一种基于4g专网结合vpn网络的变电站内监控方法
【技术领域】
[0001]本发明属于视频监控领域，尤其涉及一种用于变电站的实时视频监控方法。
【背景技术】
[0002]近年来，全国各地连续发生电力设备的被盗与破坏案件，不仅威胁着电网的安全运行，还严重影响了工业生产和人民群众的生活用电，为确保电力设施安全运行，减少财产的损失，保障城市电网正常运行，有必要采取果断的措施，可以利用高科技手段和有效的管理来不断减少这样的事件的发生。
[0003]如今智能变电站管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势，变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。通过变电站安防及视频监控系统，可以远程巡视各类设备的运行情况、人员的操作情况，实时获得现场的报警信息，通过录像记录对事故情况进行追溯。
[0004]目前申请人所辖供电公司辖区内已有大量无人值守变电站，虽然安防视频监控技术在电力行业很早就得到了应用，但是由于网络限制，没有一套基于无线网络的联动报警、视频监控的远程监控防盗系统。
[0005]远程监控防盗系统目前存在的问题:
[0006]I)无法及时了解设备运行状态
[0007]随着大批变电站的无人值班化，变电站的日常巡视与倒闸操作却因各种客观条件的制约，仍然沿袭着以往的传统工作模式，相关工作人员与管理人员必须到场到位；
[0008]2)视频监控系统建设繁琐
[0009]视频监控铺设路线繁多，施工复杂。且监控图像一般只能在控制中心观看，同时要实现系统需要铺设大量的视频线、网络线、控制线和电源线，带来了人力和物力上的巨大开销；
[0010]3)普通摄像机图像质量已不能满足远程监视的要求
[0011]模拟摄像机经过数字转换后，图像质量受损，模拟信号长距离传输，信号衰减严重，易受干扰，图像质量不佳，图像分辨率固定为PAL或NTSC，无法满足更高清晰度、更高分辨率的监控要求；视频信号动态范围较小，难以满足各种特定应用的需求，比如低噪声、宽动态、高帧率等需求；无法实现分发、长距离传输、共享等需求；
[0012]4)现场安全隐患
[0013]变电站分布广，周围环境复杂且无人值守，站内的安全问题就显得比较突出，必须解决防火、防盗、防水等安全问题，保障设备的运行安全。
【发明内容】
[0014]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于4G专网结合VPN网络的变电站内监控方法，所述的监控方法采用双重安全保障，以建立可信的安全连接，确保数据的安全传输；其采用4G专网接入模式，使得现有的无人变电站站监控系统可以安全地接入远程无线网络；同时，通过电信的分组数据节点和VPDN平台，在VPDN网络的基础上使用VPN虚拟拨号功能，用户终端侧在连接至服务器端VPN服务器后，需要再次进行VPN的验证，才能登录视频监控平台进行操作。
[0015]本发明的技术方案是:提供一种基于4G专网结合VPN网络的变电站内监控方法，其特征是所述的监控方法通过下列步骤实现:
[0016]I)在现场的视频采集终端侧，视频采集单元的现场摄像机采集视频画面，视频信号传送至视频监控采集终端的视频监控主机，视频监控主机将视频信号进行压缩编码，通过视频主机的4G网络模块，采用系统内设置的VPDN拨号账号，接入现场的4G无线网络；
[0017]2)用户侧终端的编码数据通过电信基站，传送至电信端分组数据处理中心，然后通过VPDN分组平台传至服务器接入端；
[0018]3)服务器由电信专网接入VPDN总线，通过VPDN专用配置路由器，接入服务器机房，连接至VPN服务器；VPN服务器进行访问控制、文件加密，IP封装等认证工作；
[0019]4)通过VPN服务器认证后，视频信号数据传送至视频服务器，对数据进行视频编码解压、视频展现、存储分配等工作；
[0020]5)在用户连接终端侧，客户端连线用户终端通过电脑、便携电脑、平板电脑、手机等设备的4G网络模块，直接连线至4G VPDN网络，连线后通过VPN虚拟拨号设置通过VPN服务器验证，验证通过后，连接视频服务器端查看远程视频画面和历史视频数据。
[0021]其所述的监控方法通过下列监控系统实现:
[0022]所述的监控系统用由用户终端侧、电信侧和服务器端接入侧三部分组成；
[0023]所述的用户终端侧，分别由现场的视频采集终端侧和用户连接终端侧组成；
[0024]其中，现场视频采集终端侧，至少包括现场的视频监控主机和视频采集单元，用于将现场的视频画面通过无线网络发送至服务器端；用户连接终端侧，则是使用电脑、移动终端、便携电脑等通过网络连接至服务器端进行查看视频数据；
[0025]所述的电信侧:是指由电信运营商提供的接入服务，包括4G连接电信基站、分组数据处理中心以及VPDN网络接入服务；
[0026]所述的服务器端接入侧:由VPDN接入路由、VPN服务器、视频服务器、视频数据服务器组成；
[0027]其中，VPDN路由器负责接入电信VPDN专网，并通过路由器分配网络至下级服务器；VPN服务器则负责验证VPN虚拟拨号用户信息；视频服务器和数据服务器，用与运行视频监控服务端平台和数据存储。
[0028]具体的，所述用户终端侧至少包括下列前端设备:
[0029]现场视频采集终端侧的视频监控主机；
[0030]用户连接终端侧的电脑、移动终端或便携电脑。
[0031]具体的，所述用户终端侧的前端设备连接电信4G网络拨入电信VPDN平台，通过VPDN专网连接至服务器端侧，此时所述的前端设备已经连接至服务器端，完成VPDN的网络连接工作。
[0032]进一步的，所述的前端设备连接至VPDN网络后，需要连接VPN认证服务器，通过VPN服务器进行二次认证，才能与视频认证服务器进行数据交互。
[0033]进一步的，所述的VPN的认证至少包括访问控制、文件加密\解密、报文认证或IP封装。
[0034]本技术方案所述的监控方法采用4G VPDN网络，直接由电信铺设专线至服务器机房，从物理上实现了与INTERNET公众网络的隔离，再通过电信的分组数据节点和VPDN平台，使得网络应用安全可靠。
[0035]所述的监控方法在VPDN网络的基础上使用VPN虚拟拨号功能，用户在连接至服务器端VPN服务器后，需要再次进行VPN的验证，才能登录视频监控平台进行操作，采用双重安全保障，建立可信的安全连接，确保数据的安全传输。
[0036]在所述的监控方法中，VPDN网络提供的是内部IP地址和专网连接，服务器端不会在INTERNET公众网络上暴露任何IP地址，以提高变电站无线网络组网的安全性，满足电力企业的网络安全要求。
[0037]在所述的监控方法中，采用4G专网接入模式，使得现有的无人变电站站监控系统可以安全地接入远程无线网络；同时，通过电信的分组数据节点和VPDN平台，在VPDN网络的基础上使用VPN虚拟拨号功能，用户终端侧在连接至服务器端VPN服务器后，需要再次进行VPN的验证，才能登录视频监控平台进行操作；所述的监控方法采用双重安全保障，以建立可信的安全连接，确保数据的安全传输。
[0038]与现有技术比较，本发明的优点是:
[0039]1.采用4G VPDN网络，由于该网络直接由电信铺设专线至服务器机房，从物理上就实现了与INTERNET的隔离，再通过电信的分组数据节点和VPDN平台，使得网络应用安全可靠；
[0040]2.在VPDN网络的基础上使用VPN虚拟拨号功能，用户在连接至服务器端VPN服务器后，需要再次进行VPN的验证，才能登录视频监控平台进行操作，这样采用双重安全保障，建立可信的安全连接，确保数据的安全传输；
[0041]3.由于VPDN网络提供的是内部IP地址和专网连接，所以区别传统网络连接模式，服务器端不会再INTERNET上暴露任何IP地址，所以本系统在变电站无线网络组网的安全性上，完全满足电力企业的网络安全要求。
【附图说明】
[0042]图1是本发明监控系统的组成架构示意图；
[0043]图2是本发明监控方法中数据传输过程示意图。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0045]图1中，本发明技术方案中的监控系统组成架构介绍如下:
[0046]整个系统用由用户终端侧、电信侧、服务器端接入侧组成。
[0047]用户终端侧:分别由现场的视频采集终端侧和用户连接终端侧组成。
[0048]现场视频采集终端侧，主要是指现场的视频监控主机、视频采集单元等，作用是将现场的视频画面通过无线网络发送至服务器端。而用户连接终端侧，则是使用电脑、移动终端、便携电脑等设备通过网络连接至服务器端进行查看视频数据。
[0049]电信侧:主要是由电信提供的接入服务，包括4G连接电信基站、分组数据处理中心以及VPDN网络接入服务。由于此块业务都是由电信直接提供服务所以不再展开介绍。
[0050]服务器端接入侧:由VPDN接入路由、VPN服务器、视频服务器、视频数据服务器组成。VPDN路由器负责接入电信VPDN专网，并通过路由器分配网络至下级服务器。VPN服务器则负责验证VPN虚拟拨号用户信息。视频服务器和数据服务器，用与运行视频监控服务端平台和数据存储。
[0051]随着目前4G网络技术的成熟和网络覆盖，能确保视频信号的传输效果更佳、更稳定，同时兼顾网络的安全性，本技术方案采用VPDN(Virtual Private Dial — up Networks,又称为虚拟专用拨号网，是基于拨号用户的虚拟专用拨号网业务)网络结合VPN(VirtualPrivate Network，虚拟专用网络)网络的组网模式对系统构架进行设计。
[0052]中国电信的4G VPDN网络，是基于电信高速分组数据网络为移动客户