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基于视频分析技术的变电站现场作业管控开发 摘要：视频监控系统是变电站无人值守的重要基础。本文结合当前视频技术、计算机技术和图像视频分析技术的发展，本文介绍基于视频内容场景智能分析的变电站视频监控系统的研究和应用。 关键词：变电站；智能视频；分析 1 引言 随着电力工业的迅猛发展．电力网络的覆盖范围迅速扩大，变电站地理位置分布越来越广。为了提高经济效益和劳动生产率．在变电站系统日常的生产过程中大量采用无人值守模式。为防范变电站在运行中出现操作失误、火灾、设备被盗窃以及非工作人员闯入等突发事故，电力部门通过建立视频监控系统[1]。将所属变电站各个监视点的实时运行图像以及防火防盗等智能设备报警信息传输到监控中心，实现对所属变电站的远程实时视频监控、远程故障和意外情况告警接收处理。以此来提高变电站运行和维护的安全性及可靠性。但受技术发展的局限，现有变电站视频监控系统大多仅能提供现场监视等简单功能[2]。无形中降低了监控的效果。 以计算机视觉与模式识别为基础的视频分析技术，能够自动地从纷繁的视频图像中分辩、识别和提取出关键目标的有用信息[3]。利用这一优点，将视频分析技术应用于变电站监控系统。使其能够不问断地自动分析监控视频，向监控人员及时提供有用信息。可极大地发挥与拓展现有监控系统的作用与能力，实现真正意义上智能化的无人值守变电站远程视频监控系统。 2 相关背景研究 2.1 无人值守变电站视频监控现状 无人值守变电站远程视频监控系统和安防应用中常见的网络视频监控系统类似，一般是采用典型的客户／服务器体系结构，可分为前端现场系统、中间数据传输系统和后端管控系统三个部分[4]。其中前端客户系统设在变电站监控现场，设备有摄像机、视频服务器、门禁感应器、烟雾探测器等，负责现场音视频信号、报警信号等数据的采集、编码和上传，控制信号的下载和解码，实现对摄像机的控制和本地监控任务。中间传输系统主要由网络通信设备和网络通道组成，用来完成前端和后端之间的数据传输交换任务。网络通道一般使用已有的2Mbps的E1 通道[5]。某些情况下，也可以使用3G 无线网络作为监控系统的网络通道。后端系统是监控中心，能够对各变电站客户端传送过来的音视频等数据进行解码、监控、存储和管理，实现对所属变电站的远程实时视频监控，使管理者能够实时、准确和直接地了解和掌握各个变电站的情况，并及时对发生的情况做出反应。同时，前端也对所有的监控用户进行统一的管理。 无人值守变电站现有监控系统存在的主要问题是：一是监控图像的内容分析仍需依靠人工实时观看、手动调阅，因此，多用作视频监视的多，很少做到视频识别与监控，通常只是录制视频图像，只能用作事后取证[6]；二是各类电子感应探测器提供的信息都比较单一有限，不能直观全面地反映监控现场的实际状况，且随环境条件的改变，其工作稳定性没有保证；三是视频监控获得的信息和电子感应探测信息没有融合充分利用。以上问题将成为充分发挥无人值守变电站监控系统效能的瓶颈，会严重地制约电网生成效率的进一步提高。 2.2 智能视频分析技术 智能视频分析源自计算机视觉技术，是人工智能研究的分支之一[7]。AI主要用于建立图像及图像描述之间的映射关系，使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。智能视频分析是指计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标[8]。用户可以根据视频的内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。 视频监控中所提到的智能视频内容分析主要指的是自动的分析和抽取视频源中的关键信息。如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。 智能视频分析主要目的是化被动监控为主动监控——事前预警；计算机代替人工完成实时监视任务——事中处理；在海量视频数据中快速有哪些信誉好的足球投注网站目标／事件——事后取证。 3 项目背景及设计 3.1 项目背景 西双版纳供电局现有9座110KV变电站和2座220KV变电站均已建设了远程图像视频监控系统，现在原系统基础上利用目前业内最先进的智能视频分析技术为变电站现场运行作业管理保驾护航。本次升级改造主要由变电站站端系统改造和主站平台改造两部分组成，为智能分析平台提供优良的部署环境和数据交互存储。 本期主站平台改造需要部署2套PC服务器、1套NAS磁盘阵列、1套三层核心交换机、1套42U服务器专用机柜、1套图形工作站、2套无线移动视频终端；变电站站端需要部署27套站端