變電站安全監控的視頻智能終端布點優化策略

李強

摘要：傳統的變電站視頻監控終端布點時，設計隨意性大、標準化程度低、資源分配不均勻、視頻終端安裝位置不合理。通過網格化處理，設定坐標系，將所有視頻監控終端點進行坐標轉化，建立數學優化模型，輸入相應的邊界參數，計算出最優的視頻監控終端布點結果，繼而根據優化結果對現有布點進行修正。為后續變電站監控視頻終端布點設計提供了參考，保證視頻監控終端布點設計更加高效、更加精準，實現了布點設計自動化扣信息化。

關鍵詞：變電站;安全監控;視頻智能終端;布點;優化

引言

無人值守變電站是未來發展趨勢，尤其是信息技術、智能技術的發展，為無人值守變電站建立了技術基礎。現階段大部分變電站都部署了遠程監控系統，監控設備也從單純的安防監控轉變為變電站設備運行狀態監控。其中攝像機探頭是遠程監控的基礎，其合理、正確的布點是提高遠程監控效果，變電站運行的重要保障。但是現階段變電站視頻智能終端布點存在不足，影響了變電站運行安全。

一、視頻智能終端布點

所謂的視頻智能終端，在變電在安全監控系統中，視頻智能終端主要是智能化視頻攝像頭，其一般有鏡頭、CCD或CMOS成像器件、MD轉換及預處理、智能算法模塊、編碼壓縮模塊以及網絡連接模塊，其中最為重要的一個部分是智能算法模塊，它可以按照預定的規則對每一幀視頻圖像進行仔細的甄別和過濾，一旦識別出有違規或者異常情況，就可以截取該段視頻圖像，通過網絡傳輸給指揮終端。相較于傳統的攝像頭終端，智能攝像頭在圖像增強與復原，濃縮播放以及人臉識別等方向有著巨大優勢。

視頻智能終端布點的概念是在變電站平面中對視頻智能終端進行空間布置，繼而實現監控區域全覆蓋，強化對重點設備監控，完成對變電站設備安全監控。

二、視頻智能終端布點現狀

視頻智能終端布點合理與否，直接影響著變電站設備監控狀態。但是目前視頻智能終端布點存在以下問題：

2.1布點隨意性大

設計人員在變電站平面圖上對視頻智能終端布點，根據自己的經驗對相應的點位進行布局安裝。這種隨意性不僅僅是設計人員缺乏理論系統的布局知識，同時在攝像頭布點方面研究成果較少，可參考資料缺失。

這種布點形式不合理造成視野模糊、多點、漏點、死角等現象。

2.2視頻智能終端布點標準化程度低

在對視頻智能終端布局時，僅考慮遠程監控功能，功能單一。無法滿足對重要設備的遠方操作聯動，智能巡檢，智能分析等生產要求。

2.3視頻資源分配不均勻

監控設備資源配置不合理，無法使重疊區域達到最佳狀態。如果為了保證視頻全覆蓋需要增加投入，這也是監控布局需要考慮的問題。如何實現低成本、高效率布局也是焦點問題。

2.4視頻智能終端布局位置差

視頻智能終端布局時，僅考慮某個點位布局，視頻終端安裝位置容易出現掉落、難安裝以及隱蔽性差等問題，或者設備運行產生干擾，繼而影響對設備的監控。降低了視頻智能終端監控質量。

三、視頻智能終端布點優化策略

3.1布設原則擬定

1）精簡原則

監控點不是越多越好，而是講究精準到位。在設計時如果使用過度的監控點，就會增加系統負擔和施工成本，降低了系統的穩定性。同時大量的視頻數量對系統的CPU壓力過大，增加了系統反應時長，對于監控人員而言，觀看難度較大。

2）經濟性原則

在變電站安防監控設備的視頻終端布點，需要從布點經濟性考慮，是否容易安裝加工。在達到有效覆蓋的基礎上，充分考慮布點設計的經濟效益。

3）視覺效果原則

在布點時，要考慮攝像頭是否和周圍環境搭配。視頻監控設備主要是為了保證變電站安全。如果攝像頭布點位置明顯，容易被破或者被遮擋。在安裝時要考慮周圍環境是否有高樹或者其他建筑物。

3.2視頻智能終端優化措施

1）網格化處理

首先將變電站平面圖進行網格化處理，將總面積劃分成有限個小方格，方格大小根據視頻監控終端的監控分辨率確定。若視頻監控終端的有效分辨率為30cm，則每個網格的邊長為30cm，將所有面積劃分完成。

2）設定監控坐標系

將平面圖劃分完成以后，設置直角坐標系，每個監控終端的監控范圍有定值。因此，將一個監控終端布點作為視頻原點，確定坐標系的x軸和Y軸。

3）建立數學模型

根據上述的分布將現有的視頻監控終端描畫在網格圖中，根據迭代算法、結合監控點重要度和設備重要性概念，利用遺傳算法的交叉、迭代、變異等數學模型來完成數學模型構建。

4）計算分析優化

根據數學模型，輸入相關的邊界參數，來完成視頻終端布點優化，從而得出視頻監控方案中最為合理的布局，從而縮短布點設計時間、降低工程投入成本。

5）得出結論

根據視頻優化計算結果，完成對變電站安全的布點優化，達到布點最優。

3.3試驗論證

在完成布局優化以后，就需要對攝像頭點位進行設定，設定完成以后，驗證視頻終端監控效果，發現問題以后要及時修正。因為在實際優化中，很多未考慮因素，如變電站外部環境影響。如存在高樹或者建筑物，可能會對監控布點產生影響或者對監控效果產生影響。

3.4視頻監控終端輔助設備優化

在視頻監控終端布點優化完成以后，還需要考慮視頻監控終端輔助設備的優化。單純的依靠視頻監控終端布點并不能提高視頻監控終端效果，還需要安裝視頻監控終端輔助設備，保證監控效果。

視頻監控終端輔助設備主要包括電路系統、控制系統以及視頻處理系統。其中電路系統在布局時，要根據視頻監控終端的布局合理施工，保證電路系統布線合理，滿足視頻終端布點需求的情況下，減少電路系統對于變電站其他運行設備的影響。

其次，控制系統的升級和優化。視頻監控終端不僅僅是對某個點位定點監控，還需要旋轉監控，同時對于某個位置能夠聚焦放大等等功效。因此控制系統必須要靈活可靠，保證視頻監控終端移動效果。

最后，視頻處理系統的升級和優化。視頻監控處理系統是視頻處理的大腦，是保證變電站安全的主要部位。智能視頻監控終端在智能鎖定嫌疑以后，數據處理系統能夠快速反映到人機界面，發出報警信息，繼而變電站管理人員可以實時處理，降低風險發生，提高視頻監控終端工作的高效性。

3.5視頻智能終端布點優化發展趨勢

視頻智能終端的布點優化是一個數學與工程相交叉的問題，在設計時不僅僅要考慮視頻終端布局的最優化問題，還需要考慮工程的經濟性和可行性。因此未來視頻智能終端布點優化會向著以下幾個方面發展：

1）視頻監控終端布點研究不斷豐富。現階段在視頻布點研究成果較少，對于變電站視頻布點指導性較弱，因此必須加強科研投入，提高布點設計的科學性。

2）視頻監控終端布點的智能化和模塊化發展。未來只需要將變電站平面圖輸入系統以后，提高了視頻監控終端布點設計效率，縮短設計時間，減少設計成本。

結束語

變電站運行質量直接決定了地區用電質量和電力運行平穩性。傳統的變電站視頻監控終端布點時，設計隨意性大、標準化程度低、資源分配不均勻、視頻終端安裝位置不合理。針對這些問題，結合變電站視頻監控終端布點原則，通過網格化處理，設定坐標系，將所有視頻監控終端點進行坐標轉化，建立數學優化模型，輸入相應的邊界參數，計算出最優的視頻監控終端布點結果，繼而根據優化結果對現有布點進行修正，并對優化結果進行檢測，判斷優化效果是否明顯。為后續變電站監控視頻終端布點設計提供了參考，保證視頻監控終端布點設計更加高效、更加精準，實現了布點設計自動化和信息化。