變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能運維的研究與實現(xiàn)

張祖茂

摘 要：文章對南方電網(wǎng)變電站部署的視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)運維現(xiàn)狀及問題進(jìn)行分析，提出一套智能運維系統(tǒng)的功能需求，針對此系統(tǒng)對比兩種不同的部署方案，提出了基于網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)性方面的最佳部署方案建議。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；智能運維；變電站

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0053-02

1 變電站視頻運維現(xiàn)狀及問題

在智能電網(wǎng)高速發(fā)展的今天，南方電網(wǎng)下屬供電局根據(jù)《南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運行智能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》在變電站部署一套視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)由站內(nèi)監(jiān)控工作站、RPU（站端處理單元）、視頻監(jiān)控設(shè)備、環(huán)境信息采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成，實現(xiàn)對站端現(xiàn)場視頻及各種環(huán)境信息采集、處理、監(jiān)控等功能；站端系統(tǒng)由綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)提供8M網(wǎng)絡(luò)帶寬，向地區(qū)級主站提供一個 IP地址供訪問。

根據(jù)電壓等級不同，110kV變電站配置20個左右攝像頭，220kV變電站配置25個左右攝像頭，500kV變電站配置30個左右攝像頭。電網(wǎng)公司每個地市局所管理的攝像頭有幾百乃至上千個，大量的設(shè)備如何管理、如何維護(hù)，避免系統(tǒng)成為“睜眼瞎”已經(jīng)是一個很重要的問題。高效、高質(zhì)保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運行對電力行業(yè)的管理有重大的意義。

目前在變電站視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)運維過程中主要存在以下幾個問題：

1.1 故障導(dǎo)致失效，無法及時獲知，及時解決

隨著攝像機監(jiān)控點數(shù)量快速增長，出現(xiàn)的由于視頻監(jiān)控故障或者其他因素影響的視頻監(jiān)控失效問題也屢見不鮮。現(xiàn)在很多視頻監(jiān)控在設(shè)置的時候雖然十分注重前端設(shè)備質(zhì)量，但對其運營維護(hù)卻缺乏智能化管理。因此常常出現(xiàn)故障不能及時發(fā)現(xiàn)，及時解決，系統(tǒng)不能正常運行，視頻監(jiān)控系統(tǒng)處于失效狀態(tài)。

1.2 影響事后取證工作

大量路數(shù)的視頻圖像在運維管理過程中給用戶的維護(hù)工作帶來極大的挑戰(zhàn)，由于不能快速有效了解前端攝像機的運行情況，如發(fā)生故障或被破壞，一旦出現(xiàn)安全事件，事后不能提供有效的線索和視頻證據(jù)，給電網(wǎng)用戶事后查證帶來了很大困難。隨著各類監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)，此類問題會越來越突出。

1.3 資源臺賬不清晰，管理與維護(hù)工作量大

電網(wǎng)公司對監(jiān)控系統(tǒng)的需求不斷的提高和規(guī)模不斷的擴大，使得現(xiàn)在的大型的監(jiān)控系統(tǒng)，攝像頭、眾多的存儲設(shè)備、編解碼設(shè)備的數(shù)量級也不斷攀升，同時很多地市局資源臺賬混亂，管理不清晰；各區(qū)域設(shè)備點數(shù)多，整個監(jiān)控系統(tǒng)所覆蓋的區(qū)域也越來越大，為保證龐大的監(jiān)控系統(tǒng)能正常運行，需要巨大的管理和維護(hù)工作量。

1.4 運維管理考核難

視頻監(jiān)控設(shè)備版本多、兼容性差、互換難，廠商如何管理難。運維管理過程混亂，部分供應(yīng)商無持續(xù)服務(wù)能力，運維服務(wù)不到位，又缺乏考核依據(jù)，缺乏有效溝通，備品備件的申購和故障處理流程未理順，浪費嚴(yán)重，運維成本很難評估，無法提高運維的效率。

1.5 人工效率低下

現(xiàn)在安防系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)問題投入的人力成本偏高，目前大多還是靠手工流程來管理，花費大量人力去手工發(fā)現(xiàn)問題，這樣不僅效率低下，而且不能及時全面的解決問題。

1.6 管理流程不完善

以前數(shù)量少可能是“一點”的問題，而現(xiàn)在則是一條線、多條線和面的問題，如果不能通過建立流程化的管理模式，就無法將設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)、報修、維修、反饋、統(tǒng)計、考核等形成完整的閉環(huán)，也就無法保障系統(tǒng)維護(hù)的及時性。

2 變電站智能運維系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

智能運維管理系統(tǒng)，將以滿足南網(wǎng)變電站視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建成投產(chǎn)之后的日常運行維護(hù)實際管理需求為根本，以全面提高資源綜合利用率為主要目標(biāo)，實現(xiàn)對前端監(jiān)控點位及相關(guān)設(shè)備資源“全天候、全過程、全方位”的統(tǒng)一監(jiān)控、展現(xiàn)、維護(hù)、統(tǒng)計分析，保證南網(wǎng)變電站視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠發(fā)揮最大效益，最終實現(xiàn)視頻資源“建設(shè)、應(yīng)用、維護(hù)”全生命周期的服務(wù)保障。

變電站視頻監(jiān)控智能運維管理系統(tǒng)可以對系統(tǒng)中的監(jiān)控攝像機、RPU等進(jìn)行巡檢，對其運行狀態(tài)和故障信息進(jìn)行分析診斷，幫助用戶快速掌握系統(tǒng)設(shè)備運行情況，輕松全面維護(hù)變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)；系統(tǒng)根據(jù)診斷結(jié)果，分配運維工作，同時能跟蹤運維事件的處理過程，及時反饋設(shè)備的維修情況；借助先進(jìn)的計算機視覺分析、分布式系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)以及對問題發(fā)現(xiàn)，處理流程，運維考核等環(huán)節(jié)進(jìn)行分析建模，能夠有效解決目前存在于變電站視頻與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的突出問題。使問題發(fā)現(xiàn)更及時，解決更快速，成本更低廉，考核更清晰。

智能運維管理系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)如下：

2.1 理清設(shè)備資源臺賬

理清視頻資源臺賬是實施有效運維的前提。建設(shè)統(tǒng)一視頻資源信息庫，包括對已投產(chǎn)設(shè)備、在運行設(shè)備、備品備件、產(chǎn)品生命周期、軟件資源、人力資源等的統(tǒng)一管理。

2.2 通過自動化巡檢和監(jiān)控，快速定位故障

通過數(shù)據(jù)采集協(xié)議（如SNMP、ICMP、CLI（Telnet、SSH）、WMI、JMX等）和集成監(jiān)控的方式，定期對視頻設(shè)備（攝像頭，RPU）、視頻圖像質(zhì)量等進(jìn)行可用性和健康度檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障并快速定位故障設(shè)備，顯著降低運維人員的工作量，提高管理效率。并具備對監(jiān)控故障短信、聲音、郵件等提醒通知功能。

2.3 建立運維服務(wù)管理流程體系，提高日常工作效率

結(jié)合南網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)特色，根據(jù)運維管理體系的設(shè)計、管理維護(hù)實際需求，規(guī)劃日常值班與巡檢管理、故障修復(fù)管理、視頻資源配置管理等管理維護(hù)流程，使日常的運維工作流程化，職責(zé)角色清晰化，從而使解決問題的速度和質(zhì)量得到有效提高，使管理部門內(nèi)及維保商的相關(guān)支持信息更為暢通和透明，使支持服務(wù)的信息更為完整和有效，并沉淀運維知識與經(jīng)驗。

2.4 自動統(tǒng)計分析，為管理決策提供數(shù)據(jù)支撐endprint

對日常運維工作和各個系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，根據(jù)實際管理需要量化各部門及單位所管轄的前端設(shè)備的在線率、量化運維人員的工作量、量化各類設(shè)備的綜合可用率等，從宏觀上綜合分析所有監(jiān)測對象的運維狀況，并研判系統(tǒng)運維發(fā)展趨勢，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化、運維規(guī)劃提供依據(jù)，為領(lǐng)導(dǎo)層進(jìn)行系統(tǒng)升級、改造、擴容提供數(shù)據(jù)支撐。

2.5 預(yù)設(shè)擴展接口，適應(yīng)南網(wǎng)未來發(fā)展的需要

智能運維管理系統(tǒng)為適應(yīng)南網(wǎng)未來發(fā)展的需要，將預(yù)設(shè)擴展接口功能，包括監(jiān)控規(guī)模擴展、資產(chǎn)配置管理庫擴展、運維管理流程擴展、統(tǒng)計分析擴展等。

3 系統(tǒng)實施部署方案

智能運維管理系統(tǒng)部署方式可分為2種，一種即采用區(qū)域巡檢中心前端運維診斷、主站集中式維護(hù)部署方式，另一種即采用主站統(tǒng)一集中運維診斷和維護(hù)部署方式。

3.1 方案一：前端運維診斷、主站集中式維護(hù)部署方式

區(qū)域巡檢中心前端運維診斷、主站集中式維護(hù)的部署方式，即在區(qū)域巡檢中心部署小型智能運維管理主機，地市局監(jiān)控中心部署智能運維管理系統(tǒng)。此部署方式充分結(jié)合了目前南網(wǎng)的分布式環(huán)境，小型智能運維管理主機實現(xiàn)分布式采集，讓區(qū)域巡檢中心所管轄站端系統(tǒng)智能運維診斷速度更快、報警更及時，同時也能夠節(jié)約區(qū)域巡檢中心上行帶寬；地市局智能運維管理系統(tǒng)則集中接收各小型智能運維管理主機上傳的采集診斷數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)及報表統(tǒng)計數(shù)據(jù)，統(tǒng)一維護(hù)、處理和展示各變電站設(shè)備診斷、報警、維修記錄、監(jiān)督及報表、考核等信息。

3.2 方案二：主站統(tǒng)一集中運維診斷和維護(hù)部署方式

主站統(tǒng)一集中運維診斷和維護(hù)部署方式，即在地市局統(tǒng)一部署智能運維管理系統(tǒng)，統(tǒng)一按預(yù)設(shè)規(guī)則對站端系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行智能巡檢、診斷及數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理，根據(jù)客戶需求與定制情況進(jìn)行報警信息、設(shè)備運行狀態(tài)、視頻質(zhì)量診斷及業(yè)務(wù)報表等信息展示；依據(jù)系統(tǒng)采集和處理的數(shù)據(jù)，可生成運維工單，通過運維流程進(jìn)行工單作業(yè)，并在系統(tǒng)保留維修記錄等信息，實現(xiàn)智能運維全程把控與跟蹤管理；統(tǒng)一對運維服務(wù)商、運維人員等進(jìn)行相關(guān)服務(wù)量化考核，考核成績可作為下一年度服務(wù)合同參考依據(jù)。

3.3 部署方式對比（見表1）

4 結(jié)束語

在變電站視頻監(jiān)控設(shè)備日益增多，運維管理日趨精細(xì)化的情況下，變電站智能運維管理系統(tǒng)可以解決視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像監(jiān)測、故障診斷、修復(fù)反饋，有利于運維人員快速掌握前段設(shè)備運維情況，為監(jiān)控系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行提供有效的解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐雯.變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].湖南大學(xué)，2008.

[2]劉海.變電站計算機遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)研究[D].華北電力大學(xué)（河北），2004.endprint