根据发电厂输煤系统现场监控的实际需求，将传统工业电视监控和网络视频监控技术紧密结合。针对输煤现场高粉尘、强电磁场等恶劣环境，设计的一套适用于发电厂输煤现场的网络视频监控系统。文中重点介绍了网络视频监控技术的系统原理、组成结构、实现方式及其应用效果。

　　一、网络数字监控技术

　　随着信息、网络通讯技术的发展以及计算机的日益普及，网络数字监控技术为日益发展的视频监控领域注入了新鲜血液。随着嵌入式技术的日趋成熟，用户可在现有的IP网络环境中，通过网络视频监控设备将模拟图像信号转化为数字图像信号，实现高性能、配置简捷的视频监控。

　　（1）监控系统技术发展

　　图像监控系统的技术水平，直接反映了不同阶段电子与通讯领域的技术状况。图像监控的方式，大致可分为三类：A、就地模拟图像监控B、基于PC计算机的多媒体监控C、基于Web服务器的视频监控。

　　（2）嵌入式Web服务器的网络视频监控技术在电力企业的应用

　　电力系统各种生产设备类型复杂，数量较多，地域分布广，人工监视维护难度大。为适应企业设备管理的要求，对生产现场闭路电视监控系统的可靠性、易用性以及易维护性，尤其在远程监控方面提出了更高的要求。随着电力系统信息网络的建设的发展，这就为基于嵌入式Web服务器的网络视频监控技术的应用提供了良好条件。

　　基于嵌入式Web服务器的网络视频监控系统，可作为计算机广域网的重要应用之一，主要适用于无人值守变电站、供电局/发电厂综合监控系统、现场生产调度指挥系统以及灾害和突发事件应急处理系统。较之传统的工业电视监控系统，新系统具有经济、即插即看、高性能的特点并适用于任何网络平台。

　　二、网络分析和规划建议

　　（1）数字监控对网络流量的影响

　　a）压缩格式对流量的影响

　　目前市场上的网络监控系统种类较多，其压缩格式一般分为MPEGⅡ/Ⅳ和H.263/H.323两种。

　　·MPEGⅡ/Ⅳ属于帧类压缩，码率高，图像连续性相对较差，且占用的网络带宽偏大；

　　·H.263/H.323属于流媒体压缩，常应用于视频会议、远程教学，其图像连续性好，占用带宽较小。

　　b）访问格式对流量的影响

　　视频访问方式主要有两种：

　　客户端直接访问数字监控前端设备。数字监控前端设备有一个10M以太口，其本身包含系统。用户可直接登陆前端设备，接收视频信号。弊端在于：观看视频图像时，需要在软件连接中直接键入前端设备的IP地址，当多个用户同时观看一路视频图像时，会造成前端设备的网络负载过大，容易堵塞网络。

　　客户端直接访问服务器。监控系统的图像放在服务器上，客户端访问的是服务器，而不是监控前端设备。视频流采用组播方式，客户端通过浏览器观看图像。可以避免网络阻塞。

　　c）视频传播模式对流量的影响

　　目前的视频传输模式分为三种：单播模式、广播模式和组播模式。

　　单播模式：每个以太网帧只发送到单个目的主机，目的地址指明单个接收端口，因而称之为单播模式。采用这种方式，任意两个主机的通信不会干扰网内其他主机。在视频传输过程中，单播模式应用于点对点情况。

　　广播模式：网络上的主机向所有其他主机发送帧信息，这就是广播模式。广播模式增加了对广播数据不感兴趣主机的处理负荷。在视频传输中，会不停的向网上发送视频信号数据，造成网络中视频信号帧的拥塞，影响原有MIS网络的正常运行。

　　组播模式：组播模式介于单播模式和广播模式之间，帧仅传送给属于组播组的主机。组播模式减少了对应用不感兴趣主机的处理负荷。使用组播模式，主机了加入一个或多个组播组。在视频传输中，可以将需要接收视频流的主机划分到一个组播组，这样视频服务器就将他所接受的视频信号发送给组播组内的机器，对网络上其他主机不产生影响，不会影响原有MIS网络正常运行。

　　（2）组播模式与广播模式数字监控

　　通过以上分析，为了较好地避免对现有MIS网络造成影响，我们设计的监控系统，其压缩格式为H.263格式，视频访问部分采用视频服务器方式，视频传输模式在VIDEOJET与视频服务器之间为单播模式；在视频服务器与分控台之间为组播模式。

　　（3）网络规划

　　1、网络中的视频监控服务器

　　视频服务器原则上可以安装在网络的任何位置。从应用角度考虑，建议将视频服务器放在具有100M网络接口的监控中心。该视频服务器由监控系统视频服务器软件和监控主机组成。

　　2、网络中的IP-VIDEO视频终端

　　IP-VIDEO视频终端只具有一个10BASE-T的以太网口，所以建议将IP-VIDEO视频终端与具有10M网络接口的交换机相连接。

　　3、划分虚拟子网（VLAN）

　　采用帧交换技术会导致用户在访问视频服务器获取监控图像和发出控制命令时，视频服务器通过发送网络广播帧向客户机提供服务。视频信号的数据量相对较大，如果通过网络广播帧向整个网络进行广播传送则会降低交换机的速率。因此建议利用交换机的虚拟网功能将广播包限制在一定的范围内，即把要观看监控点的所有客户机和视频服务器划到同一个VLAN中。

　　（4）系统结构及原理

　　1、系统工作原理

　　摄像机的图像信号输入到矩阵主机的视频输入端口，同时各个监视区域的设备所对应的PLC报警输出信号输入到矩阵主机的报警接收模块。

　　矩阵主机视频输出端口有16路视频与16画面分割器相连接，经过16画面分割器处理后的图像，有8路与电视墙上的8个监视器相连接。

　　矩阵主机视频输出端口有1路视频输出到监控室的多媒体工作站，该工作站装有视频采集卡和监控软件，从而可以完成对矩阵主机编程以及全部的控制功能。

　　矩阵主机视频输出端口有4路视频输出，接到4个网络视频监控设备VideoJet上，而网络视频监控设备又将图像传输到MIS网上，通过安装相应的监控软件，就可以通过现有以太网浏览图像，被授权为管理权限的分控机，还可以切换图像和控制摄像机云台、镜头。

　　矩阵键盘与矩阵主机的控制口相连接，利用键盘也可以完成对矩阵编程以及图像切换、控制云台、镜头等功能。系统中的数字硬盘录像机与矩阵主机视频输出端的4路视频和16画面分割器输出的视频相连接，这样录像机就可以同时录制4路单独画面的图像和1路叠加16个画面的图像；通过设定还可以实现事故追忆功能。

　　报警输出部分接有一个蜂鸣器，当PLC有报警信号时，在图像自动切换的同时，该蜂鸣器也会发出声音提示，这样可以提示操作员。

　　三、防电磁场、灰尘、潮湿问题的解决方法

　　1．防电磁场

　　监控现场有一定数量的电动机和除铁器，这些设备运行时会产生一定强度的电磁场。为了保证监控设备的正常运行，为了保证良好的图像质量，我们在进行方案设计时，主要采用以下措施将电磁场对设备的影响降低到最低限度：

　　（1）选用带有防磁化功能的摄像机和镜头；

　　（2）使用具有防电磁场功能的摄像机防护罩；

　　（3）通过实际测量，选择电磁场相对较弱的位置安装摄像机；

　　（4）选用AC220V供电的摄像机；

　　（5）用净化电源对所有设备进行电源净化

　　（6）对所有视频线、电源线以及信号控制线进行接地处理；

　　（7）选用具有较强抗强电干扰的工业专用监控设备。

　　（8）采用优质、工业专用室外屏蔽电源线、视频线和信号控制线。

　　2．防尘

　　监控现场粉尘较大，因此每个摄像机配备一个室外型防护罩。该防护罩带有雨刷，每个雨刷的控制线引到监控室的控制开关上。当防护罩有粉尘时，监控人员打开雨刷控制开关即可，省去了现场维护的麻烦。

　　3．防潮阻燃

　　输煤现场湿度相对较大，为了保证整个系统的正常运行，所有电源线以及视频线都通过防潮阻燃PVC管进行走线；也能防止老鼠等对线路的破坏。

　　四、结束语

　　该系统将传统电视监控和网络视频监控相结合，充分发挥了两种系统的优势，已成功运用于淮南洛河发电厂输煤系统，目前系统运行良好，其设计功能得到充分肯定，为电力生产安全起到重要的作用。