310002255920变电站辅助系统综合监控平台技术规范书.docx
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310002255920变电站辅助系统综合监控平台技术规范书
山东电力集团公司
2011年10-35千伏等主要
设备材料第五批集中招标
招标文件
青岛供电公司
变电站图像监控系统改造
(主站)
技术规范书
第三册
(技术专用部分)
招标人:
山东电力集团公司
招标代理机构:
山东鲁能三公招标有限公司
二O一一年八月
11 总则
本技术规范书适用于青岛供电公司智能变电站图像监控系统改造项目的主站系统。
目前青岛供电公司共有八套相互独立的图像监控系统,相互之间不能兼容。
并且这八套系统的功能不统一,无法进行统一的管理和调配。
所以亟需对青岛供电公司的图像监控系统进行改造。
本次项目将更换市公司及五个县公司的图像监控平台,构成两级平台管理;并且对部分变电站进行智能化改造。
本方案将在青岛供电公司建设以视频监控为核心,集成环境监控、安全预警、火灾报警、消防、照明、给排水以及采暖通风系统,在变电站中采用统一技术手段实现变电站智能运行管理;视频监控系统与站内自动化系统互动,自动控制现场的摄像机、照明系统、给排水系统、采暖通风系统,并与SF6监测系统、安防系统互联互通。
在电网调度端建设对应主站平台进行远程监视和控制,并与电网调度自动化系统互动,与应急指挥中心互联,在概念上形成统一的信息平台和数据中心。
系统不只是单纯的视频监控,强调与各主辅系统的紧密结合,辅助数据作为智能电网中的重要的数据,主要体现在变被动监控为主动监控、视频数据挖掘、智能视频图像分析、全景数据展示、视频系统与各系统的互动、环境监测数据的采集与分析报警、周界防范与警戒区的划定等,从而降低人力成本,提高电网运行的可靠性,通过智能分析和辅助控制,进行主动性防御,将安全隐患预先排除,为电力系统的安全稳定运行提供支撑和技术保证。
组网情况:
本项目所上市公司平台安装在青岛供电公司调度大楼内,县公司平台分别安装在县公司调度大楼,五个县公司分别通过PTN网络与市公司平台相连。
市公司与市公司管辖的变电站之间采用两种连接方式:
本期项目不改造的站点仍然采用原有SDH设备2M转网桥的方式,本期改造的站点采用PTN网络方式传送。
县公司与县公司管辖的变电站之间采用的连接方式:
由于该系统必须采用独立通信通道,对于变电站图像监控系统与办公自动化系统共用通道的胶州和莱西公司的通信通道进行改造,改为2M转网桥的方式。
其他县公司的通信通道仍保持不变。
该技术规范书所要采购的设备,不但包括市级主站、县级主站所需要的服务器、工作站、存储设备、解码设备等,还包括主站之间、主站与站端之间、主站与其他系统之间互联所需要的路由器、交换机、防火墙等网络设备以及县公司所辖变电站通信通道改造的设备。
11.1 本技术规范书是结合青岛供电公司实际情况而制定的。
若青岛供电公司提出新的技术要求或协议修改,投标方必须支持。
11.2 本技术规范书对市级、县级主站系统采购提出了具体的功能、性能要求,并明确规定了工程实施过程,适用于青岛供电公司智能变电站图像监控主站系统设备采购的技术管理。
11.3 投标方所提供的软硬件设备必须通过国家电网公司变电站视频及环境监控测试系统的检测,并符合国家电网公司图像监控系统的相关具体要求。
11.4 投标方应仔细阅读本技术规范书的所有条款,必须逐项、逐条给予应答,并描述详尽的技术方案和实现方式,不得仅以“满足要求”之类语句应答。
11.5 投标方应按照附表A5和A6的要求,详细列出投标方所投设备的业绩情况、研发和服务队伍情况。
11.6 本技术规范书未尽事宜,可在采购过程中由买卖双方协商确定,并以文件形式补充。
2、设计依据和设计原则
2.1设计依据
《电网视频监控及接口》(Q/GDW517.1-2010)
《地区电网调度自动化功能规范》(DL/T550-94)
《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》(GB/T13730-92)
《远动设备及系统工作条件》(GB/T15153-94)
《远动终端通用技术条件》(GB/T13729-92)
《远动设备及系统接口》(GB/T16435,1-1996)
《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229-93)
《电力设备典型消防规程》(DL5027-93)
《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)
《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87)
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198)
《火灾自动报警系统设计规范》(GBJ116-88)
《电业安全工作规程》(DL-408-91)
《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)
《工业企业通信设计规范》(GBJ42-81)
ITU-TQ.931信令网络层协议
ITU-TH.323-98基于分组网络的多媒体通信系统
ITU-TH.261-1993P*64kbit/s视听服务的视频编解码
ITU-TH.263-1998低比特率通信的视频编解码
ISO/IEC14496MPEG-4面向复杂视音频通信的多媒体系统
ITU-TH.264(MPEG4part10)ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT:
jointvideoteam)开发的一个高压缩数字视频编码标准
ITU-TG.711音频信号的脉冲编码调制(PCM)
ITU-TG.7227kHz的64kbit/s音频编码
ITU-TG.728使用低延时代码激励线性预测(LD-CELP)的16kbit/s语音编码
ITU-TG.729使用共轭结构代数代码激励线性预测(CS-CELP)的8kbit/s语音编码
IETFRFC2138远程认证拨入用户服务(RADIUS)协议
IETFRFC2139RADIUS计费协议
IETFRFC872TCP传输控制协议
IETFRFC877IP互联网络协议
IETFRFC768UDP用户数据包协议
IETFRFC775FTP远程文件传输协议
IETFRFC2326RTSP实时流媒体传输协议
IETFRFC3550RTP实时传输协议
IETFRFC3551RTCP实时传输控制协议
IETFRFC2068HTTP超文本传输协议
IETFRFC3261SIP会议初始化协议
IETFRFC3262SIP协议临时响应的可靠性
IETFRFC3263SIP定位服务器
IETFRFC3264SDP应答模型
IETFRFC3265SIP特定事件通知
IETFRFC2976SIPINFOSIP的INFO方法
IETFRFC2327SDP会话描述协议
IETFRFC3388SDPExt会话描述协议扩展
IETFRFC3266SDPIPv6支持IPv6的会话描述协议
IETFRFC2833DTMF用于DTMF数字信号、电话信号的RTP负载格式
2.2设计原则
根据国内外变电站图像监控技术的发展趋势,结合前期图像监控安装的实践经验,在对整个系统进行方案设计时遵循:
“技术先进,实用可靠,扩展性好,有利管理,投资合理”的原则。
●标准性
系统的设计和开发部署必须满足国家电网《电网视频监控及接口》技术规范以及国家电网对于信息安全防护的具体要求,从而满足系统未来接入省级或其他平台的应用。
●先进性
系统的规划一定要兼顾眼前和未来的应用需求,要用长远的眼光,以保证规划的科学性、先进性,保证所选用的硬件设备和软件系统的实用性和先进性,并具有较长的生命周期和先进水平。
●稳定性和可靠性
无论从系统从结构上、产品性能上、设备的选型上还是到具体的实施方案,都要考虑到系统的稳定性和可靠性,并且在系统集成过程中对硬件设备安装、操作系统应用、网络连接、数据库设计将尽可能完善的做出故障检测、诊断及处理策略,以保证系统的稳定性和可靠性,确保系统正常、稳定、可靠、连续地运行。
●开放性
系统设计应充分系统的开放性,除了保证系统内部之间的有机协调和开放性之外,应留有面向外部系统的标准接口,以实现与其它子系统之间的数据交换,保证系统的不断扩展。
系统设备选型遵循有关国际标准、国家标准和行业标准,使系统具有高度的开放性和技术上的兼容性,系统间应具有良好的互联、互操作能力。
●可操作性
界面友好,充分考虑操作人员的特点,使数据处理工作简单、方便、快捷,业务流程清晰,符合常规业务处理习惯。
系统数据维护方便,备份及数据恢复快速简单。
●可扩展性
系统设计不但要保证目前系统容量的要求,也要考虑今后系统的发展,便于向更新技术的升级与衔接。
要留有足够的扩充余量,考虑到今后业务的发展,系统在设计时必须考虑扩展性需求。
本方案设计的系统可扩展性体现在以下几个方面:
1)数据的可扩展性:
随着系统功能的增加,原有数据和新增数据可以无缝融合,无需对原有数据结构作重大修改。
2)功能的可扩展性:
未来系统增加的功能可以和原有功能紧密结合,无需对现有系统结构重新设计。
3)性能的可扩展性:
当系统负载增加时,可通过对系统现有设备增加硬件数量或升级系统以提高系统的性能,无需更换现有设备。
4)系统结构易于扩充,以适应今后可能出现的较大任务负载。
系统设备及软件向下兼容,以保护系统的原始投资。
●易维护性
具有强有力的系统管理手段,可方便地对系统资源进行集中配置与调整。
系统应支持集中、统一的管理视图和图形化管理界面,能够实时监视设备的工作状况。
系统各部分均采用模块化结构,各自具有相应的软硬件自检、故障诊断和安全保护措施,并有利于用户从事简单的现场维护。
●安全性和规范性
系统设计应充分考虑信息资源的共享,考虑信息的保护和隔离,对不同的应用和不同的环境,采取相应的措施对系统和数据进行保护。
系统建成后,厂家提供详尽的用户手册和操作手册外,在技术上提供先进的、可靠的、全面的安全保密方案和应急措施,从人机界面设计、应用软件参数变更、系统设备自动检测、拒绝非授权访问、系统恢复能力等方面,确保系统万无一失。
设计的规范性主要体现在系统的接口规范、数据规范、服务规范和操作的规范性,这些规范可对前期建设系统的数据结构、发布方式提供一个统一的规范,为未来的业务模块留有转换接口和软件。
●良好的性能价格比
整个系统应能够在先进性、高效性、可靠性和稳定性方面进行考虑,在满足用户总体需求的前提下,充分体现设备资源的共享性,最大程度地降低系统造价和安装成本。
3、系统配置
3.1体系结构
青岛供电公司的变电站图像监控系统组织架构如下图所示
图表1青岛供电公司组织架构图
根据青岛供电公司的变电站组织架构以及系统搭建要求,同时遵循《电网调度管理条例》确定的“统一调度,分级管理”的基本原则,青岛市变电站图像监控系统分为3级架构,即市公司、县公司、变电站三级;2级平台管理,即市公司平台和县公司平台。
市级主站平台管理市级所辖变电站和五个县级主站平台,县级平台分别管理配置各县所辖范围内的变电站图像监控。
在本方案中,采用市级主站、县级主站两级平台,市级主站采用统一管理所有资源的方式进行管理。
市级主站可管理全市变电站的所有设备,接收由市公司所辖变电站站端上传的视频和环境信息,并与县级主站构成上下级控制关系,满足市级主站用户视频、环境信息查看、变电站设备监控的需求。
达到统一调度、分级管理的目标。
每个县公司配置一套县公司图像监控平台,该平台可以独立工作,并通过PTN网络与市级主站构成上下级控制关系。
该平台可以管辖本地区所辖的站端设备,满足县级主站用户视频、环境信息查看、变电站设备控制的需求。
并能够将市公司所需要查看的信息传送给市公司主站系统。
两级主站均应为分布式结构,由若干台服务器、工作站、网络设备及配套设备构成,不同的应用分布于不同的计算机节点,所有应用服务冗余配备且分布部署,关键应用的计算机硬件应冗余配置,服务器和工作站等设备应通过冗余配置的网络互连。
主站软件设计应遵循国际开放式标准和规范,采用基于面向对象的应用开发体系。
3.2市级主站
市级主站作为全市所有变电站及县级主站的汇聚点。
管理全市变电站的所有图像监控设备,接收所辖县级主站上报的设备和环境信息,满足市级主站平台用户视频、环境信息查看、告警主动上报、变电站设备控制等功能。
市级主站通过电力综合数据网与县公司及站端通信,对站端监控资源进行整合,对站端设备进行集中维护和管理,负责图像信息和报警信息的接收、监控。
3.2.1硬件配置
应选用符合国际标准的、通用的、先进可靠的计算机等硬件设备,应满足功能完善、性能稳定、维护方便的要求;在结构和功能上均应实现分布式部署。
设备配置应充分考虑容量、结构和功能设计的可扩展性。
3.2.1.1服务器
(1)主站可按应用服务需求配备服务器,以应用集群方式冗余配置,具备在线扩充能力;
(2)服务器统一采用PC服务器;
(3)服务器应具备多CPU系统、高带宽系统总线、I/O总线,具有高速运算和联机事务处理(OLTP)能力,具备集群技术和系统容错能力;
(4)服务器应支持双路独立电源输入,采用机架式安装。
(5)市级主站可根据分布部署的应用服务冗余配置管理服务器、流媒体服务器、WEB服务器、DB数据库服务器、平台服务器等。
所有服务器要求1+1冗余配置。
分别承担系统配置及管理、告警服务及环境监控历史数据服务,网络通信及数据处理服务、流媒体处理、转发和分发服务,Web方式的在线视频浏览服务和外部接口服务;各服务器均具备相互间的应用服务接管能力。
各软件模块根据实际点位的不同,可安装在这些服务器实现相应功能。
●管理服务器
管理服务器是综合监控主站系统的核心单元,应实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理,报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理,同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持,包括配置管理、安全管理、故障管理、性能管理等等。
●流媒体服务器
流媒体服务器是综合监控系统市级主站的媒体处理单元,实现客户端对音视频的请求、接受、分发,流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖,在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。
流媒体服务器可实现集群部署,可实现分布式部署,即可向前端或其他流媒体服务器发起会话请求,也可以接受客户端设备或其他流媒体服务器的会话请求。
流媒体服务器能接受并缓存媒体流,进行媒体流分发,将一路音视频流复制成多路。
●WEB服务器
WEB服务器是系统B/S访问的后台支持服务器。
为整个系统提供WebService接口服务器、B/S配置客户端、B/S控制客户端等功能。
●数据库服务器
数据库服务器是数据库安装的主机设备,也是数据的处理核心,提供数据库负责,保存关系型数据信息。
整个图像监控系统的关系数据、配置数据等都由其处理。
●平台服务器
主要用于与其它平台之间的互联互通,它将本平台需要向其他平台传输的信令、音视频流转换成标准的协议,发往其他平台的平台服务器,同时将收到的采用标准协议的信令、音视频流转换成本平台所能解析的协议语言,并进行管理数据的同步,包括设备、账户信息等,由此实现平台与平台之间的互联互通。
该平台服务器应包含多个网卡,以实现与其他服务器的互联。
3.2.1.2工作站
(1)主站配备的工作站主要包括监控工作站和维护工作站,各类工作站宜采用冗余配置;
(2)调度中心、各操作队、各县调至少配备1台以上监控工作站;
(3)工作站采用PC图形工作站。
(4)工作站主机支持大屏幕显示界面联动操作,分别实现实时视频调用监看、变电站站端视频处理单元或视频编码设备上存储的视频回放,各级电子地图,系统的配置、管理等功能。
并且,大屏幕显示界面中的操作可以互相联动,操作焦点、呈现的视频和数据客户互相联动。
(5)客户端工作站既有支持Linux系统,也有支持windows系统。
3.2.1.3存储单元
(1)市级主站配备一台IPSAN存储单元,直接接入主干网,用于视频录像和数据存储;
(2)存储单元至少配备10TB存储空间;
(3)存储单元应支持SMI-S存储管理接口标准;
(4)磁盘阵列的具体技术要求如下:
a)存储架构:
IPSAN存储系统,支持iSCSI协议。
b)具备硬盘热插拔及在线更换故障磁功能;支持启动时磁盘顺序加电和磁盘电源短路保护;
c)支持非工作盘的休眠待机;
d)支持SAMBA、NFS、iSCSI、CIFS、FTP、HTTP等多种网络协议;
e)支持Windows、Linux、Unix等操作系统;
f)支持中英文图形化管理软件,可进行统一的设备状态监视及资源管理;支持硬件和环境监控功能,可对设备电压、环境温度、网络接口及CPU使用率等状态信息进行实时查看;可进行近端或远程的各种配置和管理。
g)基于Web的配置管理;
h)支持Raid0、1、5数据保护模式;
i)具备硬盘监控及故障检测、故障硬盘隔离、温度感应、风扇监控等功能;
j)可扩展存储设备;
k)应支持双路独立电源输入,电源模块冗余配置,采用机架式安装。
3.2.1.4解码设备
站端视频、环境量等数据通过RPU压缩处理后,通过电力综合数据网传输到主站。
监控中心为了利用大屏系统超高分辨率、超高对比度的特点,视频流就需要通过网络传输至解码器,解码后输出到大屏显示系统。
视频编解码设备将站端传输过来的视频码流进行解码,通过HDMI高清接口、VGA、视频、网络等接口输出给主站大屏,进行解码显示。
同时可以进行视频切换输出,即在青岛主站的大屏上切换显示站端视频信号。
青岛公司的大屏是由5*10块大屏组成。
该设备必须具备解码输出容量大、解码分辨率高(可达到1920*1080)特点。
支持高清、标清数字矩阵,视频流数字化后无编码压缩直接交换。
彻底消除视频信号多次交换,造成图像质量下降的现象。
并且支持高清、标清网络IP摄像机。
上墙解码单元是标准机架式设计、模块化管理、支持扩容、采用嵌入式系统设计,具备1+1冗余电源,智能风扇自动调温,支持热插拔,充分保证系统稳定性,可放在19英寸的机柜中。
3.2.1.5网络设备
(1)市级主站配置一台核心三层交换机;县公司和北部、黄岛各配一台汇聚层交换机;变电站配9台接入层交换机。
(2)交换机具备网络风暴抑制功能,支持SNMP,配备双电源;
(3)与县级主站之间冗余配备1000M防火墙。
3.2.1.6时钟同步装置
(1)采用冗余配置的全球定位系统(GPS)或北斗系统时钟装置为主站各节点提供统一的标准时间;
(2)时钟同步装置应具备网络对时功能。
并且该时间信号必须与SCADA系统的时间信号保持一致,必须保证能够满足系统要求的时间同步与时钟同步的要求
3.2.2软件配置
系统软件应面向对象设计,遵循分层构件化及应用模块化的设计原则。
通过软件支撑平台,实现应用的分布式部署。
软件应有详细的中文技术手册、使用手册和维护手册。
3.2.2.1操作系统
主站的服务器及工作站均应支持使用Linux操作系统,且应为具有开放性、高可靠性和安全、通用、成熟的产品。
部分客户端采用windows系统。
3.2.2.2商用数据库
主站可配置通用、成熟的商用数据库作为监控设备配置信息、监控设备与变电站一次设备的对应关系表、环境信息数据表等模型及参数(监控数据库)的存储及管理平台,也作为环境信息的历史数据库平台。
3.2.2.3软件支撑平台
系统软件支撑平台应具备统一的公共服务功能和系统管理,实现应用软件的即插即用。
3.2.2.4应用软件
应用软件应包括与市级调度自动化系统通讯、视频监控、环境监测、智能分析、电子地图、SCADA系统联动、网管功能、远程控制、配置管理、安防管理、告警联动、视频录像、Web等功能,其配置及管理应采用一次设备为索引的层次对象化方式实现;应用软件管理灵活直观、人机界面友好、操作简单方便。
3.2.2.5软件架构
通过使用面向服务的SOA软件架构,以松散耦合的方式公开业务服务,更易于集成和管理复杂性、更快地整合现有系统;通过良好的分层结构,统一的接口服务,可以有效减少监控中心平台的复杂度。
电力行业平台软件的架构层次应如下图所示:
电力行业平台软件架构层次图
主要分为以下几个层次:
●基础开发平台需要对操作系统、数据库、安全加密、多媒体协议的封装,屏蔽差异,实现上层应用的平台无关性,提高开发效率和系统兼容性。
●在平台服务层需要提供了中心管理、认证授权、校时服务、流媒体服务、存储服务、网络管理、报警管理等通用服务外,还需提供电信级系统必须具备的负载均衡等服务。
●需提供设备抽象模型和接入服务,可以通过扩展开发,兼容多厂商、多种类、多协议的各种异构硬件设计,支持接入各种门禁、消防和SCADA系统等电力行业中常用的子系统。
●通过平台级联模块,需要实现市级平台和县级平台互联互通。
●业务逻辑子系统通过常用业务的归纳、封装,提供视频、报警、智能、对讲、环境量、电子地图等监控安防业务,方便应用层调用。
●电力行业平台软件除了有传统的C/S客户端,也有基于最新WEB技术的B/S客户端,最大程度满足电力行业的不同场合下的需要。
●电力行业平台软件通过WebService提供对外接口,这可以在异种操作系统、异种语言之间进行交互,也是和其他IT和业务应用程序集成的最好方法。
3.3县级主站
县公司设立县级平台,根据网络情况配备服务器和客户端。
在本次方案中,每个县公司将配置中心管理服务器、流媒体服务器。
中心管理服务器各两台,流媒体服务器各两台,构成主备用关系。
根据网络情况,配置相关的配套附属设备。
县级主站平台与市级主站所实现的功能应完全相同,只是在服务器的配置数量上进行简化。
在软件方面,县级主站作为县级监控中心,是该地区变电站的汇聚点,配置管理地区所辖所有变电站的设备,接收由所辖变电站上报的环境、告警等信息,满足县级主站平台用户视频、环境信息查看、变电站设备控制。
县级主站能实现与市级主站的所有功能。
同时县级主站作为市级主站的接入点,应满足市级主站对视频和环境信息的需要,转发大量信令、视音频、数据等信息给市级主站。
县级主站作为市级主站的下级平台,所有权限均由市级平台控制。
当某县公司的管理服务器故障时,市级平台的管理服务器可以直接接管县公司管理服务器的所有功能与服务,不会对任何系统和用户造成影响。
县级主站配备的工作站要具备解码并接入大屏幕显示的功能。
存储设备:
县级主站各配置一套县级存储设备。
3.4传输网络
3.4.1现状
青岛供电公司共有八套相互独立的图像监控系统。
市公司有三套,五个县公司各一套。
(1)青岛供电公司调度大楼图像监控系统(主系统)现已接入101个变电站(近几年还有大量新站规划建设),装有600余个摄像机。
安装厂家为浙江大华,使用浙江大华系统软件。
(2)青岛供电公司北部图像监控系统现已接入13个变电站,装有40个摄像机。
安装厂家为城阳中韩科技,使用海康威视系统软件
(3)青岛供电公司黄岛图像监控系统现已接入15个变电站,装有52个摄像机。
厂家为青岛一品公司,使用海康威视系统软件
(4)即墨供电公司图像监控系统共有远端站33个,室外球机45个,室内球机151个,固定摄像机46个。
厂家青岛世泽。
除一个供电站外其他营业厅和供电站都配备了图像监控系统。
图像监控业务采用专用ETH通道,带宽100M,由RPR设备承载。
(5)平度供电公司图像监控系统已接入22个变电站,大约100个
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