【摘要】随着信息时代的到来，通用型的图像监控系统已经不能很好地满足智能电网的发展需求，迫切需要开发针对电力系统而设计的新的变电所图像监控系统。基于此，本文实现了对原有的图像监控系统的二次研发，提出了能够代替人工巡检的变电所智能巡检系统，并对其进行了相关的开发研究和实践。结果证明，新的变电所智能巡检系统能够有效提升运维人员的工作效率，其在为电力生产创造良好效益的同时，也实现了功能巡检的完善，降低了巡检人员的安全风险。
【关键词】图像监控；变电所；智能巡检系统；系统开发
目前我国的电网规模逐渐扩大，出现了众多的无人值守的变电站，相关的运行维护人员也面临着日益加大的工作负荷。再者，人工巡检过程中，也存在着一系列的不稳定因素，如环境、天气气候的影响以及人员的素质不齐等，都造成了人工巡检下的诸多缺点和问题。因此，作为电力生产的重要支持系统，变电所智能巡检系统开发就成为当前发展形势下，能够以自动化巡检代替人工巡检、有效提升巡检效率的最佳途径。本课题研究的是在二次研发通用图像监控系统的基础上的变电所智能巡检系统，以实现对变电站的智能化巡检。
1.智能巡检系统介绍
本文提出的变电所智能巡检系统主要是基于图像监控的系统，通过对通用行图像监控的二次研发，实现对变电所故障的快速查找、细节的优化以及对变电站的智能化巡检等。采用智能巡检，一方面能够有效提升巡检人员的工作效率，另一方面也能对变电站进行动态的监控，对于安全故障能够在第一时间进行处理和反馈，有着高效、及时的特点。除此以外，以智能代替人工，对降低还是巡检人员的安全风险也有着极为积极的意义。具体来讲，智能巡检系统基于运维人员的实际需求，有着多方面的功能：
1.1智能化巡检
智能巡检系统建立在人员操作之上，在巡检功能设置方面可以根据实际运维人员的需求进行巡检路径的设置或者定制与之相应的巡检方案。并且，在此条件下，也可以根据设定的系统时间、参数以及条件状态因数等，对具体的不同方案进行智能化的调用。
1.2分组显示
在变电所产生的故障经验中，可以发现的是，设备出现故障往往有着关联性，并不局限于的单方面的某个设备。也可能出现的情况是，某关联设备故障进而引发了主题故障的产生。因此，智能巡检系统就需要对设备的预制组进行分组显示，并实现快速切换和故障查找。
1.3细节显示
智能巡检的实现，要求系统的设置要注重细节，要在使用过程中实现对设备细节的较为快捷的定位和显示，以方面操作人员进行自动查找，不必再通过手动调节的繁琐人工操作。
2.智能巡检方案的比较
2.1智能机器人巡检
作为智能巡检的已有应用，智能机器人巡检主要是在变电站的范围内以机器人来模拟人工进行巡检。其主要应用的技术有导航技术、传感器技术、机器人视觉技术以及传输技术、电磁兼容技术等，并以多种传感器的形式对巡检数据进行采集和传输。这种巡检方式便于运行和维护，且有着较高的智能化程度，但同时也存在着易受天气环境影响的缺点，运行范围主要局限在室内。
2.2基于图像监控的智能巡检
这一系统的提出，主要是基于变电站当前的综合条件而提出的，如传输条件、监控硬件设备条件等。一方面，其实现了根据人工巡检的路径来安排摄像头的装置，调整预制位；另一方面，通过信息网络建设，监控平台就能对摄像头群组发出相关的指令，实现现场的模拟巡检，并用传感器对各种运行数据进行采集，必要时通过报警来处理故障问题。此外，为有效降低天气环境对智能巡检的影响，在户外要采用防水防爆的摄像头，以实现全天候的巡检。同时，在对现有监控硬件资源的充分利用前提下，还有效降低了系统开发的成本，有着较好的经济效益。
3.系统设计与实现
依据当前的变电站的硬件和软件现状，在对比了以上两种智能巡检方案的基础上，本文提出了基于图像监控的智能巡检系统的研发。
3.1系统硬件设计
实现变电所的智能巡检系统，应该在系统的终端设备上进行传感器数据、设备视频等的接入，同时连接与管理中心服务器相通的网络传输设备，以保证对监控数据的实时调用。具体的巡检系统拓扑见图1。
图1 智能巡检系统拓扑
3.1.1服务器配置
智能巡检系统的中心服务平台包含多项相互独立的核心服务模块，如数据库、中心管理、分发、存储等。其中，中心管理服务器主要包含中心管理控制、告警以及自动升级等部分，其主要功能是实现对设备、用户、客户端、控制、调度、告警等诸多方面的管理和服务。接入服务器，主要是进行视频分发和存储调度，为响应系统的请求而服务。数据服务器主要是存储系统的核心运行数据等。
3.1.2前端设备及摄像头设置
传感器、交换机、摄像机以及存储设备等都是系统必不可少的前端设备。此外，由于变电所的电磁干扰较强，利用传统的图像输出方式容易造成数据的失真。因此，采用网络摄像机，将获取的图像进行数据处理，以数字化的方式进行传输。同时，摄像头也应该分布在人工巡检的日常和特巡路径。
3.1.3系统支撑网络
对前端设备提供的数据信号，通过系统专用的通信网络传输到监控中心，为系统提供必要的网络支撑。系统支撑网络设计的决定因素也是多方面的，其不仅应该包括监控点的数量和图图像码流大小，还应该将用户的访问以及跨路由访问量包括在内。具体网络可以分为服务器间、骨干网、骨干网到客户端、骨干网到监控点等具体的四段网络带宽。
3.2智能化巡检程序设计
为更好地实现视频管理监控，系统平台实现了客户端设备的智能化巡检的业务功能。采用了B/S、C/S对客户端以及平台之间进行架构。
3.2.1智能巡检主程序设计
根据运维人员的实际工作要求，制定了相应的智能巡检主程序的方案，主要包含的内容有巡检方案的路径规划以及各项细节放大显示功能等。（见图2）
图2 智能巡检主程序流程
3.2.2特殊巡检程序设计
除了日常的智能巡检之外，智能巡检系统设计还包括特殊巡检程序的设置。其主要是时间、环境等参数变换的情况下，系统可以实现智能的判断，并启动与之对应的有效的巡检方案。同时，实现了对子程序的分组显示，在由不同的设备构成的监视组下，方便对关联设备进行快速的查看。具体的流程见图3。
图3 特殊巡检程序流程
3.3应用效果及收益
通过对智能巡检系统的开发，能通过清晰流畅的图像画面来达到对巡检工作的现场模拟。在这一智能化的巡检系统下，能有效节省人员路程上的时间消耗，避免了重复巡视的工作时间，节约了时间成本。降低了人工巡检的费用的同时，还能有效实现危险区域巡检次数的减少，降低了巡检人员的安全风险。再加上本系统的研发是在原有图像监控设备的基础上，因而节省了的大量的研发费用，投入较少，经济效益可观。
4.结束语
本文提出了在二次研发原有的变电所图像监控基础上，设计一种新的智能巡检系统。其依托电网智能化的发展，针对电力生产的现实需求而设计，符合当前的社会发展趋势。通过系统的设计和实现，能够有效减轻运维人员的工作负荷，保证其工作效率的提升。同时，还增加了针对危险区域而设计的特巡功能，在恶劣的天气状况下，能有效避免恶劣天气环境下危险的发生，降低了巡检人员的安全风险。总之，智能巡检系统有着高效性、及时性以及安全性的诸多优势，实现了图像监控系统与巡检系统的有机结合，有着较好的可行性。
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论文作者:滕飞,吴厚春 薄庆玲
论文发表刊物:《科技中国》2016年8期
论文发表时间:2016/10/19
标签：智能论文; 系统论文; 变电所论文; 图像论文; 人员论文; 设备论文; 变电站论文; 《科技中国》2016年8期论文;