無(wú)人值守變電站監(jiān)控中視頻分析技術(shù)的應(yīng)用

駱 豐

（安徽南瑞繼遠(yuǎn)電網(wǎng)技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230088）

0 引 言

隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，變電站監(jiān)控工作越來(lái)越重要。在無(wú)人值守管理體系中，為了避免安全隱患問(wèn)題，電力部門(mén)會(huì)設(shè)置獨(dú)立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，配合相關(guān)技術(shù)內(nèi)容共同打造完整的技術(shù)管理平臺(tái)，為無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)的完善提供保障。

1 視頻分析技術(shù)

視頻分析技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中借助計(jì)算機(jī)完成視頻圖像的預(yù)處理等工作，配合區(qū)域分割等算法完成目標(biāo)對(duì)象的實(shí)時(shí)性提取，利用算法設(shè)定的方式配合計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行相關(guān)操作，有效提升安全區(qū)域或非安全區(qū)域?qū)崟r(shí)性管理工作的水平，為變電站監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化予以支持。

在視頻分析技術(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，以公網(wǎng)為核心，有效利用Network Link完成外網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備的連接和控制[1]。與此同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)行為分析服務(wù)器、碼流解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)系統(tǒng)的連接，共同形成內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)，提高內(nèi)網(wǎng)客戶端信息匯總的及時(shí)性和科學(xué)性。

在視頻分析技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)合實(shí)際需求建立相應(yīng)的分析和控制模塊，從而保證具體功能性任務(wù)得以落實(shí)，利用周邊檢測(cè)、物品管理以及信息聯(lián)動(dòng)等功能維持應(yīng)用效果，提升統(tǒng)一管理的規(guī)范性和科學(xué)性。

2 無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)人值守變電站日常監(jiān)控管理中主要包括前端現(xiàn)場(chǎng)、數(shù)據(jù)傳輸、后端管控等，利用相應(yīng)的處理模塊完成具體工作。無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

攝像頭是前端客戶系統(tǒng)的主要組成部分，將其安裝在現(xiàn)場(chǎng)，以便完成視頻、音頻信息的實(shí)時(shí)性采集和編碼[2]。而在傳輸處理系統(tǒng)中，為了保證數(shù)據(jù)傳輸交換任務(wù)順利落實(shí)，需要借助網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備配合網(wǎng)絡(luò)通道打造完整的傳輸平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)信息匯總傳遞的目標(biāo)。后端系統(tǒng)包括監(jiān)控控制中心等職能性組成部分，在信息解碼后有效存儲(chǔ)，以保證變電站管理部門(mén)能結(jié)合實(shí)際情況制定更加合理的決策。

借助傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻、音頻信號(hào)傳輸，利用多屏蔽網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同軸電纜的信號(hào)實(shí)時(shí)性處理。當(dāng)彩色閉路基帶信號(hào)在5 MHz點(diǎn)的不平坦度高于3 dB時(shí)，要增設(shè)電纜均衡器，以維持整體應(yīng)用效能。與此同時(shí)，無(wú)線視頻終端和音頻電纜需要借助AV端子（Radio Corporation of American，RCA）完成連接[3]。電源利用交流12 V供電模式予以控制，配合5G或碼分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）網(wǎng)絡(luò)等實(shí)現(xiàn)無(wú)線視頻終端的控制。

監(jiān)控中心主要實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻監(jiān)控涉及區(qū)域內(nèi)單相越界、雙向越界、區(qū)域闖入等基礎(chǔ)信息的視頻捕捉，針對(duì)相應(yīng)行為做出較為準(zhǔn)確的判定，并發(fā)出對(duì)應(yīng)的警報(bào)信息，從而確保區(qū)域內(nèi)周邊檢測(cè)工作的高安全級(jí)別控制[4]。利用視頻分析技術(shù)能探測(cè)到物體狀態(tài)發(fā)生的變動(dòng)，變動(dòng)信息可能來(lái)自于現(xiàn)場(chǎng)物品的移動(dòng)、消失等，根據(jù)變動(dòng)信息及時(shí)反饋對(duì)應(yīng)的警報(bào)信號(hào)，結(jié)合周界報(bào)警功能完成相應(yīng)工作。

3 無(wú)人值守變電站監(jiān)控中視頻分析技術(shù)應(yīng)用的具體內(nèi)容

3.1 整體布局

在無(wú)人值守變電站監(jiān)控管理工作中，要結(jié)合實(shí)際需求和具體工作狀態(tài)評(píng)估相關(guān)內(nèi)容。為了保證監(jiān)控人員獲取更加直觀的視頻圖像，建立有效的系統(tǒng)控制模式。傳統(tǒng)的視頻圖像信息匯總中，圖像往往都是借助解碼處理后獲取，此時(shí)清晰度會(huì)大幅下降，后端系統(tǒng)顯示的視頻和現(xiàn)場(chǎng)相比會(huì)存在一定的延時(shí)，從而使分析和判定結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。基于此，借助視頻分析技術(shù)建立視頻圖像分流處理模式，對(duì)部分視頻圖像編碼后上傳，以保證完成實(shí)時(shí)性監(jiān)控管理[5]。基于視頻分析技術(shù)的無(wú)人值守變電站監(jiān)控系統(tǒng)程序架構(gòu)如圖2所示。

圖2 程序處理架構(gòu)

3.2 具體應(yīng)用

依據(jù)視頻分析技術(shù)的具體要點(diǎn)，結(jié)合無(wú)人值守變電站監(jiān)控管理的相關(guān)要求，積極整合具體管控內(nèi)容，建立完整的分析模式，以保證相關(guān)應(yīng)用環(huán)節(jié)管理的規(guī)范性，最大程度上發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)作用，促進(jìn)無(wú)人值守變電站監(jiān)控管理工作的全面進(jìn)步。

3.2.1 絆線分析

基于視頻分析技術(shù)規(guī)范，利用對(duì)視頻圖像設(shè)置合理警戒線的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)超出警戒線的行為和內(nèi)容予以警告。為了更好地提升無(wú)人值守變電站監(jiān)控質(zhì)量，一般會(huì)依據(jù)實(shí)際情況和空間區(qū)域特點(diǎn)設(shè)置多條警戒線，對(duì)禁止穿越的區(qū)域予以限制，一旦目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向和設(shè)定的方向存在不一致，就會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)[6]。單向絆線檢測(cè)如圖3所示。

圖3 單向絆線檢測(cè)示例

結(jié)合無(wú)人值守變電站日常管理內(nèi)容，規(guī)范化的絆線處理能最大程度上提高日常管理的實(shí)效性，減輕人員巡檢的壓力。利用數(shù)字化技術(shù)體系完成信號(hào)的實(shí)時(shí)性捕捉，降低出錯(cuò)率，打造更加科學(xué)的應(yīng)用平臺(tái)[7]。

3.2.2 禁區(qū)分析

在應(yīng)用視頻分析技術(shù)的過(guò)程中，要對(duì)變電站內(nèi)的流動(dòng)人員、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等予以集中檢測(cè)和分析，配合程序設(shè)計(jì)組件化處理。結(jié)合實(shí)際情況設(shè)定對(duì)應(yīng)的警戒管控區(qū)域，著重完成異常情況的警戒信號(hào)處理，并標(biāo)識(shí)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面匯總和分析。完成信息整合后，直接將獲取的信息集傳輸?shù)奖O(jiān)控管理客戶端，便于工作人員制定更加可行的管理決策。

3.2.3 可疑物遺棄

在變電站安全管理控制工作中，不僅要關(guān)注變電站內(nèi)物品的移動(dòng)和遺失，還要關(guān)注是否存在可疑物遺棄等問(wèn)題。通過(guò)建立更加科學(xué)的控制模式，更好地提升管理效果。一般情況下，變電站內(nèi)存在可疑物品遺留會(huì)增加變電站日常管理的難度，甚至?xí)纬蓢?yán)重的安全隱患[8]。借助視頻分析技術(shù)能對(duì)畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)性對(duì)比分析和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處理，結(jié)合獲取的節(jié)點(diǎn)信息判定是否存在遺留物，并針對(duì)遺留物進(jìn)行報(bào)警處理，便于無(wú)人值守變電站監(jiān)控管理人員及時(shí)采取安全干預(yù)措施，提升整體管控工作的安全性和可靠性。

3.2.4 區(qū)域周邊監(jiān)控

基于變電站綜合安全性考量，借助視頻分析技術(shù)對(duì)變電站周邊情況進(jìn)行集中分析和監(jiān)測(cè)。例如，在視頻分析技術(shù)支持下的監(jiān)控平臺(tái)中發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，若是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)沒(méi)有進(jìn)入到變電站的警戒區(qū)域，此時(shí)僅完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的觀察和位置校對(duì)，不會(huì)形成告警信號(hào)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在警戒區(qū)域的周?chē)腔不蝾l繁試探時(shí)，利用視頻分析技術(shù)建立完整的目標(biāo)跟蹤處理模式，對(duì)徘徊的時(shí)間予以設(shè)定，針對(duì)超出限定時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)作予以報(bào)警，并將視頻獲取的圖像予以截圖處理，回傳到監(jiān)控中心，為后續(xù)開(kāi)展相應(yīng)的處理工作提供最直觀的圖像依據(jù)[9]。

3.2.5 設(shè)備監(jiān)控

在監(jiān)控和指揮調(diào)度工作中，利用對(duì)應(yīng)的技術(shù)處理方式實(shí)現(xiàn)多級(jí)聯(lián)動(dòng)，并支持向固定工作人員的移動(dòng)終端發(fā)送相應(yīng)的預(yù)警信息，以便及時(shí)處理故障問(wèn)題。變電站的日常設(shè)備管理也非常關(guān)鍵，利用視頻分析技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)督管理具有重要意義。借助視頻分析技術(shù)對(duì)重要設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控預(yù)設(shè)，配合視頻監(jiān)控關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)提取方式建立完整的識(shí)別機(jī)制和對(duì)比機(jī)制，有效提高設(shè)備監(jiān)控管理工作的整體水平[10]。

3.2.6 事故監(jiān)控

變電站長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，受外界各種因素的影響，電力設(shè)備故障等問(wèn)題較為常見(jiàn)。借助視頻分析技術(shù)配合遙測(cè)傳感器連接應(yīng)用服務(wù)器、內(nèi)網(wǎng)客戶端、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等，及時(shí)進(jìn)行相關(guān)事故信息的匯總和分析，同時(shí)進(jìn)行分割識(shí)別，提醒工作人員及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。

4 結(jié) 論

綜上所述，無(wú)人值守變電站監(jiān)控工作中應(yīng)用視頻分析技術(shù)能夠更好地建立可控化監(jiān)控模式，配合測(cè)試與調(diào)整機(jī)制提升變電站管理水平，促進(jìn)變電站可持續(xù)健康發(fā)展。