（1国网衡水供电公司 053000;2国网河北省电力公司检修分公司 050000）
摘要：文章介绍了远程无线移动音视频监视指挥系统的产生背景，系统组成、原理及特点，应用范围及推广前景。
关键词：无线；音视频；监视指挥系统
0 引言
当前变电站基本完成常规站到综自站过渡，实行无人值班或少人值班。传统现场工作模式已逐渐发展为远方集中监视、控制。
传统遥视监视范围有限，存在死角，维护不便，限于视频传输，使用条件有限。
针对传统方式不足，我们研发了远程无线移动音视频监视指挥系统。该系统可实现无线通讯、实时视频传送、双向语音对讲、报警呼叫等功能，将现场的图像、声音实时传送到控制室或指挥车的电脑，便于控制指挥中心对现场情况的掌握和控制，并可直接指挥前方人员作业，可广泛应用于抢险救灾、应急处理、操作远程监护、设备抢修等领域。
1 系统结构
系统由远程音视频管理平台、无线2.4G高覆盖网桥、多个无线音视频头盔、无线编解码器等构成，参见图1。
图1 远程无线移动音视频监视指挥系统组成
1.1管理平台
管理平台安装于控制指挥中心的计算机，是基于X86架构和Windows平台开发的专业音视频监控管理软件，运行中可进行设备搜索，现场的无线音视频头盔及编解码器打开后即可被搜索到。通过输入预先设置的用户名和密码，即可看到现场图像，分别点击语音对讲、录像、拍照等可实现相应功能。该平台既能独立使用，又可作为网络模块，用于搭建更大型的音视频监控指挥系统。
1.2 无线2.4G高覆盖网桥
采用OFDM（正交频分复用）技术，符合IEEE802.11g标准，具有传输速率高、距离远等特点，可采用点对点或点对多点的组网方式将分布于不同地点和不同建筑物之间的局域网连接起来。
1.3 无线音视频头盔
由头盔、电池组、摄像头、气感耳机、骨感麦克组成。整个头盔体积、重量与通用电力头盔基本一致，重量控制在500克左右。摄像头采用Sony CCD 520线，体积仅为15*15*15mm，重量约10g，拍摄视角大，是人眼视角的两倍，与人眼同步拍摄。气感耳机通过封闭管道空气振动传播声音，骨感麦克置于头盔顶部，通过讲话者头骨振动传播声音，两者结合使用有效解决了电力企业检修工作场景风噪大，电磁干扰大等问题。
1.4 无线编解码器
采用OFDM（正交频分复用）技术，收发一体，传输距离经测试可达1公里半径，传输带宽在54M以下。无线编解码器与电池集成一体，体积仅为10cm*6.6cm*2.7cm，重量约320g，持续供电时间在5小时以上。
2 系统原理
无线音视频传输广义上属于无线宽带传输，大体了经历模拟、数字传输两个阶段。模拟图像传输因其多径干扰、同频干扰和噪声叠加，导致实际应用中图像传输可靠性和高图像质量难以保证，因此模拟图像无线传输在很多行业已基本被淘汰。
随着图像编解码和无线数字调制技术的发展，无线数字图像传输成为目前的技术中坚。其基本结构均为视音频编码—无线信道数字调制--视音频解码。
目前现有的无线音视频应用中，音视频压缩编码以MPEG2/4、H.261/263等为主。其中高质量图像（标准PAL/NTSC制式或分辨率不小于700×500）一般以MPEG2编解码居多。高质量的音视频对编码流、信道速率要求十分高。一般的数字微波，扩频微波传输中，虽然采用MPEG2编码，但信道最多采用1M速率，如CIF/2CIF等，使得解码后的图像分辨率一般为352×288，无法满足后期分析、存储、编辑等要求。
远程无线移动音视频监视指挥系统中，无线编解码器及无线网桥均采用了COFDM（正交频分复用）技术。COFDM无线传输技术的基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输，即将频域中的一个宽带信道划分成多个重叠的子信道进行窄带传输。在接收端，虽然频谱相互重叠，但是只要保证各子信道上信号的正交性，就可以将各信道上的信号正确分离。
3 系统特点
3.1微型化高度集成
各种元器件的微型化，实现了电子电路、元器件的高度集成，如摄像头、供电系统、编解码器等。实现整个智能音视频头盔体积、重量与通用电力头盔基本一致，重量控制在500克左右。无线编解码器整体重量控制在320克左右。单次充电使用时间能达到10小时以上。
3.2抗干扰能力强
气感耳机、骨感麦克有效解决电力企业检修工作场景风噪大，电磁干扰大等问题。针对气感耳机和骨感麦克附件多，体积大的问题，我们也进行了最大限度的微型化改造。
3.3 信号传输距离远，更流畅
通过对无线传输技术进行协议优化，同等功率增益情况下，信号传输距离更远，超越了IEEE802.11b/g标准实现的200-300m的传输距离，传输半径达到1000米。针对无线传输技术解决视频编解码ITU-T H．263协议，音频编解码ITU-T G．723协议实时传输困难的问题，我们采用了误码隐藏算法，使得视频传输更流畅，无卡顿现象。
3.4 无线传输，组网方便灵活
无线传输，无需专门铺设线路，可根据作业和应急需要随时随地部署，可在最短时间内完成系统搭建，建立新的小型无线、可移动音视频监视指挥系统，快捷方便，机动灵活。
4 应用前景
远程无线移动音视频监视指挥系统为运行管理提供了新思路。目前，运行人员日常巡视、操作均为两人进行，本系统为远方监护，单人巡视、单人操作创造了条件，符合精益化管理的要求。当然，还需进一步探索并建立相关的规章制度。
远程无线移动音视频监视指挥系统为远方故障诊断、技术支持创造了条件。例如运行人员在巡视中发现保护装置故障报警，保护人员可立即在驻地通过本系统查看现场情况，迅速做出判断处理。在保障网络安全的情况下，甚至可以现场连接厂家，这无疑大大缩短了缺陷处理时间，提高了工作效率，对电网的安全运行有重要意义。
5 结束语
远程无线移动音视频监视指挥系统可作为现代电网管理的重要组成部分。系统组网灵活，使用方便，使用效果明显，伴随相关规章制度的建立，经过持续探索、深化应用，必将发挥重要的积极作用。
作者简介：
户刚 (1980.1-)，男，河北衡水人，华北电力大学电气工程领域工程硕士，工程师，单位：国网衡水供电公司，研究方向：变电检修技术。
袁冰，国网河北省电力公司检修分公司，050000。
张世琦，国网衡水供电公司，053000。
论文作者:户刚,袁冰,张世琦
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/7
标签：音视频论文; 头盔论文; 信道论文; 指挥系统论文; 图像论文; 衡水论文; 麦克论文; 《电力设备》2016年第15期论文;