近年來，隨著無人值守變電站數量的日益增加，用于監控無人值守變電站的SCADA系統也逐漸顯示出它的不足之處。SCADA系統雖然能夠反映變電站的運行工況，然而在變電站一二次設備的設備外觀監視和變電站的防火、防盜方面卻是無能為力。這些薄弱環節將直接影響到無人值守變電站的安全運行。工業電視監控系統，作為一種重要的現代化監測、控制、管理手段，正好為解決這些問題提供了一個有效的方案。
　　
　　1工業電視監控系統所需實現的功能
　　
　　在無人值守變電站安裝工業電視監控系統，其目的是為了彌補SCADA系統在監控方面的一些盲點，進一步提高變電站的安全運行水平。
　　
　　1.1設備的監視
　　
　　主要包括主變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關、主控室的電源盤及控制盤盤面等。通過在監視對象處安裝攝像機、感應探頭等裝置，實現對一二次設備及其運行情況的監視，如：主變壓器、開關是否有外部損傷，主變壓器油位及控制盤上的表頭、燈光信號是否正常等。
　　
　　1.2防火防盜
　　
　　變電站撤人后，萬一變電站發生火警，往往因為不能及時發現而延誤了事故的處理，造成事故進一步擴大。此外，變電站有盜賊闖入時，也缺乏有效的防御手段。為此，可在高壓室和主控室等地點裝設一批煙感或溫感探頭，并在圍墻四周安裝對射式紅外線探頭。當探頭感測到煙霧、高溫或有人闖入時，就會向后臺發出告警信息，同時連動切換攝像機畫面，并記錄下當時現場的情況。
　　
　　1.3燈光及智能化設備的控制
　　
　　為使工業電視監控系統在晚上仍能發揮作用，變電站的燈光應具有定時開關或遠方控制的功能;而一些智能化的設備，如探頭、門禁等也可做到遠方控制。
　　
　　2前端硬件配置與選擇
　　
　　工業電視監控系統在變電站端的硬件主要包括：攝像機、鏡頭、云臺、云臺解碼器、視頻控制切換裝置、視頻編解碼器及一些附加設備。
　　
　　2.1攝像機、鏡頭及云臺的選擇
　　
　　對大部分變電站來說，需要安裝攝像機的地點主要是高壓室、場地和主控室。高壓室的設備相對集中，占地范圍不會很大，而且一般有封閉式的柜殼，通常只能從總體上觀察，可以選擇不用云臺，帶標準鏡頭或廣角鏡頭的攝像機。場地范圍較大，對一些重要設備(如主變壓器)，可選1～2臺不帶云臺的固定攝像機作專門監視;另外再選用1～2臺帶萬向云臺及鏡頭可變焦的攝像機對場地的其他設備進行監視。為配合圍墻上對射式紅外探頭的防區設置，建議場地攝像機所選用的云臺和鏡頭是可以進行預置位的。這樣，當某防區有報警時，攝像機鏡頭則可自動對準該防區，進而能夠*時間捕捉到現場的情況。主控室的情況和高壓室類似，不同之處是主控室有較多的儀表和燈光信號，若有需要對控制屏屏面的燈光信號和儀表讀數進行監察，可選用帶云臺且鏡頭自動對焦的攝像機，這樣可以避免遠方人工調整時因為響應時延而造成的對焦困難。
　　
　　攝像機的選擇，除考慮上述因素外，還應根據攝像機的使用環境來確定。如背景光線較強，就應選擇有自動白平衡及逆光補償功能的;環境光線較暗，就應選光照靈敏度較高的。對于其他一些可提高攝像效果的*功能，可以適當采用，但圖象質量還受到編解碼技術和通道帶寬的影響，因此提高攝像機攝像質量對提高遠端圖象質量的效果可能并不明顯，所以在選擇攝像機時，還應結合通道情況，從整體的性能價格比考慮。
　　
　　2.2云臺解碼器及視頻切換控制裝置的選擇
　　
　　視頻切換控制裝置和云臺解碼器之間的通信要符合一定規約和協議，為避免沖突，建議選用同一廠家的成套產品。云臺解碼器的作用是把從視頻切換控制裝置送過來的控制信號解碼，通過它內部的繼電器接點控制云臺的轉動、鏡頭的對變焦、燈光開關和一些智能化設備運行。對云臺解碼器的選型要考慮以下幾方面的因素：a)是室內型還是室外型;b)是否需要預置位功能，對有預置位功能的云臺必須有帶預置位功能的解碼器配合;c)控制的是變速云臺還是恒速云臺;d)是否有提供足夠的接點對輔助設備進行控制。
　　
　　視頻切換控制裝置的主要作用是利用切換矩陣控制視頻的輸出，其切換方式有三種：自動切換、人工切換和報警切換。自動切換就是使畫面定時自動輪換;人工切換就是人工選擇顯示任一畫面;報警切換就是有報警信號時信號觸發視頻切換控制裝置進行畫面切換。除切換功能外，視頻切換控制裝置還具備以下輔助功能，如在畫面上加字幕，通過鍵盤或面板控制云臺的轉動和鏡頭的對變焦，報警的編碼和防區設置，一些較為*的視頻切換控制裝置可提供外部計算機編程接口。
　　
　　2.3一些附加設備的選擇
　　
　　附加設備如溫感、煙感、紅外探頭、燈光控制器等種類繁多，一般來說它們是配合攝像機一起工作的，具體可按照所需功能和安裝地點來選擇。
　　
　　3組網形式
　　
　　3.1通道的選擇
　　
　　圖象的傳輸可以通過線、ISDN網、專線電纜、光纖等，不同通道所傳送的圖象質量及幀數會有很大的差別，如用普通網傳送分辨率為352×288象素的圖象每秒只能送1～2幀，ISDN網有10幀，光纖的E1通道可達25～30幀，若采用寬帶的數字微波及衛星傳送，其圖象質量更可上到電視廣播級的水平。針對目前很多電力局都已架設起自己的光纖網絡，采用光纖的E1通道傳送圖象可以說是*選擇，因為E1通道傳送圖象的速度和質量已基本滿足監控的要求，也不會占用太多光纖資源，利用光纖的環網更可為圖象傳送提供冗余通道。目前針對光纖E1通道發展起來的視頻編解碼器種類繁多、技術成熟，并且價格并不昂貴。建議只有在不具備光纖網絡的情況下，才退一步考慮采用網或ISDN網。
　　
　　3.2視頻編解碼器的選擇
　　
　　總的來說，視頻編解碼器的作用就是在一端把視頻信號編制成適合某種通道傳送的信號格式，再在另一端把信號還原為視頻信號。目前用ISDN網或E1通道傳送圖象的視頻編解碼器普遍是采用H.320建議，提供H.261視頻壓縮標準的FCIF圖象，圖象分辯率為352×288象素，而在降低圖象幀數的情況下，可以進一步提高圖象的分辨率。視頻編解碼器是整個系統的關鍵部分，在選擇視頻編解碼器時應注意幾個方面：a)有雙向圖象傳送功能的視頻編解碼器主要是應用于視頻會議，價格相對較高，對無人值守變電站來說有采用具單向圖象傳送功能的視頻編解碼器就足夠了;b)應采用*脫離計算機操作環境、加電即可工作、故障可自恢復的視頻編解碼器，這樣可提高整機的穩定性和可靠性;c)視頻編解碼器是否支援其他的接口功能，例如音頻接口、數據接口、報警觸點接口及一些編程接口等，以便使日后的應用更靈活;d)視頻編解碼器是否支持透明數據傳輸方式，這個功能可避免協議上的沖突。
　　
　　3.3拓撲結構
　　
　　工業電視監控系統從站端到后臺的組網方式目前一般是采用星型結構或點對點的結構。其中點對點結構方式靈活，可同時傳送多個圖象至后臺，缺點是購買設備花費較多且要占用較大的地方;星型結構的組網方式是利用一個多點切換裝置(MCU)在每站的數據通道間進行切換，每次只能還原一路視頻信號。這種方式優點是可減少投資和節省空間，缺點是一旦MCU或后臺的視頻編解碼器出現故障，將會造成系統癱瘓。具體選擇哪種組網方式，要從投資、空間大小及可靠性等幾方面綜合考慮。
　　
　　4后臺系統
　　
　　后臺系統一方面對各變電站上送的圖象信息和告警信息進行顯示和處理，另一面還要提供接口，以滿足不同部門對數據查詢、圖象回放的需要，例如與辦公網絡的數據共享等。
　　
　　4.1后臺系統網絡結構
　　
　　4.2后臺軟件功能
　　
　　根據無人值守變電站的運行需要，一般而言，工業電視監控系統的后臺軟件應具備以下功能：
　　
　　a)畫面監視和畫面切換功能。根據用戶的需要，對不同變電站的不同監視點進行實時監視和切換。
　　
　　b)控制操作。即對各變電站監視點攝像設備的光圈、焦距以及云臺進行控制。此外，一些輔助控制操作也是必須的，包括變電站燈光的開停，告警裝置的投入與解除等。
　　
　　c)多媒體防區布置圖。采用多媒體地圖分層顯示變電站內各監視現場攝像設備的布點情況，以及盜警、火警等感應裝置的設防區域。為運行人員提供直觀而具體的變電站監視現場的情況。
　　
　　d)事件告警功能。當變電站現場有異常情況發生時(如出現盜警、火警或小動物入侵防區等情況)，后臺系統能迅速告警。
　　
　　e)畫面記錄、回放功能。當變電站發生異常告警時，監控系統可自動記錄下事發時告警點的現場情況。目前而言，對實時畫面的記錄可選擇采用以下方式，即錄像或計算機磁盤錄像。
　　
　　f)事件查詢功能?？煞诸悪z索各變電站，各監視點的告警記錄，結合畫面記錄、回放功能，可對異常告警時的現場情景進行回放。
　　
　　g)網絡接口。系統可通過路由設備實現與辦公網絡的數據共享，為辦公網用戶提供圖象監視，事件檢索，錄像回放等功能。
　　
　　5關于圖象質量
　　
　　通用的做法是利用集成芯片對數字化的圖象信號進行壓縮，即將圖象信號由模擬信號轉換為數字信號并進行壓縮處理后再行傳輸。6MHz頻率的模擬信號數字化后約為108Mbit/s，然后，經過數字信號的壓縮處理，再去掉一些與視覺相關性不大的信息，壓縮為2Mbit/s碼率的信號，或可進一步壓縮到384Kbit/s，256Kbit/s，128Kbit/s碼率的信號，這樣圖象信號即可在E1通道中傳輸。這樣處理后，圖象一般只能達到CIF分辨率，即352×288象素。在此情況下，為了能夠提高后臺圖象的質量，可采用小波理論對視頻圖象進行處理。原始數字圖象經小波變換后再進行傳輸，圖象質量將明顯提高。