探析视频分析技术在无人值守变电站监控中的应用

探析视频分析技术在无人值守变电站监控中的应用

郭炜程李凯

（国网平顶山供电公司河南平顶山467000）

摘要：视频分析技术以计算机视觉、模式识别等技术为基础，应用该技术可以从复杂的视频图像中分辨、提取出与关键目标相关的信息，充分利用这一优点，将其应用于变电站监控系统中，可以对监控视频进行不间断的自动分析，为监控人员提供有用的信息，从而促进现有监控系统作用的发挥，促进无人值守变电站监控智能化水平的提高。

关键词：视频分析技术；无人值守变电站；监控；应用

近年来我国电力工业发展非常快速，电力网络的覆盖范围逐渐增大，这种情况下变电站的分布位置越来越广。为了启示提升劳动生产率及经济效益，无人值守模式开始在变电站系统日常运行中得到应用，为了对变电站运行过程中的火灾、操作失误及设备被盗等突发事故进行防范，电力部门纷纷建立视频监控系统，将报警信息传输给监控中心，从而实现针对变电站的实时监控，这样就能及时处理远程故障及相关以外情况，促进变电站运行安全性的提高。

1视频监控系统在变电站中的作用

应用视频监控系统可以对变电站运行的情况进行监视，对于提升无人值守变电站生产的安全性以及电网运行管理水平具有非常重要的意义。在变电所无人值守或少人值守运行模式下，视频监控系统可以为远方设备巡视、远方操作监视提供辅助性手段，通过远程图像监控可以检查设备操作前后的实际状态，从而避免出现误操作的现象，安监人员也没有通过在线视频监控针对整个现场作业的安全进行督查与控制。此外，还可以针对变电所设备检修工作、突发事故进行处理，针对设备检修、事故处理过程实施远程指导，为事故原因分析、数谷处理提供图像资料等。视频监控系统还是生产管理信息系统的重要应用之一，可以为设备故障处理提供实时现场检查资料，在日常工作中专业管理人员可以直接按照现场情况展开深入分析。通过在线视频监控，可以实现与所有需要现场实时画面的子系统进行联动，为变电所监控提供重要的辅助性手段。

2无人值守变电站视频监控的现状

实际上无人值守变电站与安全防护应用中的网络视频监控系统比较相似，通常都利用客户/服务器体系结构，该结构主要分为前端现场、数据传输及后端管控三个子结构，其中前端现场系统安置与变电站监控现场中，包括录像机、摄像机及视频服务器等相关设备，主要负责采集报警信号及视频、视频等信号，并对这些信号进行编码和上传，对控制信号进行下载和解码，从事完成摄像机控制、本地控制等相关任务；中间传输系统主要有网络通道、网络通信设备两部分构成，主要作用在于完成前端与后端之间数据资料的传输与交换工作，通常网络通道为2MbpsE1通道，在一定情况下，监控系统也可以将4G无线网络作为其网络通道；后端系统为整个监控系统的中心，可以针对各种饮品、视频数据进行解码、存储及管理，从而对变电站进行远程监控，确保管理者可以实时了解各变电站的实际情况，并及时针对突发情况做出处理。

通过调查当前无人值守变电站的实际运行情况，其视频监控系统主要存在以下几方面问题：第一，用作视频识别、监控的较少，而用作视频监视的较多，一般仅为录制视频图像，提供的视频图像并未经过解释，这种信息只能用于事后取证；第二，缺少对智能技术的应用，当前监控图像内容分析主要利用人工方式进行实时观看，手段调用信息，多数工作都需要由人工来完成。随着近年来监控系统客户端越来越多，视频数据呈海量增长的趋势发展，以上问题的存在将会严重阻碍无人值守变电站视频监控系统的正常运行，影响其效能的发挥，并对电网生产效率的提升造成严重制约。

3无人值守变电站监控中对视频分析技术的应用

3.1方案设计

从上文的分析中了解了解到，后端监控人员获得的视频图像都是经过前端解码、中间传输及最后的解码才显示出来的，那么与前端原始视频相比，就体现出了两点不足：其一，视频图像画质必定会有所下降，进而影响监控人员查看相关视频细节、判断异常情况；其二，后端显示视频图像与前端视频存在时间上的延迟，这必将影响到监控人员响应现场异常情况的效果。上述两点问题的存在将会降低视频监控的应用效果，由于考虑到了视频分析技术的应用可以对视频中的有用信息进行提取，将该项技术应用到现在的监控系统中，可以显著提升监控系统的智能化水平，改善监控的整体效果。视频图像的清晰度越高、画质越好，对于视频分析应用效果就越有利，所以在变电站监控现场中应用视频分析技术，获取视频图像之后可以分流成两份，其中一份经过编码压缩以后上传给后端监控中心，另外一份则利用视频分析技术处理，生成报警信号并向监控中心发出提示。为了有效缩短生成报警信号、被监控人员获得信息二者的时间差，同时提升响应异常情况的速度，需要单独对报警信号进行编码。

3.2实际应用

1）禁区分析报警。利用视频分析技术可以对进入变电站警戒区的运动目标（包括人、动物及汽车等）进行自动检测，主要是在摄像机监视范围内，就可以按照实际需要设置变电站警戒区域，若满足预设条件的目标进入到警戒区中，救护自动产生告警，按照预设告警动作做出反应，并标出运动轨迹；

2）区域周边徘徊监控。预设警戒区周边如果有运动物体出现，只要它进入到警戒区域中就会被系统禁区监控方式检测到，这样只要有人或物在警戒区或其周边长时间徘徊，就可以利用视频分析技术进行识别跟踪，待达到预设时间就会自动发出报警；

3）绊线分析报警。绊线分析是人为设定的一条“警戒线”，它主要用于提示超越该警戒线的行为，利用视频分析技术可以自动检测超越警戒线的人或物，一旦有运动目标超越了预设的警戒线就会自动告警，并将运动目标及其运动轨迹标出来；

4）可疑物遗弃监控。一般情况下变电站只有电力设施，但是有时由于工作人员的大意，地面或设备上也会遗留一些其他物品，这些物品会为变电站安全运行留下隐患，甚至可能会造成严重的事故。通过视频分析技术可以对比分析实时画面与存储的正常画面，从而及时发现存在于监控区域中的遗留物品，自动发出报警，然后由监控人员按照物品遗留的前后原因，了解情势状态以后，基于安全形势快速做出判断并采取措施消除安全隐患。

结语

近年来随着技术水平的快速提高，越来越多的变电站开始使用无人值守的工作模式，无人值守模式的正常运行与电力企业甚至整个电网的顺利运行直接相关。面对当前无人值守变电站视频监控的实际情况，应用视频分析技术可以充分满足变电站安防需求。虽然在监控系统中应用视频分析技术可以为无人值守变电站的安全运行提供保证，但是由于受到变电站地理位置、天气环境及设施布置等因素的影响，监控系统在安装过程中，还需要与变电站的具体条件相结合，合理选择监控设备的安装点，同时通过视频分析算法获得相关参数，按照这些参数、监控预设阈值等反复调试，促进系统最佳监控性能的发挥。

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