Nền tảng giám sát tích hợp cho hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến áp

Hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến áp Nền tảng giám sát tích hợp là một trong những hệ thống trong dự án trạm biến áp thông minh, thường bao gồm hệ thống phụ giám sát video, hệ thống phụ kiểm soát truy cập, hệ thống phụ giám sát môi trường, hệ thống phụ bảo vệ an ninh, hệ thống phụ điều khiển thông minh, v.v. Hệ thống hỗ trợ trạm biến áp thông minh, với "điều khiển thông minh" làm cốt lõi, thực hiện giám sát trạng thái 24/7 và điều khiển thông minh đối với các thiết bị điện chính, các địa điểm lắp đặt thiết bị quan trọng và môi trường xung quanh.

Một,Giới thiệu chung

1.1 Tổng quan

Nền tảng giám sát tích hợp hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến áp (hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến áp thông minh) là một bộ nền tảng tích hợp quản lý tích hợp an ninh "tích hợp", "số hóa", "thông minh". Nó tích hợp các hệ thống con như giám sát trực tuyến, giám sát video, liên lạc trực quan, môi trường năng lượng, bảo vệ an ninh, kiểm soát truy cập, điều khiển thiết bị, báo cháy và để thực hiện quản lý thống nhất và liên kết lẫn nhau của nhiều hệ thống con dưới một nền tảng, thực sự đạt được quản lý "tích hợp, thông minh" và nâng cao đáng kể hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.

Nền tảng giám sát tích hợp hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến áp là nền tảng mạng đa hệ thống tích hợp được phát triển độc lập dựa trên kiến trúc hệ thống SOA. Nó sử dụng công nghệ phát triển phần mềm và phần cứng tiên tiến để giải quyết các vấn đề như quản lý tập trung hệ thống, mạng đa cấp, chia sẻ thông tin, kết nối và hội nhập đa doanh nghiệp.

Nền tảng giám sát tích hợp hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến áp chủ yếu hướng tới ngành năng lượng điện, thông qua trừu tượng hóa tài nguyên và truy cập thống nhất và các phương tiện kỹ thuật khác để đạt được màn hình tích hợp tích hợp cho một số hệ thống kinh doanh. Nó làm giảm đáng kể độ khó và khối lượng công việc của hoạt động và bảo trì hàng ngày, cải thiện hiệu quả quản lý hoạt động của hệ thống và cung cấp hỗ trợ kỹ thuật trực quan và hiệu quả cho sản xuất an toàn.

1.2 Phần mềm nền tảng hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến ápTiêu chuẩn kỹ thuật

Chức năng thiết kế, chỉ số hiệu suất của phần mềm này đáp ứng các yêu cầu của các tiêu chuẩn, quy định kỹ thuật liên quan đến ngành (bao gồm nhưng không giới hạn):

◆ GB/T28181-2011 "Yêu cầu kỹ thuật truyền thông tin, trao đổi và kiểm soát hệ thống mạng giám sát video an toàn"

◆Tiêu chuẩn doanh nghiệp lưới điện quốc gia (Q/GDW 517.1-2010) "Hệ thống và giao diện giám sát video lưới điện"

◆DL/T860-2016 "Mạng và hệ thống truyền thông tự động hóa điện"

◆DL/T634.5104-2009 Thiết bị và hệ thống viễn thông

◆IETF RFC 2068 Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP)

◆IETF RFC 2326 Giao thức truyền phát trực tuyến thời gian thực (RTSP)

◆IETF RFC 3261 Giao thức khởi tạo hội nghị (SIP)

◆IETF RFC 3550 Giao thức truyền tải thời gian thực (RTP)

◆IETF RFC 3551 Giao thức điều khiển truyền tải thời gian thực (RTCP)

◆ITU H.264, Tiêu chuẩn giải mã âm thanh video

◆ITU-T G.711 Tiêu chuẩn codec âm thanh

◆ITU-T G.722 "Tiêu chuẩn codec âm thanh"

◆ITU-T G.726 "Tiêu chuẩn codec âm thanh"

Hai,Thiết kế tổng thể

2.1 Phần mềm nền tảng hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến ápThành phần kinh doanh

Sơ đồ thành phần chức năng kinh doanh

Nền tảng giám sát tích hợp cho hệ thống điều khiển phụ trợ trạm biến ápTuân theo triết lý SOA, áp dụng thiết kế mô-đun và plug-in, kết hợp các chức năng kinh doanh theo yêu cầu, có khả năng triển khai dự phòng để đảm bảo dịch vụ hệ thống có sẵn cao. Từ cấu trúc kỹ thuật chủ yếu chia làm mấy cấp độ sau:

1) Lớp truy cập cơ bản

Việc đóng gói các hệ điều hành, cơ sở dữ liệu, mã hóa bảo mật, truy cập thiết bị và giao thức đa phương tiện, che giấu sự khác biệt, tương thích với nhiều nhà sản xuất, nhiều loại và nhiều giao thức của các phần cứng không đồng nhất khác nhau, để đạt được các ứng dụng cấp trên nền tảng độc lập, nâng cao hiệu quả hoạt động và khả năng tương thích hệ thống.

2) Lớp dịch vụ nền tảng

Ngoài việc cung cấp chứng nhận cấp quyền, quản lý thiết bị, quản lý báo động, thu thập dữ liệu, điều khiển thiết bị, dịch vụ chuyển tiếp truyền thông trực tuyến, dịch vụ lưu trữ, dịch vụ kết nối, v. v., còn cung cấp dịch vụ kết nối hệ thống của bên thứ ba và dịch vụ quản lý kết nối mặt bằng, hỗ trợ kết nối mặt bằng.

3) Lớp kinh doanh

Giao diện kinh doanh dưới dạng API RESTful như video, báo động, điều khiển thiết bị, thu thập dữ liệu, thống kê truy vấn, quản lý hệ thống, v.v. được cung cấp thông qua quy nạp, đóng gói các doanh nghiệp thường được sử dụng, tạo điều kiện cho các cuộc gọi hệ thống lớp hiển thị và bên thứ ba.

4) Hiển thị lớp

Các giao diện dịch vụ khác nhau được cung cấp bởi lớp nghiệp vụ được gọi thông qua giao diện API để hiển thị các chức năng cụ thể cho người dùng cuối.

2.2 Thành phần nền tảng

1) Dịch vụ quản lý trung tâm

Là dịch vụ gánh vác mặt bằng đám mây, là thành phần cốt lo@@ ̃i của toàn bộ hệ thống, có thể cung cấp dịch vụ chứng nhận, trao quyền, quản lý thống nhất. Là máy chủ quản lý, người dùng, vai trò, quyền hạn, thiết bị giám sát video, quản lý cấu hình tập trung trong hệ thống; Là máy chủ ứng dụng, cung cấp các loại nghiệp vụ giám sát an ninh, cung cấp chức năng quản lý và kiểm toán nhật ký hoàn hảo.

2) Dịch vụ streaming

Hỗ trợ chuyển tiếp và phân phối dữ liệu video thời gian thực; Hỗ trợ phát lại theo yêu cầu (VOD) cho dữ liệu được lưu trữ; Hỗ trợ quản lý QoS để sử dụng hợp lý băng thông; Hỗ trợ quản lý ưu tiên người dùng và sự kiện; Hỗ trợ triển khai tầng và phân tán; Hỗ trợ thống kê liên quan đến luồng video.

3) Dịch vụ lưu trữ

Hỗ trợ chế độ quản lý lưu trữ đám mây tập trung, cũng hỗ trợ cách lưu trữ phân tán lưu trữ DVR; Hỗ trợ lưu trữ dữ liệu video âm thanh lớn cấp PB, truy xuất nhanh và truy xuất sau thông minh; Hỗ trợ chiến lược sao lưu linh hoạt.

4)Chức năng báo độngdịch vụ

Chức năng báo độngDịch vụ là một trong những mô-đun kinh doanh cốt lõi nhất của nền tảng, thống nhất quản lý báo động video, báo động dữ liệu môi trường năng lượng, báo động máy chủ báo động, báo động kiểm soát truy cập, báo động cháy và các báo động khác được kích hoạt, v.v.

Chức năng báo độngDịch vụ có thể trực tiếp nhận các sự kiện báo động được báo cáo bởi thiết bị xử lý hoặc phân tích xác nhận dữ liệu trạng thái được thu thập từ đầu thiết bị theo các quy tắc đặt trước.

Chức năng báo độngSau khi dịch vụ nhận được sự kiện cảnh báo mới, dựa trên hàng đợi tin nhắn chịu trách nhiệm gửi tin nhắn cho tất cả các dịch vụ và người dùng đăng ký trong hệ thống.

5)Dịch vụ đại lý thiết bị

Sử dụng cơ chế plug-in, truy cập vào tất cả các loại thiết bị, tiếp nhận, truyền tải, kiểm soát các luồng tín hiệu phương tiện truyền thông khác nhau, đơn giản hóa việc truy cập thiết bị để phát triển ứng dụng, cung cấp giao diện thống nhất tiêu chuẩn cho các lớp trên và hoàn thành cấu hình và kiểm soát thiết bị dưới đây.

Căn cứ vào tình huống ứng dụng, chia làm hai loại dịch vụ đại lý thiết bị IO và dịch vụ đại lý phát trực tuyến.

III. Tính năng nền tảng

1) Độ tin cậy cao

Các dịch vụ quan trọng bên trong nền tảng đều hỗ trợ triển khai chế độ Master hoặc Multi-Master, có thể bảo vệ hiệu quả các bất thường hệ thống do lỗi phần cứng hoặc mạng.

Các dịch vụ nội bộ mặt bằng có độ tin cậy cao thì áp dụng nhiều cơ chế như giám sát trạng thái, cưỡng chế khôi phục, di chuyển dịch vụ, v. v. Tất cả các dịch vụ tương tác dữ liệu dựa trên bus tin nhắn SOA, mỗi dịch vụ báo cáo trạng thái hoạt động của mình theo định kỳ, dịch vụ quản lý trung tâm chịu trách nhiệm tổng hợp trạng thái hoạt động của dịch vụ giám sát, xử lý dịch vụ bất thường ngay khi phát hiện bất thường và thông báo cho các dịch vụ liên quan khác để chuẩn bị ứng phó. Các dịch vụ bất thường vận hành mô hình máy đơn, tự động khôi phục kết nối các dịch vụ liên quan sau khi khởi động lại hoàn thành; Về dịch vụ bất thường vận hành nhiều máy, dịch vụ liên quan chọn dịch vụ chủ động chuyển đổi. Dịch vụ quản lý trung tâm sau khi khởi động lại dịch vụ bất thường nhiều lần, nếu vẫn không thể đảm bảo chức năng tổng thể của hệ thống vận hành bình thường, sẽ chủ động khởi động lại máy chủ.

Tất cả các dịch vụ trong nền tảng đều có cơ chế phát hiện và khôi phục lỗi, có khả năng tự động kích thích cơ chế khôi phục trong trường hợp dịch vụ không khả dụng, cơ sở dữ liệu hoặc lỗi mạng, cố gắng định kỳ để khôi phục trạng thái bình thường.

Bên cạnh đó, mặt bằng còn đặc biệt thiết kế dịch vụ trông coi phần mềm, do nó phụ trách theo dõi trạng thái vận hành và xử lý bất thường của dịch vụ quản lý trung tâm. Phần mềm giám sát chó chức năng duy nhất, đáng tin cậy性高Để đảm bảo rằng nền tảng có thể đạt được mức viễn thông 7 * 24 giờ hoạt động đáng tin cậy, cung cấp dịch vụ đáng tin cậy cho người dùng.

2) Khả năng mở rộng tốt

Với thiết kế mô-đun, các dịch vụ riêng lẻ trong nền tảng có thể chạy trên một máy chủ hoặc phân phối trên nhiều máy chủ.

Một chức năng nghiệp vụ trong hệ thống có thể được cấu hình để hoàn thành bởi một phiên bản duy nhất của dịch vụ hoặc được chia sẻ bởi nhiều phiên bản. Ví dụ: Dịch vụ phát trực tuyến chịu trách nhiệm truy cập 1000 thiết bị NVR, có thể được cấu hình trên 1 máy chủ hoặc 2 máy chủ, mỗi phiên bản dịch vụ phát trực tuyến của máy chủ chịu trách nhiệm truy cập 500 thiết bị.

3) Độ mở cao

Thông số kỹ thuật truy cập thiết bị thống nhất và cơ chế plug-in được sử dụng để hoàn thành việc che chắn khác biệt và truy cập tổng thể vào tất cả các loại giao diện thiết bị như video, báo động, vòng động, phòng cháy chữa cháy và kiểm soát truy cập. Thiết bị mới tham gia nền tảng chỉ cần hoàn thành việc phát triển plug-in theo đặc điểm kỹ thuật giao diện, sau khi cấu hình có thể truy cập nền tảng.

Sử dụng API RESTful để mở tất cả các giao diện kinh doanh của nền tảng, kết hợp SDK hoặc điều khiển để hoàn thành tất cả các chức năng mà khách hàng đã thực hiện.

4) Mức độ tiêu chuẩn hóa cao

Áp dụng quy phạm và thỏa thuận quốc tế tiêu chuẩn, có thể thuận tiện kết nối với các hệ thống nghiệp vụ khác, thuận tiện tiến hành phát triển lần thứ hai. Nền tảng thiết bị video nội bộ hoặc kết nối hệ thống hỗ trợ ONVIF/GB-28181/giao diện mạng quốc gia B và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác, báo động, vòng động, thiết bị chữa cháy hoặc kết nối hệ thống hỗ trợ IEC 61850/IEC 104/MODBUS RTU/TCP và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác.

5) Tầng đa tầng

Đáp ứng kế hoạch tổ chức mạng của quản lý theo chiều dọc đa cấp hệ thống quy mô lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết lập quản lý đa cấp, nền tảng sử dụng công nghệ miền sao cho tầng có thể được thực hiện từ trên xuống, cũng có thể được kết nối mạng theo từng cấp từ dưới lên, có thể đáp ứng các phương thức xây dựng mạng lưới riêng biệt trước tiên của các khu vực và sau đó tập trung cao hơn.

IV. Chức năng chính

4.1 Liên kết báo động

Phạm vi áp dụng liên kết báo động bao gồm: báo động chu vi, báo động kiểm soát truy cập, báo động phát hiện di động, báo động nhiệt độ và độ ẩm, báo động video, báo động lỗi thiết bị và máy chủ, báo động định vị nhân sự, v.v.

Nền tảng hỗ trợ một chút báo động liên kết video nhiều camera, liên kết điều khiển đa thiết bị, hỗ trợ người dùng vải để loại bỏ, loại bỏ cảnh báo bằng tay, theo lịch trình tự động loại bỏ vải tự động, thiết lập thời gian trễ hủy báo động và các chức năng khác.

Báo động xảy ra có thể tự động kích hoạt một loạt các hành động đáp ứng:

1) phát ra âm thanh báo động;

2) Cửa sổ nhắc nhở báo động bật lên để thông báo cho người dùng trong thời gian thực;

c) Thông báo giọng nói người thật;

4) Tự động chuyển sang hình ảnh video camera tương ứng, có vị trí đặt trước tự động chuyển sang vị trí đặt trước, đồng thời theo dõi thông tin cảnh báo lớp phủ OSD của hình ảnh;

(5) Chụp ảnh liên kết, chụp ảnh video, thông qua tin nhắn, ftp、 Các phương thức như gửi thư, v. v. lên máy chủ;

6) thiết bị điều khiển liên kết, chẳng hạn như bắt đầu chiếu sáng trang web, còi báo động, quạt, cửa, vv;

7) Bắt đầu video báo động, thuận tiện cho việc phát lại video hình ảnh tương ứng sau khi truy xuất thông tin báo động;

8) Tạo hồ sơ sự kiện báo động.

4.1.1Dự án liên kết thông thường

1) Liên kết báo động bảo vệ an ninh

Thông qua hàng rào điện tử, đối chiếu hồng ngoại, máy dò động vật nhỏ kích hoạt báo động xâm nhập, liên kết mở hình ảnh video tiến hành chụp và quay phim, thời gian thực phát ra giọng nói cảnh báo, liên kết còi cảnh sát phát ra cảnh báo, gửi tin nhắn nhắc nhở.

2) Liên kết cảnh báo khối lượng môi trường

Nhiệt độ vượt quá giới hạn cảnh báo, nền tảng thông qua bộ điều khiển điều hòa kết nối, tự động điều khiển điều hòa tương ứng để khởi động máy làm lạnh hoặc làm nóng; Cảnh báo độ ẩm vượt quá giới hạn thì liên kết với máy hút ẩm hoặc máy hút ẩm ở khu vực tương ứng để khử ẩm, gửi tin nhắn nhắc nhở.

3) Liên kết khí độc hại

Sau khi phát hiện nồng độ khí độc hại như SF6, H2S, O3, CO vượt chỉ tiêu, quạt liên kết để thông gió, gửi tin nhắn nhắc nhở.

4) Liên kết video hành động dao khóa

Khi dịch vụ hậu trường giám sát được tín hiệu hành động của công tắc công tắc, chủ động mở đèn chiếu sáng tương ứng, tự động phát ra video liên quan, gọi vị trí đặt trước đến vị trí góc dự định, quan sát trạng thái đóng cửa thời gian thực của công tắc công tắc.

4.2 Thống kê truy vấn

4.2.1Comment

Ảnh chụp màn hình giao diện truy vấn ghi sự kiện

Thông tin báo động lịch sử có thể được truy vấn theo nhiều cách kết hợp như thời gian, địa điểm và loại báo động. Hiển thị thông tin báo động lịch sử, bao gồm tên báo động, tên khu vực, loại, loại báo động, mức báo động, thời gian xảy ra, trạng thái, mô tả, trạng thái xác nhận, người xác nhận, thời gian xác nhận, v.v.

4.2.2Truy vấn ghi dữ liệu lượng tương tự

Giao diện truy vấn ghi dữ liệu môi trường lịch sử

Bạn có thể truy vấn các bản ghi dữ liệu mô phỏng lịch sử theo nhiều cách kết hợp như loại tài nguyên con, thời gian, trạng thái cảnh báo, v. v. Kết quả truy vấn được hiển thị dưới dạng danh sách và biểu đồ, bao gồm tên nút analog, tên vùng, loại, giá trị số, trạng thái cảnh báo, loại sự kiện, loại phụ sự kiện, thời gian xảy ra sự kiện, thời gian cập nhật, v.v.

4.2.3Truy vấn hồ sơ ra vào

Giao diện truy vấn người ra vào hồ sơ

Hồ sơ nhập cảnh và xuất cảnh của nhân viên có thể được truy vấn theo nhiều cách kết hợp như nút cửa, tên người ra vào, số thẻ, hướng vào và ra, loại hoạt động, thời gian và trạng thái báo động. Kết quả truy vấn được hiển thị theo danh sách, bao gồm tên cửa, tên khu vực, trạng thái cửa, hướng, loại hoạt động, nhà điều hành, số thẻ, bộ phận nhân sự, thời gian xảy ra, v.v.

4.2.4Truy vấn nhật ký hoạt động

Giao diện truy vấn ghi nhật ký hoạt động

Hệ thống ghi lại thông tin hoạt động của người dùng và cung cấp chức năng truy vấn cho phép truy xuất nguồn gốc hoạt động của người dùng. Cung cấp truy vấn cho nhiều tiêu chí tìm kiếm theo loại hành động, người dùng, khoảng thời gian, loại sự kiện.

4.3 Hệ thống Netscape

Nền tảng có thể quản lý thống nhất trạng thái vận hành của máy chủ và thiết bị trong hệ thống giám sát, báo cáo tình huống bất thường trong thời gian thực.

Đối với máy chủ trung tâm, máy chủ và các dịch vụ chạy nền được theo dõi và phân tích hiệu suất hệ thống, bao gồm: tải CPU, sử dụng bộ nhớ, sử dụng đĩa, v.v.

Đối với các thiết bị đầu cuối được truy cập trong hệ thống, việc giám sát được thực hiện đối với trạng thái hoạt động tổng thể của từng hệ thống con, trạng thái hoạt động của từng thiết bị, v.v.

Giao diện giám sát trạng thái dịch vụ hệ thống

Giao diện giám sát trạng thái thiết bị giám sát

Giao diện giám sát trạng thái tiếp điểm video

Giao diện giám sát trạng thái nút dữ liệu

Giao diện giám sát trạng thái nút điều khiển

V. Môi trường hoạt động

5.1 Môi trường phần cứng

5.1.1máy chủ

1) Kích thước nhỏ

CPU: Intel Xeon E3-1230 V2 3.3GHz trở lên;

Bộ nhớ: 4G DDR3 trở lên bộ nhớ;

Card mạng: Intel 1000M NIC*2;

2) Kích thước trung bình đến lớn

CPU: Intel Xeon E5620 2.4GHz trở lên;

Bộ nhớ: 4G DDR3 trở lênbộ nhớ；

Card mạng: Intel 1000M NIC*2;

5.1.2Máy trạm khách

CPU: lõi kép Intel/AMD, 2.4GHz trở lên;

Bộ nhớ: 4G DDR3 trở lênbộ nhớ；

Card mạng: Card mạng trên 100Mbps của Intel hoặc RealTek;

5.2 Môi trường phần mềm

5.2.1Hệ điều hành

Dịch vụ quản lý nền đề xuất hệ điều hành Windows Server 2008 (32/64) hoặc Windows Server 2012;

Khách hàng đề nghị sử dụng hệ điều hành Windows 7 hoặc Windows 10;

IE8-IE11 được khuyến nghị bởi khách hàng BS.

5.2.2Cơ sở dữ liệu

Nền tảng sử dụng MySQL theo mặc định, mặc dù nó cũng tương thích với các hệ thống cơ sở dữ liệu chính thống khác và không được khuyến khích thay thế cho các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu khác nếu không có trường hợp đặc biệt, có tính đến các yếu tố tương thích.

Cơ sở dữ liệu được hỗ trợ: MySQL, SQL Server, Oracle.

Sáu,chỉ số hiệu suất

6.1 Năng lực hệ thống

1) Thiết bị đầu cuối

- Số lượng camera có thể quản lý: ≥30.000.

- Số lượng video chuyển tiếp đồng thời trên một máy chủ phát trực tuyến: ≥300 kênh (luồng mã 2Mb/s).

- ĐơnChức năng báo động mỗi máy chủSố lượng tin nhắn được chuyển tiếp trong giây: ≥500.

2) Quản lý người dùng

Số lượng người dùng tối đa có thể quản lý: ≥3000.

Số lượng người dùng online đồng thời: ≥1500.

6.2 Thời gian thực

- Trong điều kiện mạng lý tưởng, thời gian truyền dữ liệu video và âm thanh thời gian thực<1000ms.

- Trong điều kiện mạng lý tưởng, phản ứng chuyển đổi hình ảnh video bị trì hoãn<1s.

- Trong điều kiện mạng lý tưởng, thời gian phản hồi chuyển điều khiển PTZ<1s.

- Trong tình huống mạng lý tưởng, thời gian đáp ứng liên kết trực tiếp<2s cần thiết để kích hoạt và bắt đầu hiển thị và ghi video trong trung tâm giám sát sau khi kích hoạt báo động.

VII. Trình bày trường hợp

Giám sát GIS

SF6 Giám sát mật độ nước siêu nhỏ

Giám sát nồng độ khí SF6

Giám sát sét trực tuyến

Báo động lịch sử

dữ liệu lịch sử

Video trực tiếp

Phát lại video