電力故障現(xiàn)場(chǎng)的無線視頻實(shí)時(shí)通訊應(yīng)用

曾偉章

摘 要：隨著用戶對(duì)供電質(zhì)量要求的提高，電力故障維修迫切需要及時(shí)、迅速的完成。故障指揮中心也需要通過視頻直觀地對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)和監(jiān)督。本文利用COFDM技術(shù)開發(fā)了無線視頻遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能滿足故障現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸視頻，實(shí)現(xiàn)了指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)的無縫對(duì)接。

關(guān)鍵詞：COFDM技術(shù) 實(shí)時(shí)通訊 無線傳輸 故障現(xiàn)場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（a）-0059-02

由于電力系統(tǒng)不可避免地遭受到自然條件、設(shè)備磨損老化、人為誤操作的影響，因此，電力設(shè)備的損壞乃至供電中斷時(shí)有發(fā)生，系統(tǒng)檢修自然地成為電力部門的重要任務(wù)。而對(duì)于線路中急修工作，由于作業(yè)人員無法判斷現(xiàn)場(chǎng)故障原因，無法確定故障位置或者無法確定故障處理方式時(shí)，就需要與急修指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸故障現(xiàn)場(chǎng)狀況，以報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)故障情況并得到指揮中心的操作指導(dǎo)。

作為世界上廣泛采用的調(diào)制技術(shù)，OFDM （orthogonal frequency division multiplexing）技術(shù)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為無線通訊時(shí)代的核心技術(shù)。編碼正交頻分復(fù)用技術(shù)COFDM（Coded orthogonal frequency division multiplexing），將OFDM技術(shù)與信道編碼技術(shù)向結(jié)合，提高了自身的抗多徑衰落、抗碼間干擾能力、抗多普勒頻移能力，是目前世界上最具發(fā)展?jié)摿?，也是最先進(jìn)調(diào)制技術(shù)[1]。東莞供電局“一站妥”系統(tǒng)研制過程中，采用COFDM技術(shù)開發(fā)了無線視頻遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將故障現(xiàn)場(chǎng)狀況以視頻形式傳輸給指揮中心，指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人可以通過視頻記錄的故障實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作給予指導(dǎo)和監(jiān)督。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

總的來說，系統(tǒng)分為發(fā)射前端和接收設(shè)備兩大部分。發(fā)射前端將現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)采集的圖像通過SPS-430CZ系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)傳輸出去；接收設(shè)備通過接收天線得到發(fā)射機(jī)傳輸過來的視頻信息。

發(fā)射系統(tǒng)：

（1）吸盤攝像機(jī)：可以直接吸附于車頂或其他磁鐵附著物。要求能在移動(dòng)或靜止中拍攝，也可從不同位置、不同角度對(duì)重要場(chǎng)景和主要部位進(jìn)行高質(zhì)量圖像拍攝。

（2）車載視頻終端—— PS-430CZ便攜式發(fā)射機(jī)：發(fā)射前段的主要設(shè)備，集成了顯示屏、電池、控制面板和無線發(fā)射機(jī)。其關(guān)鍵作用在于信號(hào)的調(diào)制，過程框圖如圖1。

（3）天饋系統(tǒng)：包含圖像發(fā)射天線與控制接收天線。

接收系統(tǒng)：

（1）接收機(jī)：接收系統(tǒng)的主要設(shè)備，并將接收的信號(hào)顯示給指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人。其主要作用在于信號(hào)的解調(diào)，解調(diào)框圖如圖2。

（2）天饋系統(tǒng)：指令天線、八木天線和1.8 m玻璃鋼天線。

（3）濾波器：分別組成三個(gè)濾波放大器；其中兩個(gè)對(duì)八木天線和玻璃鋼天線接收的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，指令發(fā)射器的濾波放大器對(duì)云臺(tái)控制信號(hào)處理。

（4）云臺(tái)鏡頭控制發(fā)射機(jī)：指揮中心通過該設(shè)備控制前端球形云臺(tái)，以便于指揮中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同角度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)

本系統(tǒng)使用方便，使用地點(diǎn)范圍廣。

（1）設(shè)備本身內(nèi)置可重復(fù)充電的大容量電池，可保證持續(xù)工作7 h以上。不同于傳統(tǒng)的微波設(shè)備，該系統(tǒng)不必要在視通條件下才能工作。使用期間將吸盤像機(jī)和吸盤天線放置于電力急修車車頂，開啟設(shè)備電源即可工作。需要說明的是，設(shè)備不管在地面或任何一輛車上都能使用。節(jié)省了“布點(diǎn)”的工作，也便于音頻、視頻的獲取。該系統(tǒng)適應(yīng)于郊區(qū)、城郊急修時(shí)等非通視和建筑物內(nèi)有大目標(biāo)物體阻擋的環(huán)境，具有很強(qiáng)的“繞射、穿透”能力[2]。視通條件下（LOS），傳輸距離大于100 km；非視通條件下（NLOS），傳輸距離也大于10 km。系統(tǒng)接收效果圖如圖3。

（2）本系統(tǒng)具有良好的抗電磁干擾性能。

對(duì)于頻率選擇性衰落，COFDM體統(tǒng)會(huì)將各個(gè)子載波聯(lián)合編碼，因此就具有了很強(qiáng)的抗衰落能力[3]。此外，系統(tǒng)對(duì)窄帶干擾及信號(hào)波形間的干擾也有良好的抗干擾性能。特別要強(qiáng)調(diào)的是，在單載波系統(tǒng)抗干擾能力弱，單個(gè)衰落或干擾就足以導(dǎo)致整個(gè)通信鏈路的失敗。但是多載波COFDM系統(tǒng)，由于其強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力，即使是僅有的小部分子載波會(huì)受到的干擾，這些子信道也會(huì)采用糾錯(cuò)碼對(duì)小部分干擾進(jìn)行糾錯(cuò)，以此確保傳輸過程中的低誤碼率。

（3）高清晰度的圖像編碼技術(shù)。

該系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制采用COFDM調(diào)制技術(shù)，因此，能得到較高的速率。2 MHz的射頻帶寬內(nèi)采用DVD壓縮格式的MPEG—2編碼技術(shù)的圖像[4]，當(dāng)圖像清晰度是720×576像素時(shí)，視頻圖像質(zhì)量已經(jīng)超出D1標(biāo)準(zhǔn)，則傳輸通道要滿足單向通道4-8MB的傳輸速率。將傳輸幀率設(shè)定為固定的每秒25幀，傳輸方式為數(shù)據(jù)流，在傳輸過程中數(shù)據(jù)流的大小可以設(shè)定在4 M以上，這樣足以滿足指揮中心清楚地觀察現(xiàn)場(chǎng)的要求[5]。

移動(dòng)性能良好。

系統(tǒng)適用于高速移動(dòng)過程中的實(shí)時(shí)視頻圖像傳輸，是可移動(dòng)的便攜裝置，將方便于電力檢修人員不固定地點(diǎn)的移動(dòng)操作。

3 系統(tǒng)在“一站妥”系統(tǒng)的應(yīng)用效果

在電力系統(tǒng)突發(fā)故障或比較重要場(chǎng)合下，在移動(dòng)或靜止中拍攝并實(shí)時(shí)傳輸高質(zhì)量的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖像，從不同位置、不同角度對(duì)重要故障點(diǎn)和主要設(shè)備的重點(diǎn)部位進(jìn)行高質(zhì)量圖像拍攝，并將所拍攝的圖像、聲音信號(hào)通過無線的傳輸方法傳輸?shù)街笓]中心，達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心的實(shí)時(shí)通訊，必將大大提高工作效率。

首先，對(duì)于同一停電范圍內(nèi)的故障，可以通過無線視頻實(shí)時(shí)傳回的現(xiàn)場(chǎng)狀況，對(duì)多個(gè)故障點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一、有計(jì)劃地操作指揮。將故障的統(tǒng)一處理可以優(yōu)化維修策略，減少停電時(shí)間，增加用戶滿意度。

其次，當(dāng)故障現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生突發(fā)、疑難事件時(shí)，指揮中心可以組織有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家，通過視頻傳回的現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行集體會(huì)診，通過安排現(xiàn)場(chǎng)人員做出臨時(shí)處理，并迅速派有關(guān)人員趕往現(xiàn)場(chǎng)，展開工作組織搶修。

最后，現(xiàn)場(chǎng)操作信息傳遞到搶修指揮中心和移動(dòng)指揮車，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員可現(xiàn)場(chǎng)觀看搶修人員搶修過程工作是否到位，搶修結(jié)束后，搶修現(xiàn)場(chǎng)是否還原，一旦有用戶投訴，能夠?yàn)楣╇娖髽I(yè)提供責(zé)任依據(jù)。

4 結(jié)語

本文主要介紹了無線視頻系統(tǒng)在復(fù)雜地理?xiàng)l件和現(xiàn)場(chǎng)狀況下，故障現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo)音視頻信息向本地監(jiān)控中心（指揮中心）的實(shí)時(shí)傳輸。音視頻傳送到急修指揮中心監(jiān)控平臺(tái)，指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人能及時(shí)遠(yuǎn)程協(xié)助指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作。除此之外，也可在計(jì)劃停電、巡檢等工作通過視頻拍攝現(xiàn)場(chǎng)了解實(shí)時(shí)情況，更好的掌握現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)與急修指揮中心的無縫通訊。該系統(tǒng)的利用，將大大提高故障檢修的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃瑞，鄒辰.關(guān)于COFDM（編碼正交頻分復(fù)用）中的編碼研究[J].艦船電子工程，2007（4）：86-89.

[2] A.F.Molisch.Wideband Wireless Digital Communications[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002：41-45.

[3] 樊昌信.通信原理[M].5版.北京：國防工業(yè)出版社，2003：233-243.

[4] 孫鳳杰，崔維新，張晉保，等.遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖象識(shí)別技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（5）：81-84.

[5] Cooley J W，Tukey J W.An Algorithm for the Machine Calculation of Complex Fourier Series[J].Mathematics of Computation，1965，19：297-301.endprint

摘 要：隨著用戶對(duì)供電質(zhì)量要求的提高，電力故障維修迫切需要及時(shí)、迅速的完成。故障指揮中心也需要通過視頻直觀地對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)和監(jiān)督。本文利用COFDM技術(shù)開發(fā)了無線視頻遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能滿足故障現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸視頻，實(shí)現(xiàn)了指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)的無縫對(duì)接。

關(guān)鍵詞：COFDM技術(shù) 實(shí)時(shí)通訊 無線傳輸 故障現(xiàn)場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（a）-0059-02

由于電力系統(tǒng)不可避免地遭受到自然條件、設(shè)備磨損老化、人為誤操作的影響，因此，電力設(shè)備的損壞乃至供電中斷時(shí)有發(fā)生，系統(tǒng)檢修自然地成為電力部門的重要任務(wù)。而對(duì)于線路中急修工作，由于作業(yè)人員無法判斷現(xiàn)場(chǎng)故障原因，無法確定故障位置或者無法確定故障處理方式時(shí)，就需要與急修指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸故障現(xiàn)場(chǎng)狀況，以報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)故障情況并得到指揮中心的操作指導(dǎo)。

作為世界上廣泛采用的調(diào)制技術(shù)，OFDM （orthogonal frequency division multiplexing）技術(shù)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為無線通訊時(shí)代的核心技術(shù)。編碼正交頻分復(fù)用技術(shù)COFDM（Coded orthogonal frequency division multiplexing），將OFDM技術(shù)與信道編碼技術(shù)向結(jié)合，提高了自身的抗多徑衰落、抗碼間干擾能力、抗多普勒頻移能力，是目前世界上最具發(fā)展?jié)摿?，也是最先進(jìn)調(diào)制技術(shù)[1]。東莞供電局“一站妥”系統(tǒng)研制過程中，采用COFDM技術(shù)開發(fā)了無線視頻遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將故障現(xiàn)場(chǎng)狀況以視頻形式傳輸給指揮中心，指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人可以通過視頻記錄的故障實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作給予指導(dǎo)和監(jiān)督。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

總的來說，系統(tǒng)分為發(fā)射前端和接收設(shè)備兩大部分。發(fā)射前端將現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)采集的圖像通過SPS-430CZ系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)傳輸出去；接收設(shè)備通過接收天線得到發(fā)射機(jī)傳輸過來的視頻信息。

發(fā)射系統(tǒng)：

（1）吸盤攝像機(jī)：可以直接吸附于車頂或其他磁鐵附著物。要求能在移動(dòng)或靜止中拍攝，也可從不同位置、不同角度對(duì)重要場(chǎng)景和主要部位進(jìn)行高質(zhì)量圖像拍攝。

（2）車載視頻終端—— PS-430CZ便攜式發(fā)射機(jī)：發(fā)射前段的主要設(shè)備，集成了顯示屏、電池、控制面板和無線發(fā)射機(jī)。其關(guān)鍵作用在于信號(hào)的調(diào)制，過程框圖如圖1。

（3）天饋系統(tǒng)：包含圖像發(fā)射天線與控制接收天線。

接收系統(tǒng)：

（1）接收機(jī)：接收系統(tǒng)的主要設(shè)備，并將接收的信號(hào)顯示給指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人。其主要作用在于信號(hào)的解調(diào)，解調(diào)框圖如圖2。

（2）天饋系統(tǒng)：指令天線、八木天線和1.8 m玻璃鋼天線。

（3）濾波器：分別組成三個(gè)濾波放大器；其中兩個(gè)對(duì)八木天線和玻璃鋼天線接收的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，指令發(fā)射器的濾波放大器對(duì)云臺(tái)控制信號(hào)處理。

（4）云臺(tái)鏡頭控制發(fā)射機(jī)：指揮中心通過該設(shè)備控制前端球形云臺(tái)，以便于指揮中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同角度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)

本系統(tǒng)使用方便，使用地點(diǎn)范圍廣。

（1）設(shè)備本身內(nèi)置可重復(fù)充電的大容量電池，可保證持續(xù)工作7 h以上。不同于傳統(tǒng)的微波設(shè)備，該系統(tǒng)不必要在視通條件下才能工作。使用期間將吸盤像機(jī)和吸盤天線放置于電力急修車車頂，開啟設(shè)備電源即可工作。需要說明的是，設(shè)備不管在地面或任何一輛車上都能使用。節(jié)省了“布點(diǎn)”的工作，也便于音頻、視頻的獲取。該系統(tǒng)適應(yīng)于郊區(qū)、城郊急修時(shí)等非通視和建筑物內(nèi)有大目標(biāo)物體阻擋的環(huán)境，具有很強(qiáng)的“繞射、穿透”能力[2]。視通條件下（LOS），傳輸距離大于100 km；非視通條件下（NLOS），傳輸距離也大于10 km。系統(tǒng)接收效果圖如圖3。

（2）本系統(tǒng)具有良好的抗電磁干擾性能。

對(duì)于頻率選擇性衰落，COFDM體統(tǒng)會(huì)將各個(gè)子載波聯(lián)合編碼，因此就具有了很強(qiáng)的抗衰落能力[3]。此外，系統(tǒng)對(duì)窄帶干擾及信號(hào)波形間的干擾也有良好的抗干擾性能。特別要強(qiáng)調(diào)的是，在單載波系統(tǒng)抗干擾能力弱，單個(gè)衰落或干擾就足以導(dǎo)致整個(gè)通信鏈路的失敗。但是多載波COFDM系統(tǒng)，由于其強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力，即使是僅有的小部分子載波會(huì)受到的干擾，這些子信道也會(huì)采用糾錯(cuò)碼對(duì)小部分干擾進(jìn)行糾錯(cuò)，以此確保傳輸過程中的低誤碼率。

（3）高清晰度的圖像編碼技術(shù)。

該系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制采用COFDM調(diào)制技術(shù)，因此，能得到較高的速率。2 MHz的射頻帶寬內(nèi)采用DVD壓縮格式的MPEG—2編碼技術(shù)的圖像[4]，當(dāng)圖像清晰度是720×576像素時(shí)，視頻圖像質(zhì)量已經(jīng)超出D1標(biāo)準(zhǔn)，則傳輸通道要滿足單向通道4-8MB的傳輸速率。將傳輸幀率設(shè)定為固定的每秒25幀，傳輸方式為數(shù)據(jù)流，在傳輸過程中數(shù)據(jù)流的大小可以設(shè)定在4 M以上，這樣足以滿足指揮中心清楚地觀察現(xiàn)場(chǎng)的要求[5]。

移動(dòng)性能良好。

系統(tǒng)適用于高速移動(dòng)過程中的實(shí)時(shí)視頻圖像傳輸，是可移動(dòng)的便攜裝置，將方便于電力檢修人員不固定地點(diǎn)的移動(dòng)操作。

3 系統(tǒng)在“一站妥”系統(tǒng)的應(yīng)用效果

在電力系統(tǒng)突發(fā)故障或比較重要場(chǎng)合下，在移動(dòng)或靜止中拍攝并實(shí)時(shí)傳輸高質(zhì)量的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖像，從不同位置、不同角度對(duì)重要故障點(diǎn)和主要設(shè)備的重點(diǎn)部位進(jìn)行高質(zhì)量圖像拍攝，并將所拍攝的圖像、聲音信號(hào)通過無線的傳輸方法傳輸?shù)街笓]中心，達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心的實(shí)時(shí)通訊，必將大大提高工作效率。

首先，對(duì)于同一停電范圍內(nèi)的故障，可以通過無線視頻實(shí)時(shí)傳回的現(xiàn)場(chǎng)狀況，對(duì)多個(gè)故障點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一、有計(jì)劃地操作指揮。將故障的統(tǒng)一處理可以優(yōu)化維修策略，減少停電時(shí)間，增加用戶滿意度。

其次，當(dāng)故障現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生突發(fā)、疑難事件時(shí)，指揮中心可以組織有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家，通過視頻傳回的現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行集體會(huì)診，通過安排現(xiàn)場(chǎng)人員做出臨時(shí)處理，并迅速派有關(guān)人員趕往現(xiàn)場(chǎng)，展開工作組織搶修。

最后，現(xiàn)場(chǎng)操作信息傳遞到搶修指揮中心和移動(dòng)指揮車，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員可現(xiàn)場(chǎng)觀看搶修人員搶修過程工作是否到位，搶修結(jié)束后，搶修現(xiàn)場(chǎng)是否還原，一旦有用戶投訴，能夠?yàn)楣╇娖髽I(yè)提供責(zé)任依據(jù)。

4 結(jié)語

本文主要介紹了無線視頻系統(tǒng)在復(fù)雜地理?xiàng)l件和現(xiàn)場(chǎng)狀況下，故障現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo)音視頻信息向本地監(jiān)控中心（指揮中心）的實(shí)時(shí)傳輸。音視頻傳送到急修指揮中心監(jiān)控平臺(tái)，指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人能及時(shí)遠(yuǎn)程協(xié)助指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作。除此之外，也可在計(jì)劃停電、巡檢等工作通過視頻拍攝現(xiàn)場(chǎng)了解實(shí)時(shí)情況，更好的掌握現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)與急修指揮中心的無縫通訊。該系統(tǒng)的利用，將大大提高故障檢修的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃瑞，鄒辰.關(guān)于COFDM（編碼正交頻分復(fù)用）中的編碼研究[J].艦船電子工程，2007（4）：86-89.

[2] A.F.Molisch.Wideband Wireless Digital Communications[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002：41-45.

[3] 樊昌信.通信原理[M].5版.北京：國防工業(yè)出版社，2003：233-243.

[4] 孫鳳杰，崔維新，張晉保，等.遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控與圖象識(shí)別技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（5）：81-84.

[5] Cooley J W，Tukey J W.An Algorithm for the Machine Calculation of Complex Fourier Series[J].Mathematics of Computation，1965，19：297-301.endprint

摘 要：隨著用戶對(duì)供電質(zhì)量要求的提高，電力故障維修迫切需要及時(shí)、迅速的完成。故障指揮中心也需要通過視頻直觀地對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)和監(jiān)督。本文利用COFDM技術(shù)開發(fā)了無線視頻遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)，該系統(tǒng)能滿足故障現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸視頻，實(shí)現(xiàn)了指揮中心與現(xiàn)場(chǎng)的無縫對(duì)接。

關(guān)鍵詞：COFDM技術(shù) 實(shí)時(shí)通訊 無線傳輸 故障現(xiàn)場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（a）-0059-02

由于電力系統(tǒng)不可避免地遭受到自然條件、設(shè)備磨損老化、人為誤操作的影響，因此，電力設(shè)備的損壞乃至供電中斷時(shí)有發(fā)生，系統(tǒng)檢修自然地成為電力部門的重要任務(wù)。而對(duì)于線路中急修工作，由于作業(yè)人員無法判斷現(xiàn)場(chǎng)故障原因，無法確定故障位置或者無法確定故障處理方式時(shí)，就需要與急修指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸故障現(xiàn)場(chǎng)狀況，以報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)故障情況并得到指揮中心的操作指導(dǎo)。

作為世界上廣泛采用的調(diào)制技術(shù)，OFDM （orthogonal frequency division multiplexing）技術(shù)發(fā)展迅猛，已經(jīng)成為無線通訊時(shí)代的核心技術(shù)。編碼正交頻分復(fù)用技術(shù)COFDM（Coded orthogonal frequency division multiplexing），將OFDM技術(shù)與信道編碼技術(shù)向結(jié)合，提高了自身的抗多徑衰落、抗碼間干擾能力、抗多普勒頻移能力，是目前世界上最具發(fā)展?jié)摿?，也是最先進(jìn)調(diào)制技術(shù)[1]。東莞供電局“一站妥”系統(tǒng)研制過程中，采用COFDM技術(shù)開發(fā)了無線視頻遠(yuǎn)程協(xié)助系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將故障現(xiàn)場(chǎng)狀況以視頻形式傳輸給指揮中心，指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人可以通過視頻記錄的故障實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作給予指導(dǎo)和監(jiān)督。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

總的來說，系統(tǒng)分為發(fā)射前端和接收設(shè)備兩大部分。發(fā)射前端將現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)采集的圖像通過SPS-430CZ系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)傳輸出去；接收設(shè)備通過接收天線得到發(fā)射機(jī)傳輸過來的視頻信息。

發(fā)射系統(tǒng)：

（1）吸盤攝像機(jī)：可以直接吸附于車頂或其他磁鐵附著物。要求能在移動(dòng)或靜止中拍攝，也可從不同位置、不同角度對(duì)重要場(chǎng)景和主要部位進(jìn)行高質(zhì)量圖像拍攝。

（2）車載視頻終端—— PS-430CZ便攜式發(fā)射機(jī)：發(fā)射前段的主要設(shè)備，集成了顯示屏、電池、控制面板和無線發(fā)射機(jī)。其關(guān)鍵作用在于信號(hào)的調(diào)制，過程框圖如圖1。

（3）天饋系統(tǒng)：包含圖像發(fā)射天線與控制接收天線。

接收系統(tǒng)：

（1）接收機(jī)：接收系統(tǒng)的主要設(shè)備，并將接收的信號(hào)顯示給指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人。其主要作用在于信號(hào)的解調(diào)，解調(diào)框圖如圖2。

（2）天饋系統(tǒng)：指令天線、八木天線和1.8 m玻璃鋼天線。

（3）濾波器：分別組成三個(gè)濾波放大器；其中兩個(gè)對(duì)八木天線和玻璃鋼天線接收的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，指令發(fā)射器的濾波放大器對(duì)云臺(tái)控制信號(hào)處理。

（4）云臺(tái)鏡頭控制發(fā)射機(jī)：指揮中心通過該設(shè)備控制前端球形云臺(tái)，以便于指揮中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同角度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2 系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)

本系統(tǒng)使用方便，使用地點(diǎn)范圍廣。

（1）設(shè)備本身內(nèi)置可重復(fù)充電的大容量電池，可保證持續(xù)工作7 h以上。不同于傳統(tǒng)的微波設(shè)備，該系統(tǒng)不必要在視通條件下才能工作。使用期間將吸盤像機(jī)和吸盤天線放置于電力急修車車頂，開啟設(shè)備電源即可工作。需要說明的是，設(shè)備不管在地面或任何一輛車上都能使用。節(jié)省了“布點(diǎn)”的工作，也便于音頻、視頻的獲取。該系統(tǒng)適應(yīng)于郊區(qū)、城郊急修時(shí)等非通視和建筑物內(nèi)有大目標(biāo)物體阻擋的環(huán)境，具有很強(qiáng)的“繞射、穿透”能力[2]。視通條件下（LOS），傳輸距離大于100 km；非視通條件下（NLOS），傳輸距離也大于10 km。系統(tǒng)接收效果圖如圖3。

（2）本系統(tǒng)具有良好的抗電磁干擾性能。

對(duì)于頻率選擇性衰落，COFDM體統(tǒng)會(huì)將各個(gè)子載波聯(lián)合編碼，因此就具有了很強(qiáng)的抗衰落能力[3]。此外，系統(tǒng)對(duì)窄帶干擾及信號(hào)波形間的干擾也有良好的抗干擾性能。特別要強(qiáng)調(diào)的是，在單載波系統(tǒng)抗干擾能力弱，單個(gè)衰落或干擾就足以導(dǎo)致整個(gè)通信鏈路的失敗。但是多載波COFDM系統(tǒng)，由于其強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力，即使是僅有的小部分子載波會(huì)受到的干擾，這些子信道也會(huì)采用糾錯(cuò)碼對(duì)小部分干擾進(jìn)行糾錯(cuò)，以此確保傳輸過程中的低誤碼率。

（3）高清晰度的圖像編碼技術(shù)。

該系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)制采用COFDM調(diào)制技術(shù)，因此，能得到較高的速率。2 MHz的射頻帶寬內(nèi)采用DVD壓縮格式的MPEG—2編碼技術(shù)的圖像[4]，當(dāng)圖像清晰度是720×576像素時(shí)，視頻圖像質(zhì)量已經(jīng)超出D1標(biāo)準(zhǔn)，則傳輸通道要滿足單向通道4-8MB的傳輸速率。將傳輸幀率設(shè)定為固定的每秒25幀，傳輸方式為數(shù)據(jù)流，在傳輸過程中數(shù)據(jù)流的大小可以設(shè)定在4 M以上，這樣足以滿足指揮中心清楚地觀察現(xiàn)場(chǎng)的要求[5]。

移動(dòng)性能良好。

系統(tǒng)適用于高速移動(dòng)過程中的實(shí)時(shí)視頻圖像傳輸，是可移動(dòng)的便攜裝置，將方便于電力檢修人員不固定地點(diǎn)的移動(dòng)操作。

3 系統(tǒng)在“一站妥”系統(tǒng)的應(yīng)用效果

在電力系統(tǒng)突發(fā)故障或比較重要場(chǎng)合下，在移動(dòng)或靜止中拍攝并實(shí)時(shí)傳輸高質(zhì)量的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)圖像，從不同位置、不同角度對(duì)重要故障點(diǎn)和主要設(shè)備的重點(diǎn)部位進(jìn)行高質(zhì)量圖像拍攝，并將所拍攝的圖像、聲音信號(hào)通過無線的傳輸方法傳輸?shù)街笓]中心，達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心的實(shí)時(shí)通訊，必將大大提高工作效率。

首先，對(duì)于同一停電范圍內(nèi)的故障，可以通過無線視頻實(shí)時(shí)傳回的現(xiàn)場(chǎng)狀況，對(duì)多個(gè)故障點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一、有計(jì)劃地操作指揮。將故障的統(tǒng)一處理可以優(yōu)化維修策略，減少停電時(shí)間，增加用戶滿意度。

其次，當(dāng)故障現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生突發(fā)、疑難事件時(shí)，指揮中心可以組織有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家，通過視頻傳回的現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行集體會(huì)診，通過安排現(xiàn)場(chǎng)人員做出臨時(shí)處理，并迅速派有關(guān)人員趕往現(xiàn)場(chǎng)，展開工作組織搶修。

最后，現(xiàn)場(chǎng)操作信息傳遞到搶修指揮中心和移動(dòng)指揮車，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員可現(xiàn)場(chǎng)觀看搶修人員搶修過程工作是否到位，搶修結(jié)束后，搶修現(xiàn)場(chǎng)是否還原，一旦有用戶投訴，能夠?yàn)楣╇娖髽I(yè)提供責(zé)任依據(jù)。

4 結(jié)語

本文主要介紹了無線視頻系統(tǒng)在復(fù)雜地理?xiàng)l件和現(xiàn)場(chǎng)狀況下，故障現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo)音視頻信息向本地監(jiān)控中心（指揮中心）的實(shí)時(shí)傳輸。音視頻傳送到急修指揮中心監(jiān)控平臺(tái)，指揮中心當(dāng)值負(fù)責(zé)人能及時(shí)遠(yuǎn)程協(xié)助指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作。除此之外，也可在計(jì)劃停電、巡檢等工作通過視頻拍攝現(xiàn)場(chǎng)了解實(shí)時(shí)情況，更好的掌握現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)故障現(xiàn)場(chǎng)與急修指揮中心的無縫通訊。該系統(tǒng)的利用，將大大提高故障檢修的工作效率。

參考文獻(xiàn)

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