| 發電廠視頻監控干擾分析與防治 |
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發電廠視頻監控干擾分析與防治
摘 要 發電廠干擾源比較集中，視頻監控圖像的質量很容易受到影響，尤其是對已經運行的視頻監控系統圖像質量的改進更是困難。本文從干擾的形成、防治的實踐兩個方面探討防治的策略，用“防、避、抗、補”四大措施的組合達到防治視頻干擾的目的。
關鍵詞 視頻監控 干擾分析 防治策略
隨著信息化建設的深入，對視頻監控的圖像質量要求越來越高。而發電廠干擾源比較集中，視頻監控圖像的質量很難提高。本文從干擾的形成、防治的實踐兩個方面探討防治的策略，力爭經濟快捷的建設發電廠的視頻監控系統，尤其對已經運行的發電廠視頻監控系統起到良好的改進作用。
一、干擾形成的分析
1、干擾可以概括分成3類：
（1）源干擾：視頻信號源內部產生的干擾。
（2）端干擾：終端設備產生的干擾。
（3）傳輸干擾：傳輸過程中通過傳輸線纜引入的干擾，形成原因比較復雜，而且發電廠的干擾設備又比較集中，這類干擾是主要問題。
2、發電廠視頻干擾情況分析
由于技術的進步，視頻設備本身的干擾已經很小了。主要是第三類——視頻傳輸干擾，視頻監控信號傳輸的方式為視頻基帶傳輸，利用同軸電纜的0—6MHz帶寬來傳輸。
（1）干擾現象及其原因分析
①空間電磁波干擾：空中電磁波信號（主要是200Hz-2.3MHz頻率）所產生的空間電場會作用于監控傳輸線路，這些信號耦合進視頻信號中，將產生圖像干擾，出現較密的斜形網紋，嚴重時會淹沒圖像。
②單頻干擾或變頻干擾：電廠內部有很多強電氣以及變頻設施，另外還有大量的工業控制信號，而該類信號的工作頻段大都集中在10MHZ以內，這恰恰與視頻信號頻段重疊，這些信號相互調制產生多次諧波，因此干擾的頻譜非常廣，圖像就出現很多條紋或網紋。
③反射干擾：視頻信號在傳輸過程中色度、亮度及飽和度都會有相應衰減及微反射，反射信號回到發射處形成再反射，多個反射信號將在接收端產生碼間干擾（ISI），這就使看起來好象清楚的圖像上又蒙上了一層模糊不清的圖像現象，即重影現象。
④靜電干擾：在發電廠的高電壓（1000V以上）輸出時往往會出現靜電現象。那么靜電放電時使傳輸線路上屏蔽層形成地電流，從而使干擾信號耦合進視頻信號并送入監控設備中。造成圖像時有網紋時有噪點，且時有時無的現象。
（2）干擾信號耦合分析：
①同軸干擾不單是從屏蔽層縫隙中漏進去的，無縫隙的“編網—鋁箔—編網—鋁箔”四屏蔽電纜，仍有傳輸干擾，這就證明合格的同軸電纜不能解決干擾問題。
②同軸干擾基本上是電磁感應電流在電纜屏蔽層縱向“阻抗”上產生的感應電動勢，通過兩端匹配負載進行偶合，對視頻信號產生干擾信號的。
二、視頻干擾的“防、避、抗、補”四大防治措施
1、“防”：對干擾設防，把干擾“拒之門外”。
（1）給傳輸線纜一個屏蔽電磁干擾的環境，這是最基本、最有效的防止干擾“入侵”的手段。將傳輸線纜穿鍍鋅鐵管，走鍍鋅鐵皮線槽，深埋地下布線等，這對于包括變電站超高壓環境下安全傳輸視頻信號都是有效的。不足之處是成本較高，不能架空布線，施工較麻煩。
2、“避”：避開干擾，另選一條“路”，就是改變信號傳輸方式，不是改變線纜路由。屬于這一類的技術有：光纜、射頻、數字變換等傳輸方式，屬于“信息調制變換”或“頻分方式”，它能有效避開源信號傳輸中0-6M頻率范圍的直接干擾；這種方式抗干擾很有效。目前的產品大多采用編碼和向上移動信號頻帶的方法，如：捷變視頻抗干擾器，雙絞線視頻抗干擾器，光纜多路調制終端器等。
3、“抗”：視頻信號傳輸過程中，如果干擾已經“混”進視頻信號中，使信噪比（指信號/干擾比）嚴重降低，必須采用抗干擾設備抑制干擾信號幅度，提高信噪比。目前主要技術措施有：
（1）傳輸變壓器抑制50/100Hz低頻干擾有一定效果；
（2）“斬波”技術，原理上是吸收或衰減干擾信號頻率分量。
（3）視頻預放大提高信噪比技術：線路干擾大小是不會再變的，可以在線路前端，先把視頻信號大幅度提升，從而提高了整個傳輸過程中的信噪比，在傳輸末端再恢復視頻源信號特性，達到抑制干擾的目的。
（4）專利技術新產品——“加權抗干擾器”。它同時具有抑制干擾和視頻恢復雙重功能，可有效抑制從50Hz到10MHz的廣譜干擾，加權技術的成功應用，使頻率越高抗干擾能力越強，進一步提高了高頻干擾的抑制能力，并繼承了加權視頻放大專利技術高質量的視頻恢復功能。市場上這類產品就叫“加權抗干擾器”。
4、“補”：補償電纜傳輸和信號變換造成的視頻信號傳輸損失，恢復視頻源信號特性。電纜越長，產生干擾的概率越大，干擾幅度也越高。從視頻傳輸角度考慮，在抗干擾的同時，必須考慮信號衰減和失真問題。線纜引起的衰減、失真和抗干擾設備引起的附加衰減和失真，只有有效的補償措施才能算真正的、有效的視頻傳輸設備。如：“放大補償抗干擾器”。
三、視頻監控的數字化將徹底根除干擾問題
前端一體化、視頻數字化、傳輸網絡化、系統集成化是視頻監控系統公認的發展方向，而數字化是網絡化的前提，網絡化又是系統集成化的基礎，所以，視頻監控發展主要是數字化和網絡化。
1、數字化
數字化是21世紀的特征，是以信息技術為核心的電子技術發展的必然，數字化是邁向成長的通行證，隨著時代的發展，我們的生存環境將變得越來越數字化。
視頻監控系統的數字化首先應該是系統中信息流（包括視頻、音頻、控制等）從模擬狀態轉為數字狀態，這將徹底打破經典監視系統是以攝像機成像技術為中心的結構，根本上改變視頻監控系統從信息采集、數據處理、傳輸、系統控制等的方式和結構形式。信息流的數字化、編碼壓縮、開放式的協議，使視頻監控系統各子系統間實現無縫連接，并在統一的操作平臺上實現管理和控制。
2、網絡化
視頻監控系統的網絡化將意味著系統的結構將由集總式向集散式系統過渡。集散式系統采用多層分級的結構形式，具有微內核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統以實現搶先任務調度算法的快速響應。組成集散式監控系統的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設計，系統設備的配置具有通用性強、開放性好、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、人機界面友好以及系統安裝、調試和維修簡單化，系統運行互為熱備份，容錯可靠等優點。系統的網絡化在某種程度上打破了布控區域和設備擴展的地域和數量界限。系統網絡化將使整個網絡系統硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享。
綜上所述,隨著計算機技術及網絡技術的迅猛發展，視頻監控必將掀起一股強大的數字化、網絡化浪潮。由于數字技術良好的傳輸性能和抗干擾性能，全面數字化的視頻監控系統將徹底根除干擾問題，大力提升監控質量。
四、根據實際情況選擇適用的抗干擾措施
1、電廠新建視頻監控的抗干擾措施
由于光纜、光視頻調制器、雙絞線傳視頻等部件價格已經普及，而全數字化的視頻監控系統建設費用比較高。在電廠新建視頻監控最好的選擇就是主干線路采用光纜，利用單芯光纜傳4-16路的調制器來組建，在邊界采用少量的高質量同軸線做補充，對于特殊的鍋爐氣壓水位等高溫高空的環境，采用雙絞線傳視頻技術，不僅解決了干擾問題，而且解決了供電和多圖象傳輸問題。這種組合是目前圖像清晰、技術可靠、性能穩定、性價比最優的方案。
2、電廠已經運行的視頻監控抗干擾措施
已經運行的視頻監控系統，由于設備、線纜已經敷設到位，解決干擾的最好辦法就是利用“抗、避、補”的方法進行組合。采用“加權抗干擾器”、放大補償抗干擾器”可以抗除大部分的干擾；有些效果不好的可以采用“捷變視頻抗干擾器”避除0-10MHZ的干擾；高溫高空特殊空間的視頻可以用“雙絞線傳視頻”進行改造，轉變數字式傳輸，既抗干擾又解決供電和多圖象傳輸問題。
結束語
發電廠解決干擾的問題也是一個系統工程問題，“防、避、抗、補”四大基本要領是從不同的技術側面采取的不同措施，掌握了它們的原理、性能和使用方法，在視頻建設維護中靈活運用，才能立于不敗之地，才能有效防治視頻監控的干擾問題。
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