摘要：三维全景视频监控系统在变电站中的应用为智能电网的建设提供了有效的技术支撑。该系统主要包括各种接入设备和应用服务器，能够实现变电站三维动态交互、视频智能分析、智能联动、前端综合数据接入等关键技术，并和电网视频监控平台互联，具有常用的视频和高级功能。文章主要分析了变电站三维全景视频监控系统的应用。
关键词：变电站；三维全景视频监控系统；应用
引言
在我国电网不断发展建设的背景下，变电站的规模也在不断扩大，因此，随着变电站中各种新设备、新技术的应用和推广，运维人员巡视维护的对象的数量和复杂程度也在不断增加，这也就需要变电站内的监控系统能够有效监控各种设备的运行情况。基于此，电力企业可以积极引入三维全景视频监控系统。
1三维全景技术
与传统技术相比，三维全景技术是实现环境要素空间信息化的最好选择。近年来，基于全景图像的虚拟现实技术也得到了迅速发展，对数字博物馆、虚拟旅游、房地产展示等虚拟漫游应用领域起到了重要的行业发展推动作用。三维全景技术有着无法比拟的优势，主要体现在以下几方面：第一，数据量小，数据采集和处理简便；第二，数据冗余度低；第三，与场景复杂度无关；第四，对运行计算机的性能要求不高；第五，对特殊装置的依赖程度低。
2三维全景视频监控系统在变电站中的应用
2.1三维全景变电站监控系统中的相关技术说明
2.1.1球形投影技术
球形投影的原理是将照片投影到一个具有经/纬度的全景球面上，与直线投影不同，球形投影将图片中所有的水平或垂直线投影到球面上时都会弯曲（0°经/纬线除外）。其合成全景图的水平视角可达360°，垂直视角可达180°，适用于近距广角镜头的大视角全景观察。因此，球形投影方式非常适合变电站内局部场景的展示。目前，球形投影方式几乎被所有的硬件拍摄设备以及合成软件支持，也是使用的最广泛的全景投影方式之一。
2.1.2HTML5前端
现有主流的浏览器都支持HTML5的WebGL标准。WebGL是一种3D绘图标注，这种绘图技术标准允许把Java Script和Open GLES2.0结合在一起。WebGL可以为HTML5的Cavas标签提供硬件3D加速渲染，这样Web开发人员可以借助系统显卡在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型。直接使用WebGL进行三维全景的展示比较繁琐，可以借助three.js或者是panolens.js等开发库来缩减开发的工作量。
2.1.3WebGIS前端
OpenLayers作为一种轻量级的开源WebGIS开发框架，具有成本低、开发简单，支持多种地图格式和Web页面，实现页面的无刷新动态实时更新等特点，更方便地将空间信息和非空间信息进行集成管理，非常适用于构建中小范围、小尺度下的地理信息系统项目。
2.1.4GIS后端
目前主流的GIS服务器都被Openlayers所支持，如ArcGIS、MapInfo等。对于变电站远程监控，可以考虑更经济且灵活的开源解决方案，如GeoServer。GeoServer符合J2EE规范且实现了WCS、WMS及WFS规格，并支持TransactionWFS；支持PostGIS、ArcSDE等空间数据库；输出的GML档案满足GML2.l的要求；且由于它的开源，所以开发组织可以灵活实现特定的目标要求。
2.1.5数据库
数据库的选择范围较广，可以从现有开发经验和应用需求上进行考虑。主流的商业数据库，如OracleSQLServer以及开源数据库，如MySql、Sqlite等都提供了对空间数据的存储支持。
2.2三维全景变电站监控系统结构
该系统以电网统一的视频监控平台为核心，接口开放是变电站综合数据协议接入网关、监控智能联动及应用服务器等设备进行交互的关键，以实现站内监控系统的智能分析、联动等功能。基于WebGIS的三维全景变电站监控系统结构如图1所示。整个系统内部传输的数据主要有控制及联动数据、设备状态、三维及二维图片媒体数据等，由串口设备接入，在上级电网公司部署流媒体服务器以及变电站相关的综合数据协议转换接入网关实现各类数据的协议转换；为满足全景展示应用服务的要求，需要在变电站内部部署图片引擎服务器，主要存储内容为电子地图，同时为了能够对图片业务进行在线发布，系统应单独安装Web服务器；每一台服务器的运行状态需要统一监控管理，操作人员可通过网管服务器对系统的实时状态进行信息查询，同时可以将系统的实时操作快速地反映在全景图像中。
图1基于WebGIS的三维全景变电站监控系统结构
2.3三维全景变电站监控系统的应用功能
2.3.1常用视频监控功能
常用视频监控功能主要包括以下几点：第一，支持多画面视频显示和画面中英文的叠加显示，可自定义多画面轮巡方案，对预置位和巡航轨迹进行自定义设置。第二，以某一个被监控设备为对象，将多个摄像机预置位作为一组进行分类，通过分组节点直接浏览一组视频。第三，采用标准的实时流传输协议（RTSP），实现远程回放功能。第四，支持对本地录像文件的回放功能。第五，采用标准的信令控制协议（SIP），实现客户端和前端设备之间以及客户端之间音视频对讲。
2.3.2视频高级应用功能
视频高级应用功能主要包括：第一，提供列表、二维和三维电子地图、报表等形式对监控实时数据进行多样化展示，对报警及状态数据以联动方式进行展示，可在地图中直观展示报警数据，以对象化关联方式展示所有相关信息。第二，对各监控子系统的操作、报警等信息进行智能联动策略配置，在操作、信号变位或报警时，对各监控子系统进行联动控制和展示。第三，对前端设备的虚拟电子围栏区域、轨迹跟踪参数、智能分析时间段的划分进行设定。第四，对巡视人员的路径以二维坐标的方式记录在电子地图中，通过结合实时轨迹分析、轨迹路线预定义，对巡视人员的路线进行分析，判断是否出现漏巡视的路线；并通过历史事件能够对历史的巡视轨迹、巡视报警、巡视视频等内容进行回放。第五，根据工作票信息中的工作时间、工作区域，对指定区域范围、指定工作时间的现场工作情况进行视频记录和实时监控。
结束语
总而言之，将基于WebGIS的三维全景视频监控系统应用在变电站当中，能够有效地解决2D平面展示技术与3D建模技术目前存在的种种不足，同时在成本、效率和可维护性上都具备显著的优势。所以，三维全景视频监控系统应该得到推广和应用。
参考文献：
[1]姚楠.基于三维全景的变电站智能视频监控系统[J].电力信息化,2012, 10(09):38-41.
[2]胡常胜,黄昊,黄晓婧,卓旭.基于WebGIS的三维全景变电站远程监控系统设计与应用[J].科技创新导报,2016,13(23):6-7.
[3]邵全,纪陈云,李军.三维全景及全景动态融合技术在智能变电站管理中的应用[J/OL].电子技术与软件工程,2018(04):168[2018-03-02].
论文作者:崔锦秀
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：全景论文; 变电站论文; 监控系统论文; 视频论文; 数据论文; 技术论文; 智能论文; 《基层建设》2018年第6期论文;