変電所補助制御システム総合監視プラットフォーム

一、概要

1.1 概要

変電所補助制御システム総合監視プラットフォーム（インテリジェント変電所補助制御システム）は「統合化」、「デジタル化」、「インテリジェント化」の安全・防衛総合管理統合プラットフォームであり、オンライン監視、ビデオ監視、ビジュアル・インタラクション、動力環境、安全警備、門限、設備制御、火災警報などのサブシステムを統合し、1つのプラットフォーム下の複数のサブシステムの統一管理と相互間の連動を実現することに対して、「一体化、インテリジェント化」管理を真に実現し、システム全体の運行効率を大幅に向上させた。

変電所補助制御システム総合監視プラットフォームは自主開発したSOAシステムアーキテクチャに基づく集積多システムのネットワークプラットフォームであり、先進的なソフトウェア・ハードウェア開発技術を採用し、システム集中管理、多段階ネットワーク、情報共有、相互接続、多業務融合などの問題を解決した。

変電所補助制御システムの総合監視プラットフォームは主に電力エネルギー業界に向けており、資源の抽象化、統一アクセスなどの技術手段を通じて複数の業務システムの一体化集積展示を実現し、日常運行メンテナンスの難易度と作業量を大幅に減少させ、システム運行管理効率を高め、安全生産のために直感的で有効な技術サポートを提供した。

1.2変電所補助制御システムプラットフォームソフトウェアぎじゅつひょうじゅん

本ソフトウェアの設計機能、性能指標は業界関連基準、規範規定（含むがこれに限らない）の要求を満たす：

◆GB/T 28181-2011「安全防犯ビデオ監視ネットワークシステム情報伝送、交換、制御技術要求」

◆国家電力網公司企業標準（Q/GDW 517.1-2010）「電力網映像監視システム及びインタフェース」

◆DL/T 860-2016「電力自動化通信ネットワークとシステム」

◆DL/T 634.5104-2009「遠隔装置及びシステム」

◆IETF RFC 2068「HTTP（ハイパーテキスト転送プロトコル）」

◆IETF RFC 2326「リアルタイムストリーミングプロトコル（RTSP）」

◆IETF RFC 3261「会議初期化プロトコル（SIP）」

◆IETF RFC 3550「リアルタイム伝送プロトコル（RTP）」

◆IETF RFC 3551「リアルタイム伝送制御プロトコル（RTCP）」

◆ITU H.264「ビデオオーディオコーデック標準」

◆ITU-T G.711「オーディオコーデック標準」

◆ITU-T G.722『オーディオコーデック標準』

◆ITU-T G.726「オーディオコーデック標準」

二、トータルデザイン

2.1変電所補助制御システムプラットフォームソフトウェアビジネス構成

ビジネス機能構成図

変電所補助制御システム総合監視プラットフォームSOA理念に従い、モジュール化、プラグイン化設計を採用し、業務機能は必要に応じて組み合わせ、冗長配置能力を備え、システム業務の高可用性を保証する。技術構造から主に次のような階層に分類されます。

1）基礎アクセス層

オペレーティングシステム、データベース、セキュリティ暗号化、設備アクセス及びマルチメディアプロトコルのパッケージ、差異の遮蔽、多メーカー、多種類、多プロトコルの各種異種ハードウェアと互換性があり、上層アプリケーションのプラットフォーム無関係性を実現し、運行効率とシステム互換性を高める。

2）プラットフォームサービス層

プラットフォームサービス層では授権認証、設備管理、警報管理、データ収集、設備制御、ストリーミング転送サービス、ストレージサービス、連動サービスなどを提供するほか、第三者システムアクセスサービスとプラットフォーム相互接続管理サービスを提供し、プラットフォーム相互接続をサポートする。

3）業務層

常用業務のまとめ、カプセル化を通じて、ビデオ、警報、設備制御、データ収集、検索統計、システム管理などのRESTful API形式の業務インタフェースを提供し、展示層と第三者のシステム呼び出しを便利にした。

4）ディスプレイ層

APIインタフェースを通じてビジネス層が提供する様々なサービスインタフェースを呼び出し、具体的な機能をエンドユーザーに提供する。

2.2 プラットフォーム構成

1）センター管理サービス

クラウドプラットフォームのベアラサービスとして、システム全体のコアコンポーネントであり、統一的な認証、許可、管理サービスを提供することができる。管理サーバとして、システム内のユーザ、役割、権限、ビデオ監視装置、集中配置管理を行う、アプリケーションサーバとして、各種セキュリティ監視業務を提供し、完全なログ管理と監査機能を提供する。

2）ストリーミングサービス

リアルタイムのビデオデータの転送と配布をサポートする、記憶データの再生リクエスト（VOD）をサポートする、QoS管理をサポートし、帯域幅を合理的に使用する、ユーザーとイベントの優先度管理をサポートする、カスケードおよび分散配置をサポートする、ビデオストリームに関する統計情報をサポートします。

3）ストレージサービス

集中型クラウドストレージ管理モードをサポートし、DVRストレージの分散型ストレージ方式もサポートする、PB級の大量音ビデオデータ記憶、快速検索及び知能後検索をサポートする、柔軟なバックアップ戦略をサポートします。

4)アラーム機能サービス

アラーム機能サービスはプラットフォームの最も核心的な業務モジュールの一つであり、ビデオアラーム、動力環境データアラーム、アラームホストアラーム、門限アラーム、消防アラーム及びその他の方式でトリガされたアラームなどを統一的に管理する。

アラーム機能サービスは、処理装置から報告されたアラームイベントを直接受信することができ、また、デバイス側から収集された状態データを事前設定規則に基づいて分析確認することができる。

アラーム機能サービスが新しいアラームイベントを受信すると、メッセージキューに基づいてシステム内のすべてのサブスクリプションのサービスおよびユーザーにメッセージをプッシュする責任があります。

5)デバイスエージェントサービス

プラグイン機構を採用し、各種設備にアクセスし、各種メディアシグナリングフローを受信、伝送、制御し、設備アクセス応用の開発を簡略化し、上層部に標準的で統一的なインタフェースを提供し、下に設備の配置と制御を完成する。

アプリケーションシーンに応じて、IOデバイスエージェントサービスとストリーミングメディアエージェントサービスの2種類があります。

三、プラットフォームの特徴

1）高信頼性

プラットフォーム内部の重要なサービスはすべてマスターまたはマルチマスターモデルの配置運転をサポートし、ハードウェアまたはネットワーク障害によるシステム異常を効果的に防止することができる。

プラットフォーム内部サービスの高い信頼性には、状態監視、強制回復、サービス移行など多くのメカニズムが採用されている。すべてのサービスはSOAメッセージバスに基づいてデータ相互作用を行い、各サービスは定期的にそれぞれの運行状態を報告し、センター管理サービスはサービスの運行状態をまとめて監視し、異常を発見したら直ちに異常サービスを処置し、そしてその他の関連サービスに対応準備をするよう通知する。スタンドアロンモードで動作する異常サービスに対して、再起動完了後に関連サービスが自動的にドッキングを再開する、マルチマシンで実行される例外サービスに対しては、関連サービスはアクティブ・スイッチング・サービスを選択します。センター管理サービスは、異常なサービスを複数回再起動した後も、システム全体の機能が正常に動作していることが保証されていない場合は、サーバを積極的に再起動します。

プラットフォーム内のすべてのサービスにはエラー検出とリカバリメカニズムがあり、サービスが利用できない、データベースまたはネットワークの障害が発生した場合、リカバリメカニズムを自動的に励起し、定期的に正常な状態に戻すことを試みることができます。

また、プラットフォームはソフトウェアウォッチドッグサービスを専門に設計し、センター管理サービスの運転状態と異常処理を監視する。ソフトウェアウォッチドッグのサービス機能は単一で、自分自身が信頼できる性高これにより、プラットフォームが電気通信レベル7*24時間の信頼性のある運用を実現し、ユーザーに信頼性の高いサービスを提供できることを確保します。

2）拡張性が良い

モジュール化された設計を採用し、プラットフォーム内の各サービスは1台のサーバ上で実行することができ、複数のサーバ上に分散することもできる。

システム内のビジネス機能の1つは、サービスの1つのインスタンスによって実行されるように構成することも、複数のインスタンスによって共同で実行されるように構成することもできます。例えば、ストリーミングサービスは1000台のNVRデバイスへのアクセスを担当し、1台のサーバ上で完了するように配置してもよいし、2台のサーバ上に配置してもよいし、各サーバのストリーミングサービスインスタンスはそれぞれ500台のアクセスを担当してもよい。

3）開放度が高い

統一された設備アクセス規範とプラグインメカニズムを採用し、ビデオ、アラーム、リング、消防、門限などの各種設備インタフェースの差異性遮蔽と全体アクセスを完了し、新設備加入プラットフォームはインタフェース規範に従ってプラグイン開発を完了するだけで、配置後にプラットフォームにアクセスすることができる。

RESTful API形式を用いてプラットフォームのすべての業務インタフェースを開放し、SDKまたはコントロールを結合してクライアントが実現したすべての機能を完成することができる。

4）標準化の程度が高い

標準的な国際規範と協議を採用し、他の業務システムとの接続を容易にし、二次開発を容易にすることができる。プラットフォーム内部のビデオ機器またはシステムドッキングはONVIF/GB-28181/国網Bインタフェースなどの国際的または国家的な標準をサポートし、警報、動環、消防設備またはシステムドッキングはIEC 61850/IEC 104/MODBUS RTU/TCPなどの国際的または国家的な標準をサポートする。

5）マルチレベルプラットフォームカスケード

大型システムの多段垂直管理のネットワーク構築方案を満たし、多段管理を容易にし、プラットフォームが採用したドメイン技術により、カスケードはトップダウンで実施することができ、下から上へ段階的にネットワークを構築することもでき、各地域がまず単独でネットワークを構築し、上級から集中的にネットワークを構築する建設方式を満たすことができる。

四、主な機能

4.1 アラーム連動

アラーム連動適用範囲は：周界アラーム、門限アラーム、移動検出アラーム、温湿度アラーム、ビデオアラーム、設備及びサーバー故障アラーム、人員測位アラームなどを含む。

プラットフォームはアラームマルチカメラとのビデオ連動、マルチデバイス制御連動、ユーザーの避難、手動警察の解除をサポートし、計画に応じて自動的に避難を行い、アラームキャンセルの遅延時間を設定するなどの機能をサポートする。

アラーム発生は一連の応答動作を自動的にトリガする：

1）アラームメッセージ音を出す、

2）警報提示ウィンドウをポップアップし、リアルタイムでユーザーに通知する、

3）生音声放送、

4）自動的に対応するカメラ映像に切り替え、プリセットビットのあるものは自動的にプリセットビットに切り替え、同時にモニタ画面OSD重畳警報情報、

5）カメラの動画画像をキャプチャ連動キャプチャし、メール、ftp、メールなどでサーバーをアップロードする、

6）連動制御設備、例えば起動現場照明、サイレン、ファン、ドアなど、

7）警報録画を起動し、後で警報情報に基づいて相応の画像録画を検索して再生するのに便利である、

8）アラームロギングを生成する。

4.1.1共通連動事前シナリオ

1）安全警備警報連動

電子フェンス、赤外線対射、小動物探知機などを通じて侵入警報を触発し、連動して動画画像を開いて撮影と録画を行い、リアルタイムで警報音声を放送し、連動サイレンの発声警告、注意メッセージを送信する。

2）環境量警報連動

温度超過警報、プラットフォームは接続されたエアコンコントローラを通じて、自動的に対応するエアコンを制御して起動冷房または暖房を行う、湿度超過警報は該当地域のファンまたは除湿器と連動して除湿を行い、注意メッセージを送信する。

3）有害ガス連動

SF 6、H 2 S、O 3、COなどの有害ガス濃度が基準を超えたことを検出した後、ファンと連動して換気を行い、注意メッセージを送信した。

4）シャッタ動作映像連動

バックグラウンドサービスはナイフスイッチの動作信号を監視測定した時、積極的に対応する照明照明照明をつけ、自動的に関連するビデオをポップアップし、プリセットビットを呼び出して所定の角度位置に移動し、スイッチナイフスイッチのリアルタイム閉鎖状態を見る。

4.2 クエリー統計

4.2.1アラームイベント照会

ロギングクエリーインタフェースのスクリーンショット

履歴アラーム情報は、時間、場所、アラームタイプなどさまざまな組み合わせで検索できます。アラームの名前、エリア名、タイプ、アラームタイプ、アラームレベル、発生時間、状態、説明、確認状態、確認者、確認時間などの履歴アラーム情報を表示します。

4.2.2アナログ量データログ照会

履歴環境データログ照会インタフェース

リソースサブタイプ、時間、アラーム状態などのさまざまな組み合わせで履歴アナログ量データレコードを検索することができます。クエリ結果は、シミュレータ量ノード名、ゾーン名、タイプ、数値、アラーム状態、イベントタイプ、イベントサブタイプ、イベント発生時間、更新時間などを含むリストとグラフで表示されます。

4.2.3入退場記録照会

個人入退場記録照会インタフェース

ゲートノード、入退場者名、カード番号、入退場方向、操作タイプ、時間、警報状態などの多種の組み合わせ方式に従って、入退場記録を調べることができる。クエリ結果は、ゲート名、エリア名、ゲートステータス、方向、操作タイプ、オペレータ、カード番号、個人部門、発生時間などを含むリスト形式で表示されます。

4.2.4操作ログ照会

操作ログ照会インタフェース

システムはユーザーの操作情報を記録し、検索機能を提供し、ユーザーの操作を追跡することができる。操作タイプ、ユーザー、期間、イベントタイプ別の複数の検索条件を提供するクエリー。

4.3 システムネットワークかん

プラットフォームは監視システムにおけるサーバー及び設備の運転状態を統一的に管理し、リアルタイムに異常状況を報告することができる。

センターサーバについては、CPU負荷率、メモリ使用率、ディスク使用率など、サーバおよびバックグラウンド実行サービスを監視し、システム性能を分析します。

システム内アクセスのフロントエンド機器については、各サブシステム全体の運転状態、単一機器の運転状態などを監視する。

システムサービス状態監視インタフェース

モニタ装置状態モニタインタフェース

ビデオ接点状態監視インタフェース

データノード状態監視インタフェース

制御ノード状態監視インタフェース

五、運行環境

5.1 ハードウェア環境

5.1.1サーバー

1）小規模

CPU：Intel Xeon E 3-1230 V 2 3.3 GHz以上、

メモリ：4 G DDR 3及びそれ以上のメモリ、

NIC：Intel 1000 M NIC*2、

2）中・大型規模

CPU：Intel Xeon E 5620 2.4 GHz以上、

メモリ：4 G DDR 3以上メモリ；

NIC：Intel 1000 M NIC*2、

5.1.2クライアント・ワークステーション

CPU：Intel/AMDデュアルコア、2.4 GHz以上、

メモリ：4 G DDR 3以上メモリ；

NIC：IntelまたはRealTekの100 Mbps以上のNIC、

5.2 ソフトウェア環境

5.2.1オペレーーティングシステム

バックグラウンド管理サービスは、Windows Server 2008（32/64）またはWindows Server 2012オペレーティングシステムの使用を推奨します。

クライアントはWindows 7またはWindows 10オペレーティングシステムを使用することを推奨します。

BSクライアントはIE 8-IE 11の使用を推奨している。

5.2.2データベース

プラットフォームはデフォルトでMySQLを使用しています。他の主流データベースシステムにも互換性がありますが、互換性を考慮して、特別な場合でなければ他のデータベース管理システムに交換することはお勧めしません。

サポートされるデータベース：MySQL、SQL Server、Oracle。

六、パフォーマンス指標

6.1 システム容量

1）フロントエンド機器

－管理可能なカメラ数：≧30000台。

-シングルストリーミングメディアサーバによる同時転送ビデオ数：≧300パス（2 Mb/sコードストリーム）。

－単台のアラーム機能サーバ毎秒転送メッセージ数：≧500件。

2）ユーザー管理

－管理可能な最大ユーザー数：≧3000。

－同時オンラインユーザー数：≧1500。

6.2 リアルタイム性

-理想的なネットワークの場合、リアルタイムのビデオ、オーディオデータの伝送遅延は<1000 msである。

−理想的なネットワークの場合、ビデオ画像切替応答の待ち時間は＜1 sである。

−理想的なネットワークの場合、雲台制御回転応答待ち時間<1 s。

－理想的なネットワークの場合、アラームがトリガーされた後、監視センター内でビデオ表示と記録を起動するために必要な直接連動応答時間＜2 s。

七、ケース展示

GIS局放監視

SF 6微小水密度モニタリング

SF 6ガス濃度モニタリング

避雷器のオンラインモニタリング

履歴アラーム

過去データ

ライブビデオ

ビデオ再生