变电站远程视频辅助巡视操作系统建设设计与应用
童晓庆
摘 要：本文某电业局变电站远程视频辅助巡视操作系统的建设为例， 介绍了能完成视频自动巡检的软件系统的功能以及设计组成。
关键词：交换;有线通讯;无线通讯、辅助设备;远程查看
1系统功能
1.1实时监控
系统实时展示高清视频和机器人巡视画面，实时收听拾音器所采集的声音。远程查看设备运行状态、运行环境、现场人员行为和消防安防状况，实现获取设备温度、套管油位和油温等数据后，与主辅设备监控系统数据比对分析。系统具备历史数据存储和查阅功能。
1.2自动巡视
機器人和视频摄像机按照预制巡视路线执行巡视任务。巡视类型包括例行巡视、熄灯巡视、特殊巡视、专项巡视、自定义巡视等5类。其中， 恶劣天气特巡包括大风、雷暴、雾霾（含毛毛雨、大雾等）、雨后、下雪、气温骤变（含低温天气）、高温、冰雹、覆冰、沙尘暴等10类;专项巡检包括设备红外测温、油位油温表抄录等。
1.3智能判断识别
具备变电站设备状态识别和判别功能，可识别各类设备缺陷、安全风险以及设备运行状态。同时通过智能算法对来自机器人及摄像头端的视频进行分析，实现作业人员智能安全管控、纠正违章作业等。
1.4巡检结果确认
（1）巡检记录。系统自动记录每次巡检的巡检记录，系统可实时查看正在巡检的设备检测值或历史回看每次巡检的监测值，每条巡检记录保存实时抓拍的监测值画面，如果对监测数据有疑问，随时调取抓拍的仪表、开关等的图片进行核实，防止智能识别错误带来的误判、误报，及时发现与定位问题所在。（2）设备告警确认。提供设备告警分析、告警查询确认、主接线展示、间隔展示功能，功能如下：（a）包括设备名称、部件名称、缺陷类别、告警等级、缺陷或异常图像（已标注出具体缺陷或异常位置）和实时监控画面链接等7类信息;支持人工核查功能，支持告警信息的实时监控画面链接快捷跳转，可人工查看告警设备实时监控画面，人工核查告警信息是否属实，支持反馈意见录入;（b）支持按照预设的设备告警阈值自动告警，设备告警等级包括一般、严重、危急等，设备告警等级的设置参照相应标准、规范。
1.5智能联动
巡视主机接到主设备遥控预置、主辅设备变位、主辅设备监控系统越限、告警等信号后，根据配置的联动信号和巡视点位的对应关系，自动生成视频巡视任务，对需要复核的点位进行巡视，并在巡视主机查看复核结果。
1.6巡检结果分析
（1）历史数据分析。系统整合各类设备的历史巡检数据，形成设备的历史状态数据曲线，更直观的反应设备的状态变化趋势，通过分析不同时间段内不同设备数据间的曲线波动及走势，从宏观上把控常见故障及其产生原因，从而达到提前发现问题、分析及解决故障的目的。（2）趋势分析。目前巡检数据大多依靠人工记录，效率较低，且不利于巡检数据的查找、分析和管理。建立了智能巡检机器人系统后，将会积累大量的巡检数据数，通过有效的整合、归类，使用专业的分析方法，对数据进行处理、解析、研判，从整体上多维度的监测运行状况。
2远程视频辅助巡视操作系统的组成
监控系统平台结构， 具体集成了视频监控服务系统和变电站监控（AMC）。监控分站由后台计算机、控制机、传输设备、数据输入设备及各种辅助子系统组成。变电站的各个辅助子系统可以独立运行，形成自己的循环控制回路。后台计算机通过IEC 61850标准与子系统通信，通过子系统控制对变电站内部的现场视频照片和设备运行状态数据进行采集汇总。视频业务系统连接网络、模拟摄像机和视频服务器，可以对摄像机的工作状态进行管理和控制。使用摄像机记录和监控变电站设备的运行情况，并将数据存储在DVR和NVR上，然后上传到视频服务器。视频监控系统可以控制视频监控的整体运行，检测智能视频技术的集成，分析监控图像，检测油压、指示灯、压力表等仪表的智能识别，远程读数。整个在线智能巡视系统架构如图1所示。
巡视主机与各系统间接口定义如下：（1）与视频主机接口：符合Q/ GDW 1517.1标准规定，遵循国网视频接口B协议扩展协议传输视频等信息，接受视频主机注册，获取视频主机的视频、图片，并实现对视频主机的控制。（2）与机器人主机接口：遵循TCP传输协议，实现控制、巡视任务等指令下发，接收巡视数据、机器人状态等数据;遵循FTPS等安全文件传输规范，接收可见光照片、红外图谱等文件。（3）与主辅助设备监控主机接口：主辅助设备监控主机与巡视主机通过Ⅱ区与Ⅳ区之间通过正反向隔离装置通信。系统的信息安全：（1）机器人采用无线通讯方式，集成安全防护模块进行内外网数据加密传输。（2）远程智能巡视系统与主辅监控互连时，按照安全管理要求配置防火墙、正反向隔离装置。（3） 巡视主机具备双网口和设置独立网段，信息安全符合《国家发改委第14 号令 电力监控系统安全防护规定》的要求。（4）为确保巡检数据与电网内网数据传输安全，在巡检通信网与电网内网之间增加隔离器的办法进行网络连接，机器人和摄像头与巡检服务器之间增设网管模块及防火墙。机器人、高清摄像头、拾音器的巡检数据通过无线和有线方式传给巡检服务器，首先经过防火墙的保护，进入巡检服务器，巡检服务器经过隔离器的识别和筛选，安全的数据信息，进入内网，内网通过控制隔离器，来控制和选择能接受的数据信息，确保巡检数据与电网内网数据安全。智能巡检机器人和高清视频设备通过红外精确测温、检零、外观检测、仪表检测、人物头像捕捉等多种手段采集数据，将采集的视频、图像、设备信息等数据实时传送到机器人主机和视频主机进行分析，再统一汇总到在线智能巡视主机进行处理。巡视主机下发控制、巡检任务等指令，机器人主机和视频主机分别控制前端设备进行实时监测。
结论：远程智能辅助监控系统具有使用迅速、覆盖面广、性能可靠等优点。采用该系统，可以大大提高变电站运行管理水平，提高设备运维效率。
参考文献：
[1]马长立.变电站辅助设备智能监控系统的研发[D].兰州：兰州交通大学， 2018.
[2]王慧，杨秀兰，白小会，等.智能变电站辅助监控系统分布式体系结构研究[J].供用电，2017，34（2）：69-75，68.
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