無人變電站智能視頻監控系統的設計與實現

劉杰

摘 要：由于傳統的監控技術受到實際發展的限制，只能夠實施非常簡單的報警信息傳輸、現場監視等功能，針對消防、傳輸視頻、門禁等要求無法滿足，這使得集控中心人員不能夠對前端的事件進行了解和明確，這使得系統的安全性和穩定性都受到了非常大的影響，而對無人值守變電站而言，實時的監控和遠程的監控是變電設備安全運行必備的條件。本文主要就無人變電站視頻監控系統需求以及總方案加以闡述，然后就系統功能設計和系統實現詳細探究。

關鍵詞：無人變電站；智能視頻監控系統；設計方案

變電站遠程網絡監控系統主要分為兩大部分，分別為“三防”（火災報警、防盜報警和環境監測）以及視頻監控，系統經由網絡，對各個變電站進行實施監控，再將釆集到的數據及時傳輸至監控中心，中心人員結合捕獲的圖片、數據或者報警信號及時作出相應的判斷，并通知運行人員及時前往現場進行處理。

1無人變電站視頻監控系統需求以及總方案

1.1無人變電站視頻監控系統需求

第一，視頻實時監控的需求。無人值守站離市區較遠，加之調度人員有限，故遠程的實時視頻監控功能是視頻監測系統的主要功能。通過該功能，在調度中心，調度人員和安保人員可以實時查看無人站的情況。

第二，設備管理的需求無人站設備較為單一，但控制復雜，視頻監測系統是環境監測系統的主要系統之一，它可以通過集成環境采集、設備狀態采集來對無人站的設備進行管理，這也是確保無人站安全的一個重要措施。

第三，智能反應需求調度人員通過視頻實時監控發現故障或者安全事故之后，離到達無人站人工處理有一定的時間差距，而且往往由于無人站與市區的距離很遠，故等待人員現場救援就已經力不從心，可能會引發二次及多次事故。

第四，遠程操作的需求。調度人員可以通過視頻系統，對無人站的一部分設備有遠程操控的功能，比如，對于兒童闖入等突發狀況，視頻監測系統可以通過調用無人站的廣播，對兒童進行喊話、警告，從而減少安全事故。這也是無人站視頻監測系統的需求。

1.2無人變電站視頻監控系統總方案

遠程智能監控系統主要分為服務器端和現場視頻監測端。遠程監控系統的服務器端主要安裝在調度中心的監控中心內，主要功能是接收和調取各個檢測端的實時視頻數據及視頻監控識別結果，另一個重要功能是用于展示各個視頻監控點的視頻及狀況。并不承擔視頻分析和監測的任務。現場的視頻監測端系統使用視頻數據，并使用運動目標監測及目標識別算法，實現智能視頻識別，并根據識別結果，自動做出報警、警告等措施，實現無人值守變電站的穩定運行。為了保證系統的長期穩定性，考慮到視頻數據較大，存儲占用資源的實際情況，本文采用去冗余存儲視頻歷史數據的方案，在調度中心存儲視頻數據。

2無人變電站視頻監控系統功能設計和實現

2.1無人變電站視頻監控系統功能設計

第一，現場端功能。變電站現場端即系統的客戶端，客戶端使用 C++語言編寫程序，對視頻數據進行處理，執行后臺視頻數據的采集、識別及廣播驅動程序，運動目標監測計算及人臉識別監測，同時實現定期的視頻數據回傳功能。圖像采集與預處理，系統采用當前變電站已經使用的 DS-2CC172P-IR3 型攝像終端，采集監測地點的數據，并對視頻進行圖像灰度化、圖像平滑的處理，使得視頻文件可以直接用于系統計算。運動目標監測及人臉識別，廣播提示及警告，視頻備份回傳，視頻端口設置。

第二，遠程監測端功能。遠程監控端采用 C/S 架構，的功能主要集中在實時視頻監控查看，報警彈出，視頻數據備份，歷史視頻數據查看等功能，并兼有變電站信息管理，視頻數據管理，監控人員及權限管理等管理功能。視頻數據備份及管理，視頻去冗余備份是指自動接收來自各個變電站的視頻去冗余備份數據，以便于數據查看，計算等。系統支持對歷史視頻信息的管理。實時視頻監控查看，遠程監控端能夠實時的對各個變電站攝像頭拍攝數據進行讀取，查看，以進行人工監控，同時，也能夠實時遠程使用場站揚聲器對場站內部人員進行喊話。遠程管理客戶端，對于變電站客戶端及攝像頭，可以通過遠程管理，實現攝像頭重啟，背景畫面設定，監控時間段設定等管理。

2.2無人變電站視頻監控系統實現

遠程監控端主要實現2部分功能，一部分為前端展示，包括數據庫的讀取，寫入，管理等，該部分功能實現了包括變電站信息管理、人員信息管理、提醒管理、報警管理等功能；另一部分為遠程控制客戶端的程序，主要包括底層通信，控制客戶端核心程序等功能。由于篇幅有限，本文不再贅述代碼和實現方法，以下對核心關鍵的控制部分及圖形顯示部分進行描述。設備控制核心程序，設備控制將合成的控制幀通過服務器端的控制程序發送到遠端采集端進行設備的遠程控制。消息通信，模擬端與服務器端的通信需要在服務器端建立 socket 通信服務端，模擬端建立通信的客戶端，通信端口為8000。客戶端與服務器端的通信是在服務器端建立 socket 通信的服務端，在客戶端建立通信的客戶端，通信端口為 8001。服務器端與客戶端的通信是在客戶端端建立 socket 通信的服務端，在服務器端建立通信的客戶端，通信端口為 8002。在系統實現中，將 Socket 服務端的建立、關閉以及數據接收等功能封裝成類，命名為 Server.java，將客戶端的建立、關閉以及數據發送等功能封裝成類，成為 Client.java。

現場端實現。現場端實現主要包括視頻數據采集及讀取、視頻數據分析及視頻回傳功能，視頻采集程序是從視頻監控器中直接讀入實時視頻采集數據。其代碼段如下圖所示。

視頻采集卡中的代碼段

3結語

綜上所述，本文主要是將集控中心對無人值班變電站的監控作為最核心的部分，其目的是最大程度上保證無人變電站的所有設備、門禁、消防以及財產能夠得到有效的保障。希望能通過此次的理論研究，對實際的變電站無人智能視頻監控系統的優化設計起到一定促進作用，方便實際的系統應用，發揮其積極的作用。

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