视频监控技术在电力行业的应用技术研究

摘要：通过介绍视频监控新技术的发展，结合电力行业的业务应用需求，以及智能电网建设对电力视频监控新需求，研究了视频监摔技术在电力行业的应用技术，提出了视频监控技术在电力行业的应用技术方案。
关键词：电力行业；智能电网；视频监控

0 引言
输变电设备监控，一直以来都是电网建设和管理的重点，随着各类数据采集及监控系统的深入扩展应用，综合EMS、PMU以及继电保护、安全自动装置、故障录波等各类实时数据信息，我们已经逐步实现对电网调度一体化的实时监控。但是，对输变电设备运行状况的监控，仅仅关注电压、电流等数据还不够，我们仍然无法及时了解高树成长对高压输变电线路的威胁，无法及时捕捉和预防输变电设备人为破坏的危险，在遭遇冰冻雨雪时，无法人工巡线的问题依旧存在。
高压输变电线路通常都是远离居住区，要是有专门的维护人员进行看管不仅成本增加，也不利于维护人员的人身安全，只有通过应用视频监控系统，解决恶劣天气下无法人工巡线的问题，才能有效预防人为和自然破坏，提高电力系统的工作效率及安全监护水平。

1 视频监控系统的技术发展
视频监控系统的发展经过了第一代模拟CCTV系统、第二代数模混合阶段以后，第三代网络视频监控正迅速崛起。
网络视频监控的这些优势使其大大扩展了视频监控的应用场所。因此，目前视频监控系统正向“高清化、智能化、移动化、标准化和平台化”发展，这是第三代网络视频监控的大势所趋。整个系统趋向平台化、智能化。

2 视频监控系统传输技术的发展
随着视频监控系统的“高清化、智能化、移动化、标准化和平台化”发展，对视频信号的传输介质与传输技术提出更高的要求。而一些新传输技术的发展，也推动了视频系统向这一方向的发展。
2．1 以3G为代表的无线移动视频传输技术
随着移动通信事业的蓬勃发展，随着3G网络的开通，Wifi的不断普及，无线移动视频技术为移动终端用户带来了更快的数据传输速率。随时随地进行视频监控成为了可能。随着手机功能的不断增强，用手机来代替PC作为视频监控客户端也将成为大多数应用者的需求。
无线设备或指挥车的信息在视频监控统一管理平台上通过树型结构的方式加以展现，以便于用户直观地对其进行查看和操作。如图1所示。

2．2 以光纤网络为代表的有线视频传输技术
随着光纤通信技术的发展及在视频传输领域的应用，采用光端机将视频信号转化为光信号，利用光纤进行传输的方式使得视频监控系统的覆盖范围得到了很大的延伸，由于光纤传输的众多优势以及系统建设成本的持续下降，采用光纤传输的方案成为建设大型视频监控系统的主流传输方案。
光纤和光端机应用在监控领域里丰要是解决了两个问题：一是传输距离，二是环境干扰。由于双绞线和同轴电缆都是以电信号的方式进行信号传输，传输距离受到信号衰减、失真等因素的影响，仅仅适用于短距离、小范围内的视频监控系统。如果需要传输数公里甚至上百公里距离的图像信号则需要采用光纤传输方式；另外，对一些超强干扰场所，为了不受环境干扰影呐，也可以采用光纤传输的方式。光纤分为多模光纤和单模光纤两种。多模光纤由于色散和衰耗较大，其最大传输距离一般不能超过5km，然而随着单模光纤成本的大幅度下降，目前除了先前已经铺好了多模光纤的地方外，在新建的工程中一般不再使用多模光纤，而主曼使用单模光纤。

3 视频监控信息存储技术的发展
视频监控系统中，监控视频存储系统是整个监控系统工程的重要组成部分。磁盘阵列存储设备负责对前端采集的视音频数据信息进行存储，它与网络视频监摔管理平台的录像管理模块协同工作，通过网络传输过来的视音频压缩数据以媒体流的形式集中存储在磁盘阵列中。在视频监控、网络教学、IP视频会议、视频直播及视频点播等方面，存储阵列都有广泛的应用。数据信息的全集中存储方式要求磁盘阵列必须提供足够的可靠性和稳定性，可以满足监控系统平台的性能要求和持续写入的要求。

4 视频监控信息处理技术的发展
图像和视频智能化分析技术是通过调用视频监控统一管理平台的图像，充分挖掘关键信息，提高报警精确度，减少漏分析或者误分析的现象，并能缩短响应时间，提高响应速度，预防和控制突发事件的发生。

视频智能分析解决技术基于视频监控统一管理平台，提供包括前端智能、后端智能分析单元两种智能分析的整体智能分析解决方案，其系统结构图如图2所示。

5 电力行业视频监控技术的发展
建设无人值班变电站是电网调度自动化深入发展的必然趋势，国家电力通信调度中心要求现有的35kV、110kV、220kV变电站逐步实现无人值班，新建变电站应按无人值班方式设计。 “无人值班”已成为考察电力企业达标创一流的一个重要指标。同时，作为电网关键设施的中高压电力线路，也是长期处于无人值守状态，需要对其安全性进行观察了解。因此。变电站及电网线路塔杆的安防及视频监控系统在智能电网建设中将成为重要的组成部分。
5．1 “遥视”技术将成为四遥系统的有效补充
目前，国内电力系统在建设以遥测、遥信、遥控、遥调----“四遥”技术为基础的无人值守变电站时，由于调度无法了解现场的环境情况，无法解决现场防火、防盗、防爆、防渍等问题，很多按“无人值守”建设的变电站采用了“少人值守”模式运行。随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的飞速发展，图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输的技术己日益成熟，在“四遥”的基础上增加的第五遥----遥视，较好地解决了上述问题，对于实现变电“无人值守”具有十分重要的意义。
5．2 数字安防将成为全数字变电站的重要组成部分
数字化变电站使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC通信协议草案定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。新型数字变电站主要由为全数字和光纤的信号采集系统、数字化继电保护和综合自动化系统、数字化安防及环境监测系统构成。
5．3 重大公共集会活动提高了对变电站的监视及安全防范
针对2008年奥运会保电需求，上海市电力公司规划建设了电力应急指挥中心，上海电力应急指挥中心主要分为全市应急指挥中心、东部应急指挥中心、西部应急指挥中心，在奥运期间加强了变电站的监视及安全防范。2010年广州亚运会的举行，通过电力应急指挥中心的建设，提升了变电站安全防范等级，达到了亚运保电目的。

6 变电站的智能视频监控
随着无人值守变电站管理模式的推广，变电站巡检制度的建立，在巡检中心、中心监控站等相关部门通过现有的电力通信网对所属变电站实现远程实时图像监控、远程故障和意外情况告警接收处理，可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。在电力系统，这种监控系统也被称为“遥视系统”。
数字视频监控系统应用于变电站，主要体现在以下几个方面：
(1)通过图像监控、安防系统，保护无人值守变电站设备的安全。
(2)通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作。
(3)通过图像监控、报警联动、环境监测监视现场设备的运行状况，起到预警和保护作用。
(4)通过报警录像与点播功能，可以回放报警发生时现场的录像，起到事故追查的作用。
(5)配合其他系统(如变电站综合自动化系统等)的工作。
变电站远程数字视频监控系统组网如图3所示。