4G网络下视频监控在电力应急抢修指挥系统中的应用_李建.docx
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1、分类号 : U D C: 密级: 学号: 20140852139 南 昌 大 学 专 业 学 位 研 究 生 学位论文 4G网络下视频监控在电力应急抢修指挥系统中 的应用 Application of Video Monitor in Electric Power Emergency Response Command System Under the 4G Network 李建 培养单位(院、系 ): 南昌大学信息工程学院电子与通信工程系 指导教师姓名、职称:李春泉副教授 指导教师姓名、职称:徐虹雨高级工程师 专 业 学 位 种 类 : 工 程 硕 士 专 业 领 域 名 称 : 电 子 与
2、通 信 工 程 论 文 答 辩 日 期 : 2 0 1 6 年 12月 11日 答辩委员会主席 : 评阅人: . 年月日 一、 学位论文独创性声明 本 人 声 明 所 呈 交 的 学 位 论 文 是 本 人 在 导 师 指 导 下 进 行 的 研 究 工 作 及 取 得 的 研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得 南昌大学 或 其 他 教 育 机 构的学位或证书而使用 .过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 C 手写 ) : 签字 R 期 :
3、年 丨 月 J 円 本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 南 昌 大 学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 , 同 意 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文 被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的 全 部 或 部 分 内 容 编 入 有 关 数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论 文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊(光盘版)电子杂志 社将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库和中国优秀博硕士学位 论文全文数据库中全文发表,并通过网络向社会公众提供信息服务,同意按 章程 规定享受相关
4、权益。 & 学位论文作者签名(手写 ) : f I 导师签名(手写 ) : 签 字 日 期 : 年 丨 月 F 1 签字曰期: /)年 /月 R 论文题目 4G 网络下视频监控在电力应急抢修指挥系统中的应用 姓名 李建 学号 20140852139 论文级别博士 硕士 E1 院 /系 /所 信息工程学院电子 信息工程系 专业 电子与通信工程 E mail 备注: 公幵 口保密(向校学位办申请获批准为 保密 , _ 年 _月后公开 ) 摘要 摘要 随着国家经济发展不断提速,紧急情况及事件的处理成为社会各个阶层尤 为关注的问题之一。就国家电网公司而言,日常运维工作、紧急事件处理等方 面,所面临的压
5、力不断提升。针对此问题,全国各地的电力企业相继出台各种 应对措施,但由子受到技术条件和基础设施等因素的限制,在应急抢险以及领 导指挥层次依然处于语音指挥的局面,面对大量现代化信息决策的压力存在明 显的不足。通过现代化、信息化手段加强对应急现场、作业现场等的可视化监 控管理,已是迫在眉睫的需求。随着现阶段移动通信技师的迅猛发展, 4G技术 已经商用和普及。因而,开展基于 4G技术的视频监控技术的应用,建立以应急 指挥中心为核心,再集成调度指挥控制系统、多方远程视频通信、远端实时监 控、图像数据传输等具有众多功能的一体化管理模式,做到安全可视且具有重 要意义。 本论文的中心为在电力应急中利用 4G
6、无线视频监控技术,把调度控制中 心、应急指挥中心、作业现场链接起来,在指挥中心对现场的各类作业进行实 时监督及实时管控。该系统实现了调度控制中心、配抢指挥中心、作业现场及 突发事件现场等的实时画面直接传入应急指挥中心,并可以上传至上级应急指 挥中心,使各级指挥人员能够及时掌控现场各类情况和信息,无论是对现场的 安全管控,还是事故状态下的应急指挥,都将起到事半功倍的效果,进而大大 提升安全生产管控水平。 关键词: 4G;视频监控;电力应急;指 f车系统 ABSTRACT Since the reform and opening up, economic development continues
7、 to a c c e l e r a t e , public safety has become one of the issues of the whole society is particularly concerned about. On the national grid, the daily operation and maintenance, emergency handling and other aspects, the pressure to continue to imp r o v e . P o w e r enterprises in the country h
8、ave adopted some measures to solve these pr o b l e m s , but they are limited by many factors, such as technological transformation and infrastructure, so the situation of emergency rescue and command level is still in voice command. It is very urgent to strengthen the supervision and ma n a g e m
9、e n t of the emergency scene and the job site by means of information technolo g y . W i t h t h e rapid development of mobile communication system in present stage, 4G t e c h n o l o g y has commercial and popularized, therefore, the development of based on Application of 4G video feedback technol
10、ogy to construct to the emergency command c e n t e r as the core, also integrated regulation and control system, multi-point video conference, remote monitoring, image transmission and other multiple functions integrated v i s u a l safety management mode, with important significance. This thesis f
11、ocus on 4G wireless video feedback technology in ele c t r i c p o w e r emergency in application, by connecting it to a control center, emergency command center, field operations and emergency scene. In emergency command c目录 第 1 章引言 . 1 1.1课题背景 . 1 1.2无线网络及视频系统现状 . 1 1.3课题研究的目的和意义 . 3 第 2章系统相关技术与总体
12、方案 . 5 2.1视频压缩技术 . 5 2.2无线网络传输技术 . 6 2.3方案的设计原则 . 7 2.4系统概述 . 8 第 3章系统总体设计 . 10 3.1技术路线 . 10 3.2系统架构 . 10 3.2.1系统拓扑图 . 10 3.2.2系统组成 . 11 3.3系统功能 . 12 3.3.1基础功能 . 12 3.3.2扩展功能 . 13 3.4系统特点 . 13 第 4章前端系统设计 . 15 41前端概述 . 15 4.2车载动态取证系统 . 15 4.3便携式车载动态取证系统 . 16 44单兵系统 . 18 第 5章主站系统设计 . 19 5.1主站系统组成 . 19
13、 _ _ 5.1.1县(区)级主站系统 . 19 5.1.2地市级主站系统 . 19 5.2服务器管理 . 20 5.2.1服务器 . 20 5.2.2工作站 . 21 5.3存储系统 . 21 5.3.1云技术存储模式 . 22 5.3.2存储的配置 . 23 5.4解码系统 . 25 5.4.1解码器 . 25 5.5显示系统 . 25 5.5.1显示屏对比 . 26 5.5.2主要功能 . 26 第 6章平台软件设计 . 28 6.1平台总体架构 . 28 6.1.1基础平台层 . 29 6.1.2服务层 . 29 6.1.3业务层 . 29 6.1.4应用层 . 29 6.2平台关键技
14、术 . 29 6.2.1中间件技术 . 29 6.2.2构架及构件技术 . 30 6.2.3工作流技术 . 30 6.2_4 XML 和 Web Services 技术 . 30 6.3平台模块 . 31 6.4平台功能 . 32 6.4.1通用业务功能 . 32 6.4.2基础管理功能 . 35 6.4.3扩展业务功能 . 37 6.5平台运行环境 . 38 6.5.1硬件环境 . 38 第 7 章 4 G视频监控系统在电力应急中的应用 . 40 7.1项目的具体应用 . 40 7.2项目的应用效果 . 43 第 8章结论和展望 . 45 麵 . 47 参考文献 . 48 第 1 章 引 言
15、 1.1课题背景 当今社会,对于关系到公共安全的问题政府非常重视,采取了许多战略规 划。早在 2006年,我国政府就出台了有关公共事件紧急处理方法,并且在当 年的 6月份,再次出台相关意见来加强对公共事件的管理,该意见重点在于强 化我国对公共安全事件应急响应处理的能力,加强对突发性公共事件的监管, 并将建设国家应急平台纳入了我国强化突发事件处理能力以及建设我国公共安 全制度中。 保障我国公共安全中一个重要的方面就是保障我国电网运行的安全,众所 周知如今居民生活的方方面面都离不开电力的供应,而且现在信息的传递也依 赖于电网的正常工作,如果电网出现问题,就会导致通信、生活、教育、生产 等方面出现问
16、题,对生活秩序、社会秩序造成混乱。国际上发生的多次重大停 电事故也正好说明了当今电网安全运行过程存在很大的脆弱性,极有可能诱发 大规模停电的问题。 在电力应急系统机制中,首先要保障的就是信息通畅,并进一步保障调度 安全、信息共享等方面的需求。目前,就电力应急系统的建设而言,信息的实 时传输且可视化的应急体系在电网发生故障时可保障应急系统的准确性与时效 性。因此在应急抢修指挥平台的功能中应当有现场视频回传及双向通信功能模 块,并采用先进灵活的无线组网方式,充分结合日常管理和战时调度问题,让 指挥中心画面与现场实时同步,各类信息做到高度统一,来保障电网应急工作 的及时性和有效性。 1.2无线网络及
17、视频系统现状 随着近些年无线通信和互联网的快速发展,特别是 4G时代的到,使得视频 监控方案有了更加优越的选择。远程视频监控,尤其是基于移动终端的远程视 频监控在此基础上逐渐成为一个热门的研究方向。从最原始的视频监控应用发 展至今,视频监控系统大致经历了五个发展历。 (1) 模拟时代,所采集的视频信息为模拟信号,釆集的视频信息通过同轴 电缆传输,最后视频信息交由控制主机进行模拟处理。 (2) 半数字时代,视频信息的传输延续模拟时代的同轴电缆传输方式,但 最后接收的视频信息则由多媒体控制主机或者硬盘录像主机进行数字化处理和 存储。 (3) 数字时代,视频信号的数字化由前端图像采集 装置完成 ,处
18、理后的数字 视频信号在基于 TCP/IP协议的条件下,采用流媒体技术实现视频信息的网络传 输。 (4) 无线时代,无线时代考虑到视频数据量大的问题 ,将无线通信技术和视 频编码技术相结合,系统将监控前端采集的数字视频信号经视频压缩处理后直 接送入无线信道。 (5) 移动互联网时代,将 3G、 4G无线移动通信技术和互联网结合起来进 行基于 Internet的网络视频实时监控,使人们可以在任何时间、任何有网络覆盖 的地点、以任何方式轻松的接入互联网,对终端设备所在的特定区域进行远程 视频监控。 视频监控系统的核心技术主要包括视频技术和编码技术。在传统的视频监 控系统中,其主要结构由视频服务监控平
19、台、数据传输线缆、监控用摄像机三 大部分组成 1,因其具备及时、准确、直观等诸多优点,适合应用的场合非常的 广泛。随着我国电力事业不断发展,电力系统抢修任务也越加繁重,为提高生 产指挥效率,需要将远程的监视、抢险过程监控、远程实时指挥等实际需求与 无线化统一结合起来,做到可以基于有线网络线或无线网络进行对远端的监视、 遥控和图像信息的传输。且投资费用相对不大,较为合理,能够较为有效地保 障系统的稳定运行, 将安全防范技术水平提高一个新的档次。而系统的无线化、 网络化、远程化监控是当前视频监控行业公认的主要发展方向。 随着移动互联网技术的蓬勃发展,尤其是 4G网络近年来的高速扩张,无处 不在的通
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