霍孟虎

（國家能源集團(tuán)國能銅陵發(fā)電有限公司，安徽銅陵 244000）

0.引言

新經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)下，社會生產(chǎn)生活對于電力資源的依賴性不斷加深，發(fā)電企業(yè)及電力生產(chǎn)技術(shù)獲得了快速發(fā)展。在發(fā)電廠生產(chǎn)中，基于視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)無人值守已經(jīng)成為一種全新的發(fā)展趨勢；現(xiàn)階段，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)下，220 kV及以下電壓等級的發(fā)電廠、變電站等基本實現(xiàn)了無人值守作業(yè)[1]。新時期，要進(jìn)一步提升發(fā)電廠安全生產(chǎn)中視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量，還應(yīng)還以注重視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化應(yīng)用模型的建設(shè)和應(yīng)用。

1.發(fā)電廠智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理特征

1.1 智能監(jiān)控原理

作為一種智能化系統(tǒng)，發(fā)電廠智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅具有攝像、傳輸、控制的功能，而且在現(xiàn)實、記錄等層面作用突出[2]。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，在前端攝像機的支撐下，目標(biāo)事務(wù)會通過數(shù)字圖像信號的形式保存下來，通過同軸視頻電纜作用，這些視頻圖像會向主機傳輸，同時對視頻傳輸信號的分析和分配，這些信號會分別達(dá)到不同的像設(shè)備和監(jiān)視器，并通過顯示器進(jìn)行播放。而在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)控制中，操作人員可借助控制云臺進(jìn)行“上下左右”動作，以此來完成攝像鏡頭的調(diào)焦變倍處理，有效地滿足了目標(biāo)物監(jiān)測需要，確保了監(jiān)測對象的清晰性[3]。

1.2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點

現(xiàn)階段，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用類型逐漸多樣，這些設(shè)備在監(jiān)控操作、成像中有較高要求[4]（見表1）。一個完整的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)不行包含PC客戶端、移動客戶端，而且涉及智能攝像機和服務(wù)端數(shù)據(jù)中心等諸多單元，在這些系統(tǒng)單元協(xié)同作業(yè)下，可實現(xiàn)危險人員跟蹤及管控，同時能鎖定習(xí)慣性違章行為和人員，并實施特定區(qū)域闖入、異常工作狀態(tài)的提醒和報警處理，有效地保證了發(fā)電廠生產(chǎn)作業(yè)的安全性。從實際應(yīng)用過程來看，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用還具有一些特征：其一，功能豐富性。規(guī)范使用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能實現(xiàn)設(shè)備巡檢、作業(yè)安全監(jiān)控、現(xiàn)場故障及意外告警、環(huán)境監(jiān)測等功能的統(tǒng)一，具有功能豐富的特點。其二，實時性。在智能攝像鏡頭、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的作用下，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能自動、實時地進(jìn)行人、物、車的精準(zhǔn)捕捉，并主動性地分析、反饋各項監(jiān)控數(shù)據(jù)，能為發(fā)電廠的安全生產(chǎn)創(chuàng)造良好條件。其三，監(jiān)控過程信息化。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)所有的監(jiān)測任務(wù)和功能均是通過整合分析數(shù)字圖像信號等信息來實現(xiàn)的，只有在數(shù)據(jù)庫支撐下進(jìn)行這些物體特征數(shù)據(jù)的精確對比，才能有效滿足發(fā)電廠安全生產(chǎn)精確監(jiān)控需要。其四，相比于傳統(tǒng)安全管理模式。發(fā)電廠智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)本身還具有高效率、高精度的特點，其有效地滿足了安全生產(chǎn)中目標(biāo)監(jiān)測識別預(yù)警需要，提升了視頻監(jiān)控的整體質(zhì)量，保證了生產(chǎn)過程的安全性[5]。

表1 AK-SL3275智能視頻監(jiān)測系統(tǒng)性能

2.發(fā)電廠監(jiān)控區(qū)域劃分方法

2.1 格柵化思想下的區(qū)域劃分

發(fā)電廠生產(chǎn)范圍較大，且整個電廠平面圖多為矩形，該矩形平面上包含了多個功能分區(qū)。在安全生產(chǎn)中，為實現(xiàn)發(fā)電廠各個分區(qū)的有效監(jiān)控，可在格柵化思想的支撐下對發(fā)電廠的平面圖進(jìn)行劃分。在發(fā)電廠監(jiān)控區(qū)域劃分中，應(yīng)充分認(rèn)識到生產(chǎn)設(shè)備對于生產(chǎn)安全具有深刻影響，故而應(yīng)以重要設(shè)備為單位，選擇被監(jiān)控設(shè)備中占地面積最小者作為柵格化最小單元，采用a代表最小單元方格的邊長，做出每一個小方格的對角線，并將其定義為該小網(wǎng)格的中心，以此來實現(xiàn)確定各小方格單元內(nèi)的監(jiān)控智能監(jiān)控攝像頭設(shè)置點位，實現(xiàn)發(fā)電廠各區(qū)域的有效監(jiān)測。

2.2 監(jiān)控區(qū)域矩陣分析

考慮到監(jiān)控區(qū)域設(shè)大小、高度差異，在監(jiān)控攝像頭布點時，需系統(tǒng)考慮不同設(shè)備之間的遮擋問題[6]。通常監(jiān)控對象周邊的攝像頭越多，則表明監(jiān)控的死角越少；這樣能有效減少遮擋問題對安全生產(chǎn)監(jiān)控效果的影響。在監(jiān)控對象清晰度級別及設(shè)備遮擋程度的基礎(chǔ)上，提出監(jiān)控重要指標(biāo)，按照遮擋問題越突出，則發(fā)電廠生產(chǎn)區(qū)域監(jiān)控清晰度級別要求也高，要求設(shè)置監(jiān)控區(qū)域重要度矩陣，結(jié)合具體矩陣對發(fā)電廠監(jiān)控區(qū)域的重要度程度進(jìn)行標(biāo)識。目前，在發(fā)電廠監(jiān)控區(qū)域重要度程度設(shè)計中，多將其重要度設(shè)置為0～6 7個等級，區(qū)域監(jiān)控清晰度與監(jiān)測目標(biāo)重要性程度成正比。

3.視頻監(jiān)控系統(tǒng)下的攝像頭監(jiān)控范圍的清晰度離散模型

3.1 模型建設(shè)

利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施發(fā)電廠安全生產(chǎn)管理時，監(jiān)控終點攝像頭一般分為球機和槍機兩種形態(tài)，前者的監(jiān)控范圍可看作一個圓，而后者的監(jiān)控范圍可看作是一個扇形[7]。在具體模型建設(shè)中，一方面，應(yīng)通過多個正方形單元進(jìn)行監(jiān)控范圍的擬合處理，提升擬合精度；另一方面，應(yīng)對單個攝像頭監(jiān)控范圍和多個攝像頭監(jiān)控范圍有效區(qū)分。

在距離攝像機安裝處越進(jìn)，則監(jiān)控對象的清晰度越高；譬如在球機監(jiān)測模式下，越靠近攝像機安裝的圓心處，監(jiān)測對象的清晰度也就越高，清晰度程度通過3來表示，而當(dāng)目標(biāo)物超出監(jiān)控范圍時，其清晰度可表示為0[8]。

當(dāng)發(fā)電廠監(jiān)測區(qū)域采用多個攝像頭進(jìn)行安全生產(chǎn)監(jiān)測時，部分區(qū)域會同時進(jìn)入多個攝像頭的監(jiān)控范圍，此時存在部分監(jiān)測區(qū)域重疊問題。在攝像頭監(jiān)控范圍的清晰度離散模型下，假定這些區(qū)域監(jiān)控的清晰度存在可線性離散疊加關(guān)系，這重疊區(qū)域監(jiān)測清晰度（CVcd）可表示為多個攝像頭對該區(qū)域監(jiān)控清晰度之和。

K表示監(jiān)控攝像機個數(shù)?；谶@一特征可知，當(dāng)發(fā)電廠監(jiān)測區(qū)域采用球機時，攝像頭監(jiān)測兩圓疊區(qū)域的清晰度較高，且該區(qū)域監(jiān)測清晰度值為兩攝像頭監(jiān)控范圍清晰度矩陣之和[9]。

3.2 模型求解

在發(fā)電廠生產(chǎn)實踐中，各個區(qū)域安全生產(chǎn)的要求不同，這使得在不同區(qū)域，要求進(jìn)行智能視頻監(jiān)控的重要性程度也有差異，即在不同區(qū)域可選擇不同的監(jiān)控清晰度控制要求?；诖?，出于安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控功能需要和智能視頻監(jiān)控設(shè)備布局經(jīng)濟(jì)性考慮，需重視監(jiān)控攝像頭布點設(shè)置的優(yōu)化。新時期，可將平均監(jiān)控距離dAVE最小作為目標(biāo)函數(shù)，然后以此來構(gòu)建智能視頻監(jiān)控布點優(yōu)化模型，并在該模型下進(jìn)行系統(tǒng)算法求解。

4.發(fā)電廠安全生產(chǎn)中智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用建議

4.1 合理應(yīng)對現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用問題

可將視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于發(fā)電廠全身生產(chǎn)管理已經(jīng)成為成為一種必然趨勢，其是實現(xiàn)發(fā)電廠智能生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展內(nèi)在要求。新時期，要進(jìn)一步提升智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量，在實際生產(chǎn)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，還應(yīng)注重以下要點：其一，在未來智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)解決視頻監(jiān)控過于依賴人力的問題，對相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和程序優(yōu)化，確保智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能完成電力事故的觀察、發(fā)現(xiàn)以及定位，為安全生產(chǎn)管理奠定良好基礎(chǔ)；其二，在發(fā)電廠安全生產(chǎn)中，針對智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，還應(yīng)注重該系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)動管理，通過各系統(tǒng)之間的聯(lián)動構(gòu)建立體化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模型，為發(fā)電廠安全生產(chǎn)管理奠定良好基礎(chǔ)；其三，還應(yīng)消除系統(tǒng)誤報警動作，確保視頻監(jiān)控和安全生產(chǎn)管理的準(zhǔn)確性。

4.2 重視智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計與優(yōu)化

要進(jìn)一步提升智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)電廠安全生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，還應(yīng)注重其相關(guān)技術(shù)的合理設(shè)計與優(yōu)化。一方面，在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，應(yīng)注重分級監(jiān)控與分段監(jiān)控手段的應(yīng)用，通過鏡頭與視場大小分類，構(gòu)建層次清晰的視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)滿足發(fā)電廠安全生產(chǎn)需要（見表2）；另一方面，在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，應(yīng)注重監(jiān)控手段與業(yè)務(wù)生產(chǎn)的融合，同時應(yīng)加大智能視頻監(jiān)控與其他監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的連接，提升發(fā)電廠安全生產(chǎn)實踐中對故障的處理效率和質(zhì)量。

表2 鏡頭視角

5. 結(jié)論

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用對于發(fā)電廠安全生產(chǎn)工作開展具有深刻影響。新時期，人們只有充分認(rèn)識到智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用原理和特征優(yōu)勢，結(jié)合發(fā)電廠安全生產(chǎn)實際合理設(shè)計智能視頻可控系統(tǒng)應(yīng)用模型，并對其應(yīng)用技術(shù)要點進(jìn)行全面控制，這樣可實現(xiàn)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)與發(fā)電廠安全生產(chǎn)的有效結(jié)合，促進(jìn)發(fā)電廠的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。