王柄智 吳飛云龍

摘 要：文章首先對變電站應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)的重要意義進(jìn)行簡要闡述，隨后對變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)ψ冸娬具\(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：變電站；視頻監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0016-03

Research on Video Monitoring Technology and Implementation Mode of Substation

WANG Bingzhi，WU FEI Yunlong

（Inner Mongolia Wuhai Electric Power Bureau Communication Department，Wuhai 016000，China）

Abstract：First，the importance of video monitoring technology in substation is briefly described. Then，the design scheme of substation video monitoring system is analyzed. Based on that，the implementation mode of substation video monitoring system is discussed. It is expected that this study can help improve the safety and stability of substation operation.

Keywords：substation；video surveillance；system design and implementation

1 變電站應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)的重要意義

近年來，隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷完善，使其應(yīng)用領(lǐng)域在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬，該技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，由此為現(xiàn)場電力設(shè)備的安全運(yùn)行提供了可靠的保障，減少了供電過程中不必要的損失，為電力企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前，國內(nèi)很多變電站都在朝著無人或少人值守的方向發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，可為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的支撐。相信在不久的將來，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會成為無人值守變電站的一個(gè)重要組成部分。就變電站而言，它是整個(gè)電力系統(tǒng)的核心部分，一旦變電站發(fā)生運(yùn)行故障，將會直接對電力供應(yīng)造成嚴(yán)重的影響，由此導(dǎo)致的損失無法估量。因此，確保變電站安全、穩(wěn)定地運(yùn)行尤為重要。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)了解并掌握站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)，系統(tǒng)會對采集到的信息進(jìn)行分析處理，發(fā)現(xiàn)異常會自動發(fā)出告警提示，工作人員收到提示后可在第一時(shí)間掌握異常情況，并制定有效的方案進(jìn)行解決處理，消除異常，使變電站保持穩(wěn)定運(yùn)行。

對于變電站而言，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)無人值守的關(guān)鍵因素，故此在對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要實(shí)現(xiàn)對變電站運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測。而在變電站運(yùn)行中，對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行有效管理，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行是主要的工作內(nèi)容。因站內(nèi)有著大量的電子設(shè)備，一旦短路很可能引起火災(zāi)，而視頻監(jiān)控系統(tǒng)的告警功能，可對火災(zāi)信息進(jìn)行快速傳遞，由此可以大幅度降低火災(zāi)的損失，變電站的安全也隨之得到保障。現(xiàn)如今，我國的電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，變電站內(nèi)的設(shè)備也越來越多，這都對監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求，雖然很多變電站也配備有監(jiān)控系統(tǒng)，但由于建設(shè)較早，系統(tǒng)的功能并不完善，無法滿足使用需要。故此，運(yùn)用視頻監(jiān)控技術(shù)建設(shè)相應(yīng)的系統(tǒng)就顯得尤為重要。

2 變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)思路

變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱本系統(tǒng)）的主要作用是對站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在這一前提條件下，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路非常明確，即利用設(shè)置在站內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)的高清攝像機(jī)，對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，然后傳送給硬盤進(jìn)行錄入，若是達(dá)到預(yù)先設(shè)定的告警指標(biāo)，本系統(tǒng)會自行發(fā)出報(bào)警信息，并顯示在控制中心的屏幕上，提示工作人員進(jìn)行查看。

2.2 設(shè)計(jì)原則

當(dāng)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)明確之后，便可對其進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循以下幾點(diǎn)原則：（1）可靠性原則。本系統(tǒng)歸屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的范疇，確?？煽窟\(yùn)行是其前提和基礎(chǔ)，只有這樣才能使本系統(tǒng)的作用得以最大限度地發(fā)揮。由于視頻監(jiān)控是本系統(tǒng)的主要功能，需要通過它完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息的采集，因此，視頻監(jiān)控硬件必須具有良好的可靠性。（2）實(shí)用性原則。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的最終目的是應(yīng)用，所以必須使設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)具備較強(qiáng)的實(shí)用性，即能夠滿足使用者的具體工作需要。由于本系統(tǒng)是在變電站內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，需要從變電站整體角度進(jìn)行考慮，除了要能夠顯示數(shù)據(jù)信息之外，還要能夠顯示圖形信息，功能要齊全，操作要簡單，這樣才能使系統(tǒng)滿足實(shí)際應(yīng)用需要。（3）擴(kuò)展性原則。從變電站長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，本系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有良好的擴(kuò)展性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)完成后，可按照使用者工作需要的變化，擴(kuò)展功能，為達(dá)到這一目標(biāo)，在設(shè)計(jì)之初，就必須考慮系統(tǒng)本身的可擴(kuò)展性，故此，這也是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，所必須遵循的一個(gè)原則，如果不能擴(kuò)展，將可能導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，會增大成本。（4）先進(jìn)性原則。一個(gè)系統(tǒng)的功能是否強(qiáng)大，主要取決于其是否先進(jìn)，這里所指的先進(jìn)，既包括硬件方面，也包括軟件方面，要選取高性能的硬件和技術(shù)先進(jìn)的軟件，輔以相應(yīng)的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，打造最先進(jìn)的系統(tǒng)，從而滿足不同用戶對系統(tǒng)的使用需要。

2.3 邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)在邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了當(dāng)前較為流行的MVC框架，之所以選用該框架，是因?yàn)樗邆漶詈闲缘?、重用性高、可維護(hù)性好、部署快等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)分為三層，即視圖層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)庫。（1）視圖層。該層可存儲與本系統(tǒng)相關(guān)的頁面及HTML文件等內(nèi)容，用戶通過該層能夠理解本系統(tǒng)操作界面的設(shè)計(jì)意圖，以便更好地對本系統(tǒng)進(jìn)行操作。（2）業(yè)務(wù)層。在該層當(dāng)中，存放著MVC框架中的模型層和控制層，絕大多數(shù)功能業(yè)務(wù)存放在該層，如視頻監(jiān)控、設(shè)備管理、告警信息、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。（3）數(shù)據(jù)庫。該層中存儲著與本系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，其能夠與業(yè)務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理。

3 變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式

在變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中，相關(guān)功能模塊的實(shí)現(xiàn)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)，在功能實(shí)現(xiàn)后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行軟件測試，借此來檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能是否正常。

3.1 功能模塊的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了如下功能模塊：視頻監(jiān)控管理、監(jiān)控設(shè)備管理、告警管理。下面重點(diǎn)對這些功能模塊的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行分析。（1）視頻監(jiān)控管理模塊。這是本系統(tǒng)的核心模塊，通過該模塊可以實(shí)現(xiàn)如下功能：實(shí)時(shí)監(jiān)控、定時(shí)監(jiān)控、視頻管理、監(jiān)控范圍管理等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的目的是通過對站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，提高變電站的運(yùn)行安全性。在模塊功能的實(shí)現(xiàn)上，要以變電站的管理工作為立足點(diǎn)，從而使站內(nèi)的工作人員借助本系統(tǒng)及時(shí)獲取設(shè)備的運(yùn)行狀況，為異常情況處理提供依據(jù)。本系統(tǒng)所有監(jiān)控信息的生成及查詢?nèi)吭诒O(jiān)控信息管理頁面上進(jìn)行，該頁面的上半部分為菜單顯示，用戶登錄頁面后，可按照實(shí)際需要，對菜單中不同的功能模塊進(jìn)行選擇；頁面下半部分能夠?qū)ΡO(jiān)控視頻的有關(guān)信息進(jìn)行顯示，如監(jiān)控類型及范圍、設(shè)備類型及名稱、告警等級、聯(lián)系人等。以監(jiān)控范圍管理功能的實(shí)現(xiàn)為例，用戶先進(jìn)入系統(tǒng)的頁面當(dāng)中，在菜單中選取監(jiān)控范圍管理頁面，并在該頁面內(nèi)，按照需要進(jìn)行監(jiān)控范圍進(jìn)行設(shè)置，隨后本系統(tǒng)會自行對該設(shè)置進(jìn)行判斷，若是超出范圍或是設(shè)置不正確，頁面上會出現(xiàn)設(shè)置失敗的提示信息，同時(shí)本次操作結(jié)束。當(dāng)成功設(shè)置好監(jiān)控范圍后，便可查看該范圍內(nèi)的監(jiān)控視頻，在這一過程中，本系統(tǒng)會自動對輸出的視頻信息進(jìn)行校驗(yàn)，確保了視頻信息的正確性。（2）監(jiān)控設(shè)備管控模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：監(jiān)控設(shè)備相關(guān)信息管理、信息查詢等。用戶可通過該模塊對本系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備信息進(jìn)行管理。在管理界面中，為用戶提供了諸多的維護(hù)功能，如增添、刪除、修改等，同時(shí)，用戶可按照設(shè)備的編號對監(jiān)控設(shè)備的相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。從用戶的角度來講，綜合信息查詢是使用較多的功能，數(shù)據(jù)檢索是該功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，當(dāng)用戶輸入正確的查詢條件后，本系統(tǒng)會據(jù)此對數(shù)據(jù)庫當(dāng)中存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)取，若是存在用戶所需的內(nèi)容，本系統(tǒng)會自動將查詢結(jié)果顯示到屏幕上，如果數(shù)據(jù)庫中沒有存儲與用戶輸入的查詢條件相符的數(shù)據(jù)信息，則會在屏幕上顯示無查詢結(jié)果。此時(shí)需要用戶重新輸入查詢條件。（3）告警管理模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能包括告警類別及信息管理、告警功能設(shè)置及告警處理等。其中，告警功能設(shè)置是該模塊的核心，通過它可以實(shí)現(xiàn)如下功能的設(shè)置：告警方式、告警等級以及告警項(xiàng)等。在該模塊的管理界面當(dāng)中，用戶可進(jìn)行如下告警信息的生成：監(jiān)控類型及范圍、設(shè)備類型及名稱、告警等級及類別等。

3.2 軟件測試

在對本系統(tǒng)進(jìn)行軟件測試時(shí)，因本系統(tǒng)所具備的功能相對較多，限于篇幅無法一一對測試過程進(jìn)行論述，故此，從中選取重要性較高的告警功能，以此為例進(jìn)行測試。告警功能是本系統(tǒng)中較為重要的功能之一，通過告警提示，可以使工作人員在第一時(shí)間內(nèi)對變電站的異常運(yùn)行情況進(jìn)行解決處理。本系統(tǒng)配置報(bào)警功能并與客戶端聯(lián)動后，一旦系統(tǒng)發(fā)出告警信息，客戶端便可實(shí)時(shí)接收，此時(shí)工作人員可對彈出的視頻圖像進(jìn)行查看，確認(rèn)異常后，及時(shí)制定處理方案。具體測試過程如下：步驟1：當(dāng)有報(bào)警信息發(fā)送給客戶端時(shí)，相關(guān)的視頻圖像信息自動彈出，并配有詳細(xì)的文字描述，當(dāng)有多個(gè)報(bào)警同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，會按照時(shí)間的先后順序彈出，依次顯示；步驟2：在菜單中點(diǎn)擊報(bào)警信息的窗口，對出現(xiàn)的報(bào)警信息進(jìn)行確認(rèn)，如果點(diǎn)擊手動報(bào)警選項(xiàng)，則會進(jìn)入相應(yīng)的界面，在該界面中，可選擇相關(guān)用戶，向其發(fā)送報(bào)警信息，具體的內(nèi)容可自行定義；步驟3：打開視圖菜單，單擊撤防按鈕，進(jìn)入相應(yīng)界面，選擇監(jiān)控點(diǎn)報(bào)警或是報(bào)警器報(bào)警，完成臨時(shí)布防或撤防。通過測試上述功能全部有效，由此可知，本系統(tǒng)的告警功能正常，可發(fā)揮出相應(yīng)的作用。

4 結(jié) 論

綜上所述，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已在某110kV變電站中進(jìn)行試應(yīng)用，自該系統(tǒng)投入運(yùn)行之后，工作人員可以在第一時(shí)間內(nèi)接收到告警信息，對現(xiàn)場的異常情況進(jìn)行分析，同時(shí)制定有效的處置方案，由此確保了變電站的安全、可靠運(yùn)行。本系統(tǒng)的運(yùn)行較為穩(wěn)定，各項(xiàng)功能全部正常，其在變電站中的作用得到充分發(fā)揮。由此可見，該系統(tǒng)具有一定的推廣使用價(jià)值。

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