑情况，从而能够方便的对每个监控点浏览图像和进行设备配置。

在电子地图所显示的设备拓扑结构中，能够实时地看到设备的状态，设备状态用不同颜色的图标表示

设备配置可以在视频管理系统中配置设备的各项参数，网络参数、流媒体相关服务参数、管理参数等。

二、关键技术

1、视频编码MPEG4

运动图像专家组MPEG于1999年2月正式公布了MPEG-4（ISO/IEC14496）标准第一版本。

同年年底MPEG-4第二版亦告底定，且于2000年年初正式成为国际标准。

MPEG-4与MPEG-1和MPEG-2有很大的不同。

MPEG-4不只是具体压缩算法，它是针对数字电视、交互式绘图应用（影音合成内容）、交互式多媒体（WWW、资料撷取与分散）等整合及压缩技术的需求而制定的国际标准。

MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具，从而建立起一种能被多媒体传输、存储、检索等应用领域普遍采用的统一数据格式。

MPEG-4的编码理念是：

MPEG-4标准同以前标准的最显著的差别在于它是采用基于对象的编码理念，即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频音频对象，分别编码后，再经过复用传输到接收端，然后再对不同的对象分别解码，从而组合成所需要的视频和音频。

这样既方便我们对不同的对象采用不同的编码方法和表示方法，又有利于不同数据类型间的融合，并且这样也可以方便的实现对于各种对象的操作及编辑。

例如，我们可以将一个卡通人物放在真实的场景中，或者将真人置于一个虚拟的演播室里，还可以在互联网上方便的实现交互，根据自己的需要有选择的组合各种视频音频以及图形文本对象。

MPEG-4系统的一般框架是：

对自然或合成的视听内容的表示；对视听内容数据流的管理，如多点、同步、缓冲管理等；对灵活性的支持和对系统不同部分的配置。

与MPEG-1、MPEG-2相比，MPEG-4具有如下独特的优点：

（1）基于内容的交互性

　　MPEG-4提供了基于内容的多媒体数据访问工具，如索引、超级链接、上下载、删除等。

利用这些工具，用户可以方便地从多媒体数据库中有选择地获取自己所需的与对象有关的内容，并提供了内容的操作和位流编辑功能，可应用于交互式家庭购物，淡入淡出的数字化效果等。

MPEG-4提供了高效的自然或合成的多媒体数据编码方法。

它可以把自然场景或对象组合起来成为合成的多媒体数据。

（2）高效的压缩性

　　MPEG-4基于更高的编码效率。

同已有的或即将形成的其它标准相比，在相同的比特率下，它基于更高的视觉听觉质量，这就使得在低带宽的信道上传送视频、音频成为可能。

同时MPEG-4还能对同时发生的数据流进行编码。

一个场景的多视角或多声道数据流可以高效、同步地合成为最终数据流。

这可用于虚拟三维游戏、三维电影、飞行仿真练习等

　　（3）通用的访问性

　　MPEG-4提供了易出错环境的鲁棒性，来保证其在许多无线和有线网络以及存储介质中的应用，此外，MPEG-4还支持基于内容的的可分级性，即把内容、质量、复杂性分成许多小块来满足不同用户的不同需求，支持具有不同带宽，不同存储容量的传输信道和接收端。

　　这些特点无疑会加速多媒体应用的发展，从中受益的应用领域有：

因特网多媒体应用；广播电视；交互式视频游戏；实时可视通信；交互式存储媒体应用；演播室技术及电视后期制作；采用面部动画技术的虚拟会议；多媒体邮件；移动通信条件下的多媒体应用；远程视频监控；通过ATM网络等进行的远程数据库业务等。

MPEG-4主要应用如下：

（1）应用于因特网视音频广播

　　由于上网人数与日俱增，传统电视广播的观众逐渐减少，随之而来的便是广告收入的减少，所以现在的固定式电视广播最终将转向基于TCP/IP的因特网广播，观众的收看方式也由简单的遥控器选择频道转为网上视频点播。

视频点播的概念不是先把节目下载到硬盘，然后再播放，而是流媒体视频（streamingvideo），点击即观看，边传输边播放。

　　现在因特网中播放视音频的有：

RealNetworks公司的RealMedia，微软公司的WindowsMedia，苹果公司的QuickTime，它们定义的视音频格式互不兼容，有可能导致媒体流中难以控制的混乱，而MPEG-4为因特网视频应用提供了一系列的标准工具，使视音频码流具有规范一致性。

因此在因特网播放视音频采用MPEG-4，应该说是一个安全的选择。

（2）应用于无线通信

　　MPEG-4高效的码率压缩，交互和分级特性尤其适合于在窄带移动网上实现多媒体通信，未来的手机将变成多媒体移动接收机，不仅可以打移动电视电话、移动上网，还可以移动接收多媒体广播和收看电视。

　　（3）应用于静止图像压缩

　　静止图像（图片）在因特网中大量使用，现在网上的图片压缩多采用JPEG技术。

MPEG-4中的静止图像（纹理）压缩是基于小波变换的，在同样质量条件下，压缩后的文件大小约是JPEG压缩文件的十分之一。

把因特网上使用的JPEG图片转换成MPEG-4格式，可以大幅度提高图片在网络中的传输速度。

　　（4）应用于电视电话

　　传统用于窄带电视电话业务的压缩编码标准，如H261，采用帧内压缩、帧间压缩、减少象素和抽帧等办法来降低码率，但编码效率和图像质量都难以令人满意。

MPEG-4的压缩编码可以做到以极低码率传送质量可以接受的声像信号，使电视电话业务可以在窄带的公用电话网上实现。

　　（5）应用于计算机图形、动画与仿真

　　MPEG-4特殊的编码方式和强大的交互能力，使得基于MPEG-4的计算机图形和动画可以从各种来源的多媒体数据库中获取素材，并实时组合出所需要的结果。

因而未来的计算机图形可以在MPEG-4语法所允许的范围内向所希望的方向无限发展，产生出今天无法想象的动画及仿真效果。

　　（6）应用于电子游戏

　　MPEG-4可以进行自然图像与声音同人工合成的图像与声音的混合编码，在编码方式上具有前所未有的灵活性，并且能及时从各种来源的多媒体数据库中调用素材。

这可以在将来产生象电影一样的电子游戏，实现极高自由度的交互式操作。

2、音频编码G.723.1

G.723.1压缩后的语音质量在国际标准中，统一使用MOS（MeanOpinionScore）方法来评价语音压缩后的质量。

在MOS方法中，电话语音质量的标准定为4分，这就是说,如果一种算法将语音压缩后，MOS值能达到4分，就说明其语音质量和电话质量等同，用户无法分辨出其中的区别，G.723.1压缩算法的MOS评测值是3.98，即非常接近电话质量。

应用G.723.1标准用作音频压缩的优势：

压缩率高：

G.723.1算法将语音压缩到6.3Kbps,在同类压缩算法中压缩率是最高的。

语音质量：

经G.723.1算法压缩后的语音质量MOS值能达到3.98分，即使说对于一般没有受过专门训练的耳朵，已经无法区分语音是否经过压缩。

3、音视频数据的流控技术

实时数据在互联网上传输时的一般会有如下问题：

延时：

音视频数据包从发送端到接收端所需要的传输时间延时越大，对通话的效果损害