摘要：近年来，随着城市建设的不断推进，使得城市内部电缆线路很容易受到外力破坏，进而影响到电力系统的正常运营，导致电力供应很容易出现问题，对正常的生活生产带来严重负面影响。基于此，本文笔者根据多年工作经验对新一代电缆防外破施工进行简要阐述。仅供业内同行参考。
关键词：电缆；防外破；施工；
为了避免外力破坏事故频发的现象，需要研制一种电缆防外破施工告警系统，该系统包含防外破监控及隐患告警两个方面。通过改系统实现对现场视频、图像分析、智能预警等多功能。提升电网的运营能力,减少电缆外破事故的发生。
一、系统原理及工作过程
电缆防外破施工监控告警系统由可移动室外监控装置、数据信息无线传输装置、远程无线接收装置、太阳能供电系统和上位机软件部分组成。可移动室外采集端通过高清摄像头采集，将视频信息压缩后，通过4G/5G无线通信传送至云服务器；监控室的远程无线接收装置实时接收来自云端的信息，将信息解压缩后，通过上位软件显示在监控室的显示屏上。当摄像头检测到有人员或者车辆进入待监控区域时，系统会发出提示信息，提醒监控人员随时注意被监控区域内的状况。当系统判定存在外破隐患时，通过广播形式对后台系统发出信息，并经后台向运维人员发出告警信息，施工现场的声光报警器发出报警信息，提示现场施工人员停止施工。如果系统判定电缆已经被破坏，系统会同时把现场的情况汇报给上级的监控中心，并以短信的形式发送给设置好的手机号码，该手机的机主收到短信息后就可以利用监控中心的语音喊话功能说话。上位软件可实时查看视频采集端采集到的现场视频信息，可远程调整拍摄方向和拍摄角度。同时上位软件可在百度地图和高德地图上显示所辖区域内所有的电缆管道走向信息，配合 GPS/北斗卫星定位系统在精准定位视频采集端的地理位置，将所监控的区域显示在地图上。当有人员或车辆靠近电缆时，系统会发出警告，形象直观，操作方便。
1.防外破监控前端
防外破监控前端为智能一体化摄像机，由前端无线监测主机、高清摄像头、红外三鉴、太阳能板及蓄电池组成。无线监测主机实时或者定时接收监控中心的请求（如调节分辨率、调节焦距、云台旋转、采集时间间隔、分机系统时间、实时的图片请求）并启动摄像机进行工作，无线检测主机采集到的视频信号压缩成标准格式数据流，通过无线传输模块传输到监控中心。同时，配备红外三鉴探测器、声光警示器及时判断处理外力破坏现场情况，实现提前预警、现场报警、喊话，保障电缆线路的运行安全。目前国内使用的室外监控设备都采用固定式结构，即摄像头要固定在一个位置，然后再去调整拍摄的角度，这种方式只适合固定地点长时间监控或者施工时间比较长的情况，如果只是短时间的使用，固定式的摄像头缺点就会比较明显，安装复杂，调整使用都很不方便。新一代的电缆防外破施工告警系统采用的是可移动式的无线高清摄像头，安装在可移动支架上，可随时随地安装使用，不受地点的限制；摄像机采用太阳能板电池供电，不需要外接电源，待机时间长；摄像机采用 GPRS/4G/5G 无线通信网络通道传输通信，可直接将采集到的视频音频信息压缩后上传至云服务器，不需要外接通信线，不需要额外的视频处理设备，轻巧灵便；摄像机的底座部分为可折叠支架，安装携带方便，一人即可完成全部的安装调试工作，省时省力。
2.系统通信
系统通信网络子系统主要完成数据的传输，智能一体化摄像机对进入电缆线路附近的车辆及人员采集到现场的视频信息后，通过嵌入式系统、图像压缩、DSP等多种先进技术，借助4G、5G路由器将图像及声音通过无线通信方式上传至云端服务器，完成告警信息的上传功能。视频接收端，系统采用MD5算法实现与ICP之间的相互认证。当需要安全的数据传输时，可采用 TLS 层连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用防火墙技术来保证物理层、链路层及IP层的安全，可根据传输业务类型的不同设定不同安全级别、选择不同的加密算法进行加密，可支持 DES，RSA加密算法。多媒体数据通信采用DRM加密，控制指令及数据通信采用SSL加密，从而保证通信数据的安全，防止病毒的入侵以及通信网之外的其他杂波信号的干扰。
3.隐患告警
隐患告警在检测站内完成。监测站内的无线传输模块接收到监控部分传输来的视频数据信息，对数据进行判断，从而确定进入监控范围内的车辆及人员情况，如果判定进入监控范围内的车辆或人员对电缆线路构成破坏的隐患，则通过声光警示器对进入的车辆或人员进行提醒；如果对电缆造成破坏，则通过声光警示器和喊话系统对进入监控范围内的车辆或人员进行警告，并通过短信形式将报警信息通过发送到运维人员的手机上，同时对监控到的破坏情况进行视频截取保存，以便进行后续的分析使用。
1）具有实时自动接收监控部分采集到的检测数据的功能。
2）具有显示数据，并能向监控部分发送控制命令的功能。
3）具有远程监视功能，可通过GPRS/4G/5G无线通信网络通道，将被检测的目标实时传输及报警信号上传到监控中心。
4）可以对所采集到的数据进行分析，从而判断进入监控范围内的车辆或人员的行为是否对电缆构成破坏。
5）支持数据的数据库存储，支持数据库的备份、恢复等。隐患告警分为警告和报警两种情况。当系统检测到人员或者车辆进入到电缆所在的区域，可能会对电缆造成破坏时，系统会发出警告信号，提醒现场施工人员注意接下来的动作。当系统判定电缆已经遭到破坏时，系统会启动现场的声光报警器。同时将报警信息上传至监控中心后台，并通过短信方式将电缆破坏的地点及破坏情况等信息发送至指定的手机号码，通知维修人员进行及时维修。隐患的判定是通过上位软件的地图和GPS/北斗卫星定位系统来实现的。
2.4 上位软件
根据监控人员的经验，通过人工方式对现场情况进行判断，判断难度大，而且往往会造成误判，操作非常麻烦，效果较差。新一代的电缆防外破施工告警系统创新性的将视频监控和地图进行结合，地图中预先导入本地区的电缆走向及埋藏深度等信息，前端智能一体化摄像机也会实时同步显示在地图上，摄像机会自动捕捉进入待测区域内的人员和车辆，配合GPS/北斗卫星定位系统，实时更新显示在地图上，信息1s 更新一次。当人员或车辆与电缆的位置小于规定的距离时，系统会自动告警，不需要人工判定，全程自动化运行，大大降低了人力成本，降低了误判率，提高了智能化管理水平。系统判定准确，运行稳定，自动化智能化程度高，安全可靠，操作方便。
结束语
综上所述，随着经济的发展，人们的用电需求与日俱增，地下电缆管道越来越密集，电力线路的安全与稳定越来越重要。防止电缆外力破坏一直是电力线路维护方面的难题。针对目前室外监控设备存在的缺点和不足，设计了一种电缆防外破施工告警系统。该装置包含防外破监控及隐患告警两个方面。该系统实现对现场视频、图像分析、智能预警等多功能。提升电网的运营能力，具有推广应用的价值。
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论文作者:何亦彬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6