基于物聯網的防小動物移動監測技術研究的開發和應用

余敏　楊宏斌　葉宇超

摘要：本文通過對電力系統中近年來由于無人值班后部分變電站鼠害嚴重，破壞二次電纜甚至造成主設備故障的事件時有發生的情況進行分析，采取放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等手段進行捕殺，收效不大。本文提出了一個的解決方案，依托物聯網和移動通信技術設計出一套基于物聯網的防小動物移動監測系統，通過現場的移動監測設備采集現場有移動的物體，利用微信平臺推送和分享告警，實時掌握小動物的活動軌跡，對采集數據進行有效分析后，對經常有老鼠出沒的路徑放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等效果十分顯著。

關鍵詞：變電站；老鼠；措施；微信平臺

中圖分類號：TP391.45 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0029-03

目前110千伏及以下變電站普遍采用無人值班管理模式，隨著電網發展，變電站數量越來越多，變電站是電力網中的重要樞紐中心，變電站的安全可靠運行涉及到廣大人民群眾生產生活用電問題。在變電站的各項工作中，特別重視安全工作，在安全工作中，只要影響電網安全運行的就沒有小事。防小動物管理作為電網變電運行的一項重點工作，關系到電網的安全穩定運行，一旦發生小動物事故，輕則出現設備異常，重則出現大面積停電，造成嚴重的經濟損失和不良的社會影響，因此及時發現小動物（本文主要指老鼠）蹤跡并捕殺，確保變電站不發生小動物事件是一項非常重要的工作。而目前變電站中防小動物還是普遍采用以往有人值班的管理模式，依靠運行人員放置誘餌、鼠籠、黏鼠板等待老鼠自投羅網，面臨越來越多的變電站，“守株待兔”的管理模式已無法滿足運行管理的要求，必須改變現有的管理模式，創新先進技術手段實現小動物監測、預警及捕殺，切實提高運行管理的效率。

通過基于物聯網技術防小動物監測系統將徹底解決運變運行人員無法實時掌握現場小動物活動的現狀，大大提高小動物的管控能力，使被動的守株待兔式管理轉變為主動管理，通過主動監測發現老鼠蹤跡，主動出擊采取針對性捕殺或防治措施，防小動物管理工作針對性開展，有效提升運維工作效率。

1 研究目標

本系統利用物聯網移動監測技術，在現場經常有小動物出沒的區域放置移動監測裝置，有活動物體移動進行監測，如在電纜溝，戶外設備區的田地里，下水道，排水溝道等的場所安裝移動監測裝置用以監測活動物體的行蹤情況，針對性巡視，有效減少運維人員巡視無效巡視次數；在變電站小動物容易進入的場所安裝移動監測裝置，可有效提高應急響應的針對性和效率。結合移動互聯網通信技術，利用手機微信平臺，實現數據監測和實時告警功能，方便運行人員對告警信息的獲取和分享，為及時掌握現場運行的狀態提供依據。

本項目基于對移動互聯網通信技術與物聯網技術研究，著力于建設一套變電站防小動物移動監測系統，該系統通過構建的無線網絡來監測變電站小動物的移動軌跡及經常出沒的位置等，在監測到活動物體移動后出現異常時手機報警圖片及時通知工作人員后有針對性的對該區域內著重放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等手段進行捕殺，效果非常顯著。從而保障變電站安全運行，提高變電站防小動物效率。

2 系統設計方案

本項目防小動物監測系統分為三層架構，有監測層、傳輸層和應用層。監測層是各監測終端設備節點，對變電站內的有可能小動物出沒的場所安裝探測器，然后將采集的視頻通過移動數據網絡進行實現數據的傳輸.當發現攝像機視角內有活動時，警報信息通過手機微信端推送。系統大致結構設計如圖1所示。

2.1 系統主要功能

2.1.1 實時監控功能

監控中心平臺可實時監測各個變電站，配電室的小動物入侵告警信息，并可通過輔助監控平臺配合視頻畫面實時預覽現場視頻圖像。

2.1.2 告警聯動功能

小動物探測感應器，可觸發告警信號，通過輔助控制主機主動上送到監控中心后臺，聯動前端視頻抓拍，監控客戶端可自動彈出視頻畫面，聯動驅動聲光報警，預警聯動發送告警提示等功能。

2.1.3 抓拍查詢功能

小動物入侵感應器，觸發告警后可及時聯動現場點位攝像機進行即時抓拍，記錄告警信息，方便查詢分析。

2.1.4 記錄分析功能

輔助監控中心軟件，可配置記錄分析功能，針對頻繁監測的小動物蹤跡行為的場所進行有效的分析統計，找出規律，提供數據分析決策依據。

2.1.5 點對點監控

對發現小動物蹤跡的監視點自動檢測并向指定手機發送告警信息及圖片，并可查閱當時的錄像。

2.1.6 報警信息分享

本方案可方便地通過共享設備、告警以及通過微信分享。

2.1.7 自動錄像

發生小動物告警后，裝置自動錄像并存儲在當地，并可調取。

2.2 系統主要特點

（1）通過發現小動物蹤跡預警，實現無人值班變電站防小動物管理的可控、能控。

（2）通過物聯網技術的應用，實施相對簡單，便于推廣實施。

（3）可提高防小動物管理的針對性和實效，有效的節約運維人員的維護時間，提高現場運維效率。

（4）改變傳統管理模式，提升變電站變電運維的信息化管理水平。

（5）通過移動通信網進行數據傳輸，安裝簡單方便，但數據流量大，數據無法接入內網。

（6）通過手機接收告警信息，實時性強。

3 主要技術要點

3.1 移動偵測技術

移動偵測也稱為運動檢測，主要功能為守自動報警和監控錄像。攝像頭所采集不同幀率的圖像被CPU按照一定算法進行比較和計算，當畫面發生變化時，計算比較結果所得出的數字會超過閾值，并指示系統能自動作出相應的處理。本系統使用該技術實現電纜層人員無法探視的位置感應老鼠等動物移動的狀態，自動記錄老鼠活動的軌跡，從而為防治提供依據。

3.2 移動通信技術

移動通信技術依靠的是無線通信信號，其設備不受有線通信及地點的限制收發數據，本系統應用層主要通過微信平臺服務及服務號接口利用微信App軟件開發，完成移動監測數據的查詢及報警推送等功能。

3.3 電力物聯網技術

電力物聯網為企業現代化運營模式提供全方位支撐，主要分為電力物聯網感知層、網絡層及應用層，感知層著重統一的信息模型，包括統一標識、統一數據表達格式、統一語義等，形成相關標準規范，研發系列傳感器、標準化通信模塊及信息格式轉換設備等。網絡層研究并制定統一通信規約，開發標準化通信芯片、無線通信裝置、標準化接入網關等，引入多種融合通信技術，豐富通信手段，解決信息中遠距離可靠傳輸問題。

3.4 微信交互技術

為了更好的用戶體驗，利用微信公眾號作為數據的交互平臺可以，支持富媒體交互，視頻、圖片、音頻等，對接任何系統做到隨時隨地交互，信息傳達效率極高。微信是我們當前最普及的信息交流平臺，采用微信實現防小動物移動監測告警，信息在較私密的環境下傳達，大大提高信息傳播的效率和針對性。

4 實際應用情況

針對某供電公司某變電站中經常出現鼠患問題，在該變電站電纜層安裝了一套移動監測系統，并接入網絡服務器和微信公眾號。系統安裝一周后系統手機端在凌晨3點左右推送報警，查看報警信息后發現電纜層出現老鼠（如圖2）發生在現場有老鼠出現，并連續幾天出現。運維站人員根據監測情況在老鼠活動區域增加了誘餌的布點，在老鼠經過的路徑上針對性地布置了黏鼠板，在完成這些措施后第二天果然抓住一只老鼠，并在此后前后共抓住8只老鼠，從而解決了該變電站的鼠害問題。

在該變電站成功進行滅鼠后，又在兩座變電站進行了實用化的應用，均取得了很好的效果，通過監測電纜層下有物體移動異常時，手機微信端立即會收到報警信號，通過報警圖像進行分析移動物體的移動軌跡后，班組長在對現場有針對性的著重放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等手段進行捕殺。除了在戶內電纜層使用外，系統還應用于戶外防小動物（老鼠）監測和滅鼠。在某山區變電站出現老鼠咬斷光纜通訊中斷事件，現場運維人員采用其他常規滅鼠辦法效果不大。在安裝本系統一個月后，發現電纜溝出現老鼠蹤跡，通過針對性布置黏鼠板，現場共抓獲15只老鼠。見圖3：

通過多個實用案例我們發現通過該系統運維人員隨時可掌控現場是否有小動物的存在，當出現有小動物活動被監測時會及時告警通知有關人員，以便運維人員安排現場運維，排除小動物咬斷電線，蛇爬上設備等將會造成一、二次回路斷線，保護誤動作，設備短路接地，直接跳閘等事故；有效解決對防小動物的困擾，提高輔助設施運行效果，切實保障設備安全運行。本系統搭建在社交平臺微信上，具有良好的交互、交流特點，大大提高了運行環境狀況監測的效率和實時性。

5 推廣價值

智能化變電站是目前發展的趨勢，隨移動物聯網技術的不斷發展，高效率的變電站輔助監控得到進一步發展。本系統基于移動互聯網通信與物聯網兩大技術基礎上，建設了一套變電站防小動物移動監測系統，變電站小動物的活動軌跡通過構建的無線網絡來監測，當有小動物出現，及時向運行人員發送監測到的圖片及告警信息，得到及時處理，切實保障變電站的安全運行，提高變電站監控的效率。經過前期試運行，本系統使用效果明顯，可大大提高現場運維效率，特別對于提高防小動物專項工作效果明顯，因此極具推廣價值。

下一步將搭建專用的電力物聯網的通信網，結合物聯網技術開發更多應用，提高智能變電站的可靠性，更好地為智能電網建設服務。

6 結語

本文有效解決了變電站普遍存在的防小動物管理難題，提出的變電站防小動物移動監測系統方案，成功用于現場，并取得良好效果。實現變電站防小動物移動監測的實時監測，有針對性的對防小動物進行捕殺，切實改善設備運行環境，保障設備安全運行。本系統具有易于操作、交互性好、性能可靠、使用方便等特點。

參考文獻

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