火电厂全数字闭路电视系统应用研究

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摘要：全数字闭路电视系统与传统闭路电视系统相比，网络结构得到简化，视频达到高清标准，系统全面实现了数字化和网络化，代表了闭路电视系统的发展方向，但其目前在国内火电厂中尚未有应用。本文重点研究了火电厂全数字闭路电视系统的网络结构、设备配置以及特色优势，并对比分析了该类系统在火电厂的设备造价。研究表明，全数字闭路电视系统不仅能够在火电厂全面应用，而且能够明显提升火电厂的视频监控水平。

关键词：全数字闭路电视系统 视频监控 网络摄像机

中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0100-02

1 引言

火电厂闭路电视系统是火电厂必备的监控系统，其能提供现场直观的图像，供运行人员监视重要设备或区域，也可通过录像进行事故现场的图像追忆[1]。另外，通过与火灾报警系统、安防系统等的连接，可以实现图像的联动控制[2]。

全数字闭路电视系统是当今最为先进的视频监控系统，代表了闭路电视系统的发展方向。与传统闭路电视系统相比，其网络结构得到简化，视频达到高清标准，系统全面实现了数字化和网络化。

当前，根据现有文献及工程实际，尚未有全数字闭路电视系统在国内火电厂应用的报道。

本文将对全数字闭路电视系统如何在火电厂应用进行深入研究，详细介绍其网络结构、设备配置及特点和优势。

2 火电厂全数字闭路电视系统的网络结构及配置

全数字闭路电视系统之所以称为“全数字”，是因为视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于国际通用的TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网络的多路复用传输[3]。

对于火电厂的全数字闭路电视系统，其网络结构如图1所示。

从（图1）可以看到，在前端，火电厂各个监控点的网络摄像机通过区域交换机直接接入闭路电视网络；在后端，设置有视频服务器、存储服务器，用于视频图像的管理和存储；另外，通过运行人员工作站，网络视频解码器及大屏幕LCD显示器，可以实现全厂视频图像的大屏显示和监控。

在网络连接上，前端网络摄像机可以通过超五类双绞线或光纤接入区域交换机，区域网传输速率100Mb/s；区域交换机与主交换机之间通过单模光纤连接，主干网传输速率达到1000Mb/s。另外，闭路电视系统也可与电厂MIS系统通过单模光纤连接，电厂管理人员可根据相应权限对全厂视频图像进行监控。

与当前火电厂主流的闭路电视系统相比，全数字闭路电视系统不仅在网络结构上更加简化，同时在设备配置上也更加先进。当前火电厂主流闭路电视系统的网络结构图如（图2）所示。

对比（图2）与（图1），可以看到，两者的最主要区别在于前端设备。当前主流闭路电视系统的前端为模拟摄像机，其必须通过视频编码器才能生成数字视频信号；而全数字闭路电视系统前端的网络摄像机可直接输出数字视频信号。另外，网络摄像机清晰度可达720线以上，像素达100万，而模拟摄像机的清晰度通常只有500线左右。显然，全数字闭路电视系统的网络结构更简化，视频图像的清晰度更高。

3 全数字闭路电视系统的特点和优势

如上所述，全数字闭路电视系统在设备配置上得到优化。与当前主流的模拟摄像机+视频编码器方案相比，减少了视频编码器、光端机及光端机箱等多种设备，同时由于网络摄像机能通过双绞线或光纤直接接收控制信号，不再需要控制用屏蔽电缆。通过设备及电缆的优化，不仅减少了相关投资，而且降低了由于这些设备故障导致系统部分不可用的几率。

另一方面，相比于标清的模拟摄像机，网络摄像机的一大优势便是其高清晰度的视频图像输出。高清图像更利于运行人员对生产过程进行正确判断，同时对电厂的安全防范也更加有效。另外，高清录像也为事故现场的图像追忆提供了更好的保证。

此外，对于全数字闭路电视系统，运行人员可以直接通过每台摄像机的IP地址远程登录各个网络摄像机的管理界面，对摄像机的时钟、图像亮度、图像对比度、图像码流速率等进行设置，还可对摄像机登录权限进行修改[4]。

正是由于全数字闭路电视系统具有以上特点和优势，使其成为当今最先进的视频监控系统。

4 全数字闭路电视系统的设备造价

全数字闭路电视系统与当前主流闭路电视系统相比，在网络结构、设备配置等方面具有明显的优势。那么在设备造价方面，两者有怎样的比较呢？

下面以某新建大型火电厂的闭路电视系统设计方案为例，对比全数字网络摄像机方案与模拟摄像机+视频编码器方案的设备造价。其中，两者所采用的高速球机、一体化摄像机均选用相同的某一主流进口品牌，工业级液晶显示器及交换机同样选用进口品牌。

从（表1）可以看到，与模拟摄像机+视频编码器方案相比，全数字网络摄像机方案的造价要略高一些。造价高的设备主要是前端的网络摄像机。由于网络摄像机的优越性能和技术先进性，使其成本较传统模拟摄像机要高。但是随着技术的不断发展和市场的进一步接纳，网络摄像机的成本会逐步降低，从而使其性价比更高，竞争力更强。

另一方面，全数字闭路电视系统在线缆使用上更加优化。在表1的网络摄像机方案中，前端摄像机与区域交换机之间全部采用光纤，从而实现了全数字、全光纤的闭路电视系统。这样做不仅使视频及控制信号在现场复杂的电磁环境下具有非常强的抗干扰性，并且在线缆造价上较模拟摄像机+视频编码器方案更为节省，从而实现了系统的优化配置。

5 结语

通过以上对比研究，可以看到，全数字闭路电视系统具有更简化的网络结构，更先进的设备配置以及更清晰的视频图像，可以明显提升火电厂的视频监控水平。

在设备造价上，与当今主流闭路电视系统相比，全数字闭路电视系统略高一些。但随着市场和技术的不断发展，占设备造价比重较大的网络摄像机成本会进一步降低，从而使全数字闭路电视系统的性价比更高。相信在不远的将来，会有越来越多的火电厂采用这种更先进的闭路电视系统。

参考文献

[1]张江南，毋晓山，张鸿久，赵延平.火电厂工业电视设计方案探讨[J].河南电力，2009，（2）：15-16.

[2]贺晨鸿，许晔，侯一楠，邵文远.大朝山电站工业电视系统及技术问题解决方案[J].水力发电， 2005，31（2）： 62-64.

[3]李金伴，李捷辉.工业电视监控系统培训教程[D].化学工业出版社，2011.

[4]周业荣，宋柯等.全数字式工业电视系统在瀑布沟水电站安全生产中的应用[J].水电站机电技术， 2010，33（6）： 69-71.