基于云計算技術的電力視頻監控網絡設計與實現

劉曉焜，張長青，宋 超

（1.國網甘肅省電力公司營銷服務中心，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅同興智能科技發展有限責任公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引 言

相較于傳統電力監控系統，基于云計算的視頻監控系統在信息管理方面具有突出優勢，人們可以通過該系統轉存、搜索以及加工處理信息。從結構上來說，視頻監控系統集成了諸多視頻感知設備，用戶只需要通過網絡計算就可以快速獲得信息。基于云計算的監控系統帶來的變化不僅在于功能方面，而且顯著提升了監控系統的安全性、有效性以及智能性。由此可見，在電力系統中應用基于云計算技術的電力視頻監控網絡，是符合生產需要和社會發展的有利舉措。

1 云計算技術下的電力視頻監控網絡

電力視頻監控系統的發展與科學技術的進步有直接關系。經過長時間的創新和升級，電力視頻監控系統從模擬信號轉成電子信號，從依靠人工現場管理發展為智能化遠程管理。現階段，電力監控系統已經獲得了顯著發展，不斷滿足電力體系的現實需要。分析傳統視頻監控系統被淘汰的原因，可以清楚認識到其與電力體系的擴大的直接關系[1]。當電力體系擴大到一定程度后，原有監控設備無論是在監控方面還是在維護方面都難以符合要求，還會在一定程度上威脅電力體系的安全運行。為此電力系統投入了大量人力和物力進行處理，但沒有從根本上解決問題，導致資源過度浪費，使得電力系統在產生大量經濟損失的同時，無法保證系統的高效管理和有序運行。

傳統電力體系監控系統依賴人力開展各項工作，最基本的工作形式是工作人員在變電站實施管理和維護[2]。隨著我國經濟的持續健康發展，變電站的數量逐漸增多，電力體系要保證穩定運行，需要安排更多的變電站工作人員，很大程度上加劇了資金的浪費。在計算機網絡技術的作用下，傳統電力監控體系中存在的問題得到了有效改善。依托云平臺構建的視頻監控體系能夠全方位管理監控信息，準確定位故障產生的位置和原因，并且在監控信息實時共享的狀態下提高管理和維護效率，實現了真正意義上的遠程操作。在這種電力控制體系的作用下，電力系統的運行穩定性顯著提升，故障發生率得到了有效控制。為了更大限度地提高電力視頻監控網絡的作用，電力系統有必要建立故障診斷的高效管理機制，實現監控、診斷以及定位一體化。整理故障產生原因和項目類型后，可以歸納出視頻信息分析、故障類型記錄、處理措施記錄、管理重點標注以及輔助功能5點系統功能。

在處理故障的過程中，電力視頻監控體系通常采用以下流程。首先，對故障信息做出分類處理，對比出現的故障和故障記錄，參考處理措施和專業技術給出相應方案。其次，準確定位故障發生點，合理安排檢修人員進行維護。最后，工作人員結束檢修和維護后，進一步跟蹤故障發生信息，分析故障可能導致的其他問題。將云平臺視頻監控系統應用在電力體系中可以解決傳統視頻監控系統中的硬件和系統設備問題，從而減少人力和物力方面的投入。此外，視頻監控系統長期運行后會逐漸提高系統的智能化水平，因為云平臺可以處理存儲的故障信息和處理措施，分析相應的解決措施，從而為電力系統的維護提供便利。

2 云計算關鍵技術分析

云計算融合了網絡技術和計算機技術，比較關鍵的技術包括虛擬化技術、分布式技術、在線軟件技術以及運營管理技術。

2.1 虛擬化技術

虛擬化技術可以簡單地理解為資源的虛擬映射，在映射過程中，資源本身的使用不會受到影響。虛擬技術的出現使硬件設備和操作系統之間的關系變得愈發緊密，從而顯著提高了硬件資源的使用效率[3]。云技術能夠廣泛應用于各個領域，很大程度上和虛擬技術的成熟度有關。常見的虛擬技術有服務器虛擬化、網絡虛擬化以及存儲虛擬化。在電力視頻監控網絡實現中，存儲虛擬化發揮了很大作用。

2.2 分布式技術

分布式技術指的是為了提高數據傳輸和管理效率選擇的信息處理技術。其在現代網絡通信系統中相對靈活且效率高，可以將分散的網絡系統相互連接，實施統一的管理和調節。在電力視頻監控網絡應用過程中，需要面對海量的數據內容，而分布式處理恰好能夠符合其運行需要。分布式處理信息需要網絡系統中所有計算機的共同參與，然后將計算結果反饋至系統中心。

2.3 在線軟件技術

在線軟件技術與視頻監控管理服務構建相關聯，在特定平臺的作用下，通過各種在線工具和開發功能為用戶提供有利的開發場所，用戶可以通過在線軟件技術實現對模塊設計的調整。

2.4 運營管理技術

運營管理技術對云服務的開展具有重要作用，沒有了運營管理，云服務完全不能為用戶提供幫助。運營管理過程中，云服務通常采用提供服務和獲取收益的方式運行，電力視頻監控系統用戶連接到互聯網后，可以使用平臺上的各項功能進行開發和利用[4]。

3 關于電力視頻監控網絡結構的具體分析

3.1 硬件設計

傳統視頻監控網絡需要繁雜的設備作為支撐，因此硬件花費較高。云計算技術電力監控網絡平臺運行需要的硬件設備要求較低，遠低于傳統監控系統的硬件設備需要，在滿足可連接網絡的計算機、帶有監控軟件的終端設備以及過硬網絡條件要求后，就可以動態監控電力系統。基于云計算的電力監控網絡系統的靈活性很強，可以適應不同工作條件的需要，而這只需軟件設計人員在模塊設計上作出調整即可。

3.2 邏輯結構設計

作為云服務的一種，電力視頻監控網絡的邏輯結構具有普遍性，具有結構、業務以及管理3層設計，不同的層級承擔的功能不同，相互聯系卻又不過分干擾[5]。結構層指的是與外部設備系統連接的層級，主要是傳輸設備間的信息，業務層承擔的功能相對較多，除了調配和管理資源以外，還要分析和記錄電力體系中發生的故障和解決措施等，管理層側重于對系統本身的管理，整個系統的管理控制權都集中在管理層。在電力系統視頻監控網絡中，產生的故障信息或其他信息都需要經過云平臺的處理才能通過各種設備傳遞。

3.3 電力視頻監控網絡運行流程及軟件設計

云計算技術在傳統視頻監控系統上獲得了新的發展，功能也變得愈發強大，主要包括以下10點，可以確保各類視頻監控設備有序運行，并且在故障發生的第一時間及時處理故障。第一，具有實用性強、界面簡單易操作以及擁有鮮明的特點。第二，在遠程操作方面具有穩定性和高效性，系統能夠定時自檢。第三，監控故障出現的同時做出預警，并且迅速做出反應，給出解決方案和安排檢修。第四，可以自由調整用戶的使用權限，對用戶權限有控制權。第五，兼容性和拓展性兼備，可以適應各種操作系統和硬件設施，能夠靈活調整設計模塊，且用戶擁有一定的編程權。第六，安全性能突出，能夠有效阻隔和處理外界的非法入侵，如用戶未經授權的情況下無法登錄[6]。第七，故障管理系統具有客戶、服務以及管理3個端口，各自承擔著不同的職能，為用戶提供全面的服務。客戶端會給用戶安裝各項功能，為用戶的使用創造基礎。安裝的內容與客戶權限有直接關系，因此功能需要匹配才能安裝。第八，服務端的對象是客戶，客戶在使用過程中可能面臨各種問題和需要，如視頻管理調度、故障預警等都是服務端的重要功能。第九，客戶的權限和系統狀態也納入服務段的管理范疇。第十，對于管理端，大到整個系統的配置，小到功能區塊的配置，都在管理端的管理范圍。用戶的更改和報警設置的調整，都需要管理端的操作。

3.3.1 基本流程

電力監控視頻故障管理對系統故障的反應比較敏銳，一旦系統故障，會立刻發出報警，然后比對故障信息和歷史記錄，智能化地記錄和分類故障信息。其中，比較常見的故障類型包括圖像失真和視頻缺失等。在接收到報警信息后，管理人員要按照流程安排檢修，分析故障類型后選擇合適的檢修單位。完成操作后，管理人員會將申請表發給檢修單位，讓檢修人員依照故障申請單開展相應的工作，檢修過程中實施全程監督，記錄檢修中的各項信息。維修后，維修人員需要再次對故障發生原因和維修措施進行描述，并上報維修結果。經過長時間的積累后，故障產生原因和維修結果存儲在服務器中組成數據庫。

3.3.2 軟件設計

電力視頻監控網絡對故障的處理需要遵循系統預設的程序，在發生故障時做出反應的同時會調出數據進行比對和分析，然后給出維修方案。這個過程中的各項信息都會被記錄下來，因此故障發生時故障代碼就已經描述了所有信息[7]。軟件工作也要依照既定流程展開，主要包括系統初始化和連接服務器，收集視頻信息，作出分析，若是信息正常則不執行任何操作，繼續實施檢測，若出現異狀則反饋故障代碼，同時全程記錄維修過程，并將從故障發生到維修全過程的數據上傳至系統數據庫。

4 結 論

電力視頻監控網絡本質上是一種云服務，可以在信息共享和流動的情況下有效管理監控視頻。尤其是遠程管理和故障檢測功能的應用，完全符合電力視頻監控系統的發展需要，為電力系統的安全穩定運行提供了保障。未來電力視頻監控網絡會在不斷完善的過程中得到廣泛應用，從而有效推動電力視頻監控系統的數字化和信息化發展。