變電站遠程視頻輔助巡視操作系統建設設計與應用

童曉慶

摘 要：本文某電業局變電站遠程視頻輔助巡視操作系統的建設為例， 介紹了能完成視頻自動巡檢的軟件系統的功能以及設計組成。

關鍵詞：交換;有線通訊;無線通訊、輔助設備;遠程查看

1系統功能

1.1實時監控

系統實時展示高清視頻和機器人巡視畫面，實時收聽拾音器所采集的聲音。遠程查看設備運行狀態、運行環境、現場人員行為和消防安防狀況，實現獲取設備溫度、套管油位和油溫等數據后，與主輔設備監控系統數據比對分析。系統具備歷史數據存儲和查閱功能。

1.2自動巡視

機器人和視頻攝像機按照預制巡視路線執行巡視任務。巡視類型包括例行巡視、熄燈巡視、特殊巡視、專項巡視、自定義巡視等5類。其中， 惡劣天氣特巡包括大風、雷暴、霧霾（含毛毛雨、大霧等）、雨后、下雪、氣溫驟變（含低溫天氣）、高溫、冰雹、覆冰、沙塵暴等10類;專項巡檢包括設備紅外測溫、油位油溫表抄錄等。

1.3智能判斷識別

具備變電站設備狀態識別和判別功能，可識別各類設備缺陷、安全風險以及設備運行狀態。同時通過智能算法對來自機器人及攝像頭端的視頻進行分析，實現作業人員智能安全管控、糾正違章作業等。

1.4巡檢結果確認

（1）巡檢記錄。系統自動記錄每次巡檢的巡檢記錄，系統可實時查看正在巡檢的設備檢測值或歷史回看每次巡檢的監測值，每條巡檢記錄保存實時抓拍的監測值畫面，如果對監測數據有疑問，隨時調取抓拍的儀表、開關等的圖片進行核實，防止智能識別錯誤帶來的誤判、誤報，及時發現與定位問題所在。（2）設備告警確認。提供設備告警分析、告警查詢確認、主接線展示、間隔展示功能，功能如下：（a）包括設備名稱、部件名稱、缺陷類別、告警等級、缺陷或異常圖像（已標注出具體缺陷或異常位置）和實時監控畫面鏈接等7類信息;支持人工核查功能，支持告警信息的實時監控畫面鏈接快捷跳轉，可人工查看告警設備實時監控畫面，人工核查告警信息是否屬實，支持反饋意見錄入;（b）支持按照預設的設備告警閾值自動告警，設備告警等級包括一般、嚴重、危急等，設備告警等級的設置參照相應標準、規范。

1.5智能聯動

巡視主機接到主設備遙控預置、主輔設備變位、主輔設備監控系統越限、告警等信號后，根據配置的聯動信號和巡視點位的對應關系，自動生成視頻巡視任務，對需要復核的點位進行巡視，并在巡視主機查看復核結果。

1.6巡檢結果分析

（1）歷史數據分析。系統整合各類設備的歷史巡檢數據，形成設備的歷史狀態數據曲線，更直觀的反應設備的狀態變化趨勢，通過分析不同時間段內不同設備數據間的曲線波動及走勢，從宏觀上把控常見故障及其產生原因，從而達到提前發現問題、分析及解決故障的目的。（2）趨勢分析。目前巡檢數據大多依靠人工記錄，效率較低，且不利于巡檢數據的查找、分析和管理。建立了智能巡檢機器人系統后，將會積累大量的巡檢數據數，通過有效的整合、歸類，使用專業的分析方法，對數據進行處理、解析、研判，從整體上多維度的監測運行狀況。

2遠程視頻輔助巡視操作系統的組成

監控系統平臺結構， 具體集成了視頻監控服務系統和變電站監控（AMC）。監控分站由后臺計算機、控制機、傳輸設備、數據輸入設備及各種輔助子系統組成。變電站的各個輔助子系統可以獨立運行，形成自己的循環控制回路。后臺計算機通過IEC 61850標準與子系統通信，通過子系統控制對變電站內部的現場視頻照片和設備運行狀態數據進行采集匯總。視頻業務系統連接網絡、模擬攝像機和視頻服務器，可以對攝像機的工作狀態進行管理和控制。使用攝像機記錄和監控變電站設備的運行情況，并將數據存儲在DVR和NVR上，然后上傳到視頻服務器。視頻監控系統可以控制視頻監控的整體運行，檢測智能視頻技術的集成，分析監控圖像，檢測油壓、指示燈、壓力表等儀表的智能識別，遠程讀數。整個在線智能巡視系統架構如圖1所示。

巡視主機與各系統間接口定義如下：（1）與視頻主機接口：符合Q/ GDW 1517.1標準規定，遵循國網視頻接口B協議擴展協議傳輸視頻等信息，接受視頻主機注冊，獲取視頻主機的視頻、圖片，并實現對視頻主機的控制。（2）與機器人主機接口：遵循TCP傳輸協議，實現控制、巡視任務等指令下發，接收巡視數據、機器人狀態等數據;遵循FTPS等安全文件傳輸規范，接收可見光照片、紅外圖譜等文件。（3）與主輔助設備監控主機接口：主輔助設備監控主機與巡視主機通過Ⅱ區與Ⅳ區之間通過正反向隔離裝置通信。系統的信息安全：（1）機器人采用無線通訊方式，集成安全防護模塊進行內外網數據加密傳輸。（2）遠程智能巡視系統與主輔監控互連時，按照安全管理要求配置防火墻、正反向隔離裝置。（3） 巡視主機具備雙網口和設置獨立網段，信息安全符合《國家發改委第14 號令 電力監控系統安全防護規定》的要求。（4）為確保巡檢數據與電網內網數據傳輸安全，在巡檢通信網與電網內網之間增加隔離器的辦法進行網絡連接，機器人和攝像頭與巡檢服務器之間增設網管模塊及防火墻。機器人、高清攝像頭、拾音器的巡檢數據通過無線和有線方式傳給巡檢服務器，首先經過防火墻的保護，進入巡檢服務器，巡檢服務器經過隔離器的識別和篩選，安全的數據信息，進入內網，內網通過控制隔離器，來控制和選擇能接受的數據信息，確保巡檢數據與電網內網數據安全。智能巡檢機器人和高清視頻設備通過紅外精確測溫、檢零、外觀檢測、儀表檢測、人物頭像捕捉等多種手段采集數據，將采集的視頻、圖像、設備信息等數據實時傳送到機器人主機和視頻主機進行分析，再統一匯總到在線智能巡視主機進行處理。巡視主機下發控制、巡檢任務等指令，機器人主機和視頻主機分別控制前端設備進行實時監測。

結論：遠程智能輔助監控系統具有使用迅速、覆蓋面廣、性能可靠等優點。采用該系統，可以大大提高變電站運行管理水平，提高設備運維效率。

參考文獻：

[1]馬長立.變電站輔助設備智能監控系統的研發[D].蘭州：蘭州交通大學， 2018.

[2]王慧，楊秀蘭，白小會，等.智能變電站輔助監控系統分布式體系結構研究[J].供用電，2017，34（2）：69-75，68.