專利名稱：無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于聲音/圖像信號傳輸領(lǐng)域，尤其涉及一種可用于對變配電操作人員 的操作或安全進行監(jiān)控的聲/像監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
出于安全和防止誤操作的考慮，電力變配電系統(tǒng)中對所有一次設(shè)備的操作必須是 "雙人"操作，其中一人負(fù)責(zé)現(xiàn)場的具體操作(俗稱操作人)，另一人負(fù)責(zé)對其進行 監(jiān)護以及其操作步驟的復(fù)査工作(俗稱監(jiān)護人)，這在電力運行系統(tǒng)的安全操作規(guī)程 中有明確的規(guī)定。隨著電力自動化系統(tǒng)建設(shè)和改造不斷發(fā)展完善，無人值班的變電站正在得到越來 越多的應(yīng)用。對于無人值班的變電站， 一旦需要進行相關(guān)操作或處理問題時，如果仍然采用"雙 人"操作的模式進行操作，則電力運行部門必須配備數(shù)目龐大的操作運行/檢修人員， 這對提高人員的利用率和降低運行成本而言，無疑是十分不合理的。如何在低成本的情況下實現(xiàn)對前端變電站設(shè)備進行安全操作，這是電力系統(tǒng)面臨 的一個新的課題。為了既能減少常備值班操作人員，又能滿足相關(guān)安全操作規(guī)程的要求， 一種新的 "單人"運行操作模式被設(shè)想和提出來，在這種"單人"運行操作模式中，到達(dá)操作 現(xiàn)場的人員只有一人(擔(dān)當(dāng)操作人)，其隨身攜帶一可移動式聲/像信號傳輸裝置，該 裝置可將操作現(xiàn)場的圖像信號傳送回中心控制室，并可在現(xiàn)場操作人^和中心控制室 之間雙向傳送聲音信號，由位于中心控制室的另一運行人員擔(dān)當(dāng)其監(jiān)護人，通過操作 人隨身攜帶的聲/像信號傳輸裝置與操作人進行語音交流，對其操作進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。當(dāng)前實現(xiàn)無線視頻監(jiān)控主要使用以下幾種技術(shù) 一是租用電信運營商的線路，用現(xiàn)有的CDMA或GPRS無線網(wǎng)絡(luò)來把視頻信號傳輸?shù)街行目刂剖?，操作人員攜帶能 夠與現(xiàn)有CDMA或GPRS網(wǎng)絡(luò)進行通訊的無線攝像機，從而實現(xiàn)中心控制室運行人 員對前端操作人員的監(jiān)護；二是使用微波圖像傳輸技術(shù)實現(xiàn)中心控制室運行人員對前 端操作人員的監(jiān)護。使用CDMA或GPRS無線網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建無線視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，由于需要長期租用電 信運營商的線路，其運行成本較高；另外CDMA或GPRS無線發(fā)射模塊的發(fā)射功率 大(一般在幾百毫瓦以上)，容易對變電站的一次設(shè)備和二次控制裝置產(chǎn)生干擾；此外， 若使用微波技術(shù)傳輸無線視頻信號，則需要在變電站和中心控制室之間架設(shè)微波發(fā)射 和接收設(shè)備，其構(gòu)建成本高、工程設(shè)施比較困難。.實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視 裝置，其采用無線局域網(wǎng)技術(shù)進行聲/像信號的傳輸，既達(dá)到了在低成本的前提下實現(xiàn) 對前端變電站設(shè)備進行安全操作的目的，又不會對現(xiàn)有變配電設(shè)備產(chǎn)生干擾。本實用新型的技術(shù)方案是提供一種無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，包 括中心控制室和前端變電站，在中心控制室設(shè)置一有線局域網(wǎng)，其特征是在前端變 電站設(shè)置一有線局域網(wǎng)；在中心控制室設(shè)置一與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的用于處理聲像信號 的計算機/工作站；在中心控制室和前端變電站之間設(shè)置有線以太網(wǎng)，將上述有線局 域網(wǎng)聯(lián)接成為一個有線網(wǎng)絡(luò)；在前端變電站設(shè)置至少一個便攜式視頻/聲音傳送裝置； 便攜式視頻/聲音傳送裝置經(jīng)無線局域網(wǎng)絡(luò)與前端變電站的有線局域網(wǎng)聯(lián)接。進一步的，有線局域網(wǎng)至少包括由網(wǎng)線依次聯(lián)接的用于處理聲像信號的計算機/ 工作站、交換機和以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器。有線局域網(wǎng)經(jīng)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器與有線以太網(wǎng)聯(lián)接。用于處理聲像信號的計算機/工作站包括安裝有視頻處理軟件的計算機/工作站和 其附屬的聲音播放/拾取裝置。具體的，便攜式視頻/聲音傳送裝置至少包括由攝像頭和話筒構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模 塊、由耳機構(gòu)成的播放模塊、由相應(yīng)集成電路構(gòu)成的視頻/聲音壓縮/解壓模塊、與無 線接入器相匹配的無線發(fā)射/接收模塊和電源模塊。其中，視頻/聲音壓縮/解壓模塊為壓縮/解壓數(shù)字電路，電源模塊為便攜式鋰電池。攝像頭固定在操作人員的安全帽上，話筒和耳機由操作人員隨身佩帶，其視頻聲 音壓縮/解壓模塊、無線發(fā)射/接收模塊和電源模塊設(shè)置在由操作人員隨身攜帶的一個 盒體中。無線局域網(wǎng)絡(luò)至少包括與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的無線接入器和設(shè)置在便攜式視頻和 聲音傳送裝置中的無線發(fā)射/接收模塊。所述中心控制室的有線局域網(wǎng)可以通過有線以太網(wǎng)與n個(n》2)前端變電站的有線局域網(wǎng)聯(lián)接。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型的優(yōu)點是1. 攝像機鏡頭固定在操作人員安全帽上，所有其它隨身設(shè)備也都采用重量很輕的 小型或微型設(shè)備，而且采用整體結(jié)構(gòu)形式掛或背在操作人員身上，前端設(shè)備攜帶方便；2. 可以解決有線網(wǎng)絡(luò)不能任意鋪設(shè)以及監(jiān)視地點不固定情況下的視頻監(jiān)控問題， 布點非常靈活，特別適合現(xiàn)場操作人員的操作跟蹤監(jiān)護，具有很好的靈活性；3. 施工人員可以在最短的時間內(nèi)迅速建立起無線網(wǎng)絡(luò)鏈路，施工方便，建設(shè)周期 非常短，具有較好的方便性；4. 前端視頻信號被無線接入器接收后可直接接入到現(xiàn)有的有線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)里， 和現(xiàn)有有線監(jiān)控系統(tǒng)融為一體，具有很好的兼容性，并可把無線視頻信號遠(yuǎn)傳至中心 控制室或集控站；5. 無線發(fā)射裝置發(fā)射功率小(最大僅為幾十個毫瓦)，不會對變電站的設(shè)備產(chǎn)生 干擾；6. 現(xiàn)場操作人員隨身攜帶便攜式視頻/聲音傳送裝置，監(jiān)控中心監(jiān)護人員可以在 計算機顯示器上遠(yuǎn)程監(jiān)視到操作人員的整個操作過程，實現(xiàn)了現(xiàn)場"單人"操作，達(dá) 到了在低成本的前提下實現(xiàn)對前端變電站設(shè)備進行安全操作的發(fā)明目的。


圖l是本實用新型的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2是便攜式視頻/聲音傳送裝置的電路構(gòu)成方框圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。圖1中，包括中心控制室(亦稱集控站)A和前端變電站1，…，n，在中心控 制室和各前端變電站分別設(shè)置一有線局域網(wǎng)，有線局域網(wǎng)至少包括由網(wǎng)線依次聯(lián)接的 用于處理聲像信號的計算機/工作站、交換機和以吝網(wǎng)轉(zhuǎn)換器。在中心控制室設(shè)置一與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的安裝有視頻處理軟件的計算機/工作站 和其附屬的聲音播放/拾取裝置，但不排除可以采用其他具有相同功能的裝置和設(shè)備。在中心控制室和前端變電站之間設(shè)置有線以太網(wǎng)，將上述有線局域網(wǎng)聯(lián)接成為一 個有線網(wǎng)絡(luò)，各個有線局域網(wǎng)經(jīng)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器與有線以太網(wǎng)聯(lián)接。在前端變電站設(shè)置至少一個便攜式視頻/聲音傳送裝置，便攜式視頻/聲音傳送裝置至少包括由攝像頭和話筒構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模塊、由耳機構(gòu)成的播放模塊、由相應(yīng)集 成電路構(gòu)成的視頻/聲音壓縮/解壓模塊、與無線接入器相匹配的無線發(fā)射/接收模塊和 電源模塊。攝像頭固定在操作人員的安全帽上，話筒和耳機(可以采用帶麥克風(fēng)的耳機，俗 稱"耳麥")由操作人員隨身佩帶，其視頻聲音壓縮/解壓模塊、無線發(fā)射/接收模塊和 電源模塊設(shè)置在一個殼體內(nèi)，由操作人員隨身攜帶。便攜式視頻/聲音傳送裝置經(jīng)無線局域網(wǎng)絡(luò)與前端變電站的有線局域網(wǎng)聯(lián)接。無線局域網(wǎng)絡(luò)至少包括與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的無線接入器和設(shè)置在便攜式視頻和 聲音傳送裝置中的無線發(fā)射/接收模塊。由圖可見，便攜式視頻/聲音傳送裝置通過無線局域網(wǎng)絡(luò)、前端變電站有線局域網(wǎng)、 有線以太網(wǎng)和中心控制室有線局域網(wǎng)，將所拍攝的前端變電站視頻信號傳送至中心控 制室的視頻接收裝置。同樣，便攜式視頻/聲音傳送裝置經(jīng)過無線局域網(wǎng)絡(luò)、前端變電站有線局域網(wǎng)、有 線以太網(wǎng)和中心控制室有線局域網(wǎng)，在中心控制室和前端變電站之間雙向傳送聲音信 號。中心控制室的有線局域網(wǎng)可以通過有線以太網(wǎng)與n個(n^2)前端變電站的有線 局域網(wǎng)聯(lián)接。實際應(yīng)用時，為了攜帶方便，攝像機鏡頭可利用托架固定在操作人員的安全帽上， 所有其它隨身設(shè)備也都采用重量很輕的小型或微型設(shè)備，而且采用整體結(jié)構(gòu)形式掛或背在操作人員身上。這樣，前端攝像機的視頻信號通過無線信號發(fā)射天線傳送到安裝在本區(qū)域內(nèi)的無 線接入器，無線接入器再經(jīng)過視頻局域網(wǎng)傳送到變電站當(dāng)?shù)鼗蚣卣镜囊曨l監(jiān)控工作 站，監(jiān)護人員即可通過工作站上的視頻監(jiān)控軟件對前端操作人員進行操作監(jiān)護了。由于視頻/聲音傳送、有線局域網(wǎng)、以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)備均為現(xiàn)有技 術(shù)，故其具體聯(lián)接方式和設(shè)備工作原理在此不再敘述。 .圖2中，便攜式視頻/聲音傳送裝置至少包括由攝像頭和話筒構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模 塊、由耳機構(gòu)成的播放模塊、由相應(yīng)集成電路構(gòu)成的視頻/聲音壓縮/解壓模塊、與無 線接入器相匹配的無線發(fā)射/接收模塊和電源模塊。其視頻/聲音壓縮/解壓模塊為符合MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的壓縮/解壓數(shù)字電路；電源模塊 為便攜式鋰電池。數(shù)據(jù)采集模塊主要包含現(xiàn)場圖像和聲音的采集，將圖像采集模塊設(shè)計一個外殼體，并將該殼體單獨固定在安全帽上前方，實現(xiàn)了操作員看到的圖像就是采集的圖像。 將數(shù)據(jù)處理模塊和便攜式鋰電池設(shè)計成一個整體，用軟導(dǎo)線和安全帽上的數(shù)據(jù)采 集模塊連接在一起整體掛在操作員的腰上，以便f攜帶，不影響操作人員的行動自由 和正常操作。實際工作時，前端數(shù)據(jù)采集模塊采集現(xiàn)場的圖像和聲音，并通過數(shù)據(jù)處理模塊將圖像和語音信號按MPEG4標(biāo)準(zhǔn)壓縮成數(shù)字信號，然后通過無線發(fā)射模塊將視頻和聲音數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，從而實現(xiàn)監(jiān)控中心對單人操作現(xiàn)場的監(jiān)控。同時，監(jiān)控中心 的語音數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)射到視頻語音采集終端通過耳機播放出來，實現(xiàn)監(jiān)控中心 和操作現(xiàn)場間的雙向語音通信。為了保證通訊效果和傳輸質(zhì)量，建議便攜式視頻/聲音傳送裝置各元部件在選用時其性能指標(biāo)應(yīng)符合下述標(biāo)準(zhǔn)* 1/4-inch彩色CCD感應(yīng)器，組合掃描模式； *支持最低照明l.0Lux@f2.04; ' *支持H.263(MPEG4)， 壓縮比例5 levels;*支持通信協(xié)議HTTP, FTP, TCP/IP， UDP， SMTP, DHCP， NTP， DDNS，UPnP， DNS; *支持802.11g， 802.11b;* 2.4 ~ 2.4835 GHz無線頻率；* 64/128-bit WEP加密；*聲音輸入內(nèi)建麥克風(fēng)，S/N more than 60dB ; *聲音輸出麥克風(fēng)輸出格式unbalanced 0.05 to 1.0 Vpp ; 參聲音格式Proprietary, 8Kbps audio codec-2-way audio, 支J寺half-duplex, full-duplex modes * 功倉b ;* 電源供應(yīng)12VDC/ 1.5A ; *操作溫度(TC ~60°C ;*儲存溫度-30。C ~75°C，濕度5% 95%無凝結(jié)； *無線發(fā)射功率40毫瓦。由于無線局域網(wǎng)、視頻/聲音的拾取、傳送等均為現(xiàn)有技術(shù)，其細(xì)部構(gòu)成不再敘述。 經(jīng)實際使用測試，上述便攜式視頻/聲音傳送裝置的操作范圍在室內(nèi)可達(dá)100公 尺，在室外至少300公尺(無阻礙環(huán)境)，完全滿足實際工作的需要。本實用新型采用無線局域網(wǎng)技術(shù)進行聲像信號的傳輸，既達(dá)到了在低成本的前提下實現(xiàn)對前端變電站設(shè)備進行安全操作的目的，又不會對現(xiàn)有變配電設(shè)備產(chǎn)生干擾， 實現(xiàn)了 "單人"操作過程的安全監(jiān)護，硬件本身具備雙向語音功能，通過軟件所配備 的操作功能，還可有選擇性的進行現(xiàn)場錄音、錄像、監(jiān)控中心多畫面視頻監(jiān)控，還可 以通過數(shù)據(jù)的存儲、檢索，實現(xiàn)根據(jù)用戶的査詢請求(如某路某時刻)査詢錄制在硬 盤上的錄像數(shù)據(jù)，并進行錄像回放的功能。應(yīng)該指出，上述實施方式的列舉，僅僅是為了有助于更好地理解本實用新型的技 術(shù)方案，而不應(yīng)看作是對本實用新型技術(shù)方案的限定。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在領(lǐng)會和掌握了本實用新型的創(chuàng)新意圖和設(shè)計思路后， 無需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動，完全可以在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，派生出各種等同的 或具有相同功能的變形方案，而這些變性方案亦應(yīng)屬于本實用新型請求保護的范圍。本實用新型可廣泛用于變配電系統(tǒng)的操作、檢修和安全生產(chǎn)等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，包括中心控制室和前端變電站，在中心控制室設(shè)置一有線局域網(wǎng)，其特征是在前端變電站設(shè)置一有線局域網(wǎng)；在中心控制室設(shè)置一與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的用于處理聲像信號的計算機/工作站；在中心控制室和前端變電站之間設(shè)置有線以太網(wǎng)，將上述有線局域網(wǎng)聯(lián)接成為一個有線網(wǎng)絡(luò)；在前端變電站設(shè)置至少一個便攜式視頻/聲音傳送裝置；便攜式視頻/聲音傳送裝置經(jīng)無線局域網(wǎng)絡(luò)與前端變電站的有線局域網(wǎng)聯(lián)接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 的有線局域網(wǎng)至少包括由網(wǎng)線依次聯(lián)接的計算機/工作站、交換機和以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述的有線局域網(wǎng)經(jīng)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器與有線以太網(wǎng)聯(lián)接。
4. 按照權(quán)利要求l所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 在中心控制室的用于處理聲像信號的計算機/工作站包括安裝有視頻處理軟件的計算 機/工作站和其附屬的聲音播放/拾取裝置。
5. 按照權(quán)利要求l所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 的便攜式視頻/聲音傳送裝置至少包括由攝像頭和話筒構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集模塊、由耳機構(gòu) 成的播放模塊、由相應(yīng)集成電路構(gòu)成的視頻/聲音壓縮/解壓模塊、與無線接入器相匹配 的無線發(fā)射/接收模塊和電源模塊。
6. 按照權(quán)利要求5所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 的視頻/聲音壓縮/解壓模塊為壓縮/解壓數(shù)字電路。
7. 按照權(quán)利要求5所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 的電源模塊為便攜式鋰電池。
8. 按照權(quán)利要求5所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 的攝像頭固定在操作人員的安全帽上；所述的話筒和耳機由操作人員隨身佩帶；其視 頻聲音壓縮/解壓模塊、無線發(fā)射/接收模塊和電源模塊設(shè)置在由操作人員隨身攜帶的一 個盒體中。
9. 按照權(quán)利要求l所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述 的無線局域網(wǎng)絡(luò)至少包括與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的無線接入器和設(shè)置在便攜式視頻和聲音傳送裝置中的無線發(fā)射/接收模塊。
10.按照權(quán)利要求1所述的無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，其特征是所述中心控制室的有線局域網(wǎng)通過有線以太網(wǎng)與n個，n>2，前端變電站的有線局域網(wǎng) 聯(lián)接。
專利摘要一種無人值班變電站單人操作安全監(jiān)視裝置，屬聲/像信號傳輸領(lǐng)域。包括前端變電站和設(shè)置有有線局域網(wǎng)的中心控制室，其在前端變電站設(shè)置一有線局域網(wǎng)，在中心控制室設(shè)置一與有線局域網(wǎng)聯(lián)接的計算機/工作站，在中心控制室和前端變電站之間設(shè)置有線以太網(wǎng)，在前端變電站設(shè)置一便攜式視頻/聲音傳送裝置，其便攜式視頻/聲音傳送裝置經(jīng)無線局域網(wǎng)絡(luò)與前端變電站的有線局域網(wǎng)聯(lián)接。本實用新型采用無線局域網(wǎng)技術(shù)進行聲像信號的傳輸，既達(dá)到了在低成本的前提下實現(xiàn)對前端變電站設(shè)備進行安全操作的目的，又不會對現(xiàn)有變配電設(shè)備產(chǎn)生干擾，實現(xiàn)了“單人”操作過程的安全監(jiān)護?？蓮V泛用于變配電系統(tǒng)的操作、檢修和安全生產(chǎn)等領(lǐng)域。
文檔編號H04N7/18GK201118834SQ20072007621
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者俊 林, 儉 鄒, 綱 錢 申請人:上海市電力公司超高壓輸變電公司