變電站遠程視頻輔助巡視操作系統(tǒng)建設設計與應用

童曉慶

摘 要：本文某電業(yè)局變電站遠程視頻輔助巡視操作系統(tǒng)的建設為例， 介紹了能完成視頻自動巡檢的軟件系統(tǒng)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(tǒng)功能

1.1實時監(jiān)控

系統(tǒng)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(tài)、運行環(huán)境、現(xiàn)場人員行為和消防安防狀況，實現(xiàn)獲取設備溫度、套管油位和油溫等數(shù)據后，與主輔設備監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據比對分析。系統(tǒng)具備歷史數(shù)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(zhí)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(tài)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(tài)。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(xiàn)作業(yè)人員智能安全管控、糾正違章作業(yè)等。

1.4巡檢結果確認

（1）巡檢記錄。系統(tǒng)自動記錄每次巡檢的巡檢記錄，系統(tǒng)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(jiān)測值，每條巡檢記錄保存實時抓拍的監(jiān)測值畫面，如果對監(jiān)測數(shù)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(fā)現(xiàn)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(jiān)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(jiān)控畫面鏈接快捷跳轉，可人工查看告警設備實時監(jiān)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(guī)范。

1.5智能聯(lián)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(jiān)控系統(tǒng)越限、告警等信號后，根據配置的聯(lián)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(shù)據分析。系統(tǒng)整合各類設備的歷史巡檢數(shù)據，形成設備的歷史狀態(tài)數(shù)據曲線，更直觀的反應設備的狀態(tài)變化趨勢，通過分析不同時間段內不同設備數(shù)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(fā)現(xiàn)問題、分析及解決故障的目的。（2）趨勢分析。目前巡檢數(shù)據大多依靠人工記錄，效率較低，且不利于巡檢數(shù)據的查找、分析和管理。建立了智能巡檢機器人系統(tǒng)后，將會積累大量的巡檢數(shù)據數(shù)，通過有效的整合、歸類，使用專業(yè)的分析方法，對數(shù)據進行處理、解析、研判，從整體上多維度的監(jiān)測運行狀況。

2遠程視頻輔助巡視操作系統(tǒng)的組成

監(jiān)控系統(tǒng)平臺結構， 具體集成了視頻監(jiān)控服務系統(tǒng)和變電站監(jiān)控（AMC）。監(jiān)控分站由后臺計算機、控制機、傳輸設備、數(shù)據輸入設備及各種輔助子系統(tǒng)組成。變電站的各個輔助子系統(tǒng)可以獨立運行，形成自己的循環(huán)控制回路。后臺計算機通過IEC 61850標準與子系統(tǒng)通信，通過子系統(tǒng)控制對變電站內部的現(xiàn)場視頻照片和設備運行狀態(tài)數(shù)據進行采集匯總。視頻業(yè)務系統(tǒng)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(tài)進行管理和控制。使用攝像機記錄和監(jiān)控變電站設備的運行情況，并將數(shù)據存儲在DVR和NVR上，然后上傳到視頻服務器。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以控制視頻監(jiān)控的整體運行，檢測智能視頻技術的集成，分析監(jiān)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(shù)。整個在線智能巡視系統(tǒng)架構如圖1所示。

巡視主機與各系統(tǒng)間接口定義如下：（1）與視頻主機接口：符合Q/ GDW 1517.1標準規(guī)定，遵循國網視頻接口B協(xié)議擴展協(xié)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(xiàn)對視頻主機的控制。（2）與機器人主機接口：遵循TCP傳輸協(xié)議，實現(xiàn)控制、巡視任務等指令下發(fā)，接收巡視數(shù)據、機器人狀態(tài)等數(shù)據;遵循FTPS等安全文件傳輸規(guī)范，接收可見光照片、紅外圖譜等文件。（3）與主輔助設備監(jiān)控主機接口：主輔助設備監(jiān)控主機與巡視主機通過Ⅱ區(qū)與Ⅳ區(qū)之間通過正反向隔離裝置通信。系統(tǒng)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(shù)據加密傳輸。（2）遠程智能巡視系統(tǒng)與主輔監(jiān)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(fā)改委第14 號令 電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》的要求。（4）為確保巡檢數(shù)據與電網內網數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據信息，確保巡檢數(shù)據與電網內網數(shù)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(shù)據，將采集的視頻、圖像、設備信息等數(shù)據實時傳送到機器人主機和視頻主機進行分析，再統(tǒng)一匯總到在線智能巡視主機進行處理。巡視主機下發(fā)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(jiān)測。

結論：遠程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)具有使用迅速、覆蓋面廣、性能可靠等優(yōu)點。采用該系統(tǒng)，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(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)[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(jiān)控系統(tǒng)分布式體系結構研究[J].供用電，2017，34（2）：69-75，68.