摘要：为确保攀枝花地区地区“三跨”、鸟害、外力破坏等特殊地段输电线路的安全高效运行，构建了由主站层、网络层和终端层组成的三层系统构架，将视频监测终端和图像监测终端的监测数据通过无线APN专网进行传输至后台的输电线路可视化运维管控系统，从而实现故障综合研判、作业现场隐患智能管控及大数据综合分析决策等目的，大大提高运维的便利化、智能化。
关键词：输电线路；运维管控；可视化；智能化
攀枝花电力公司在运35kV及以上架空输电线路总长数千公里。随着社会的快速发展，电网建设经历了高增长期，线路外部隐患有增无减，呈现点多面广、持续时间长、协调工作量大的局面，尤其是重要“三跨”段（跨高速公路、跨高速铁路、跨重要输电线路通道）及外力破坏、鸟害和边远地区等特殊地段，往往面临着运维人员人身安全风险高、抢修恢复难度大、交通异常艰难等问题，导致输电线路运维形势异常严峻。
目前，各行各业都在开展本行业的远程可视化可预警管控系统研究与实践，电力行业也对此类问题有了一定的研究成果：文献[1-2]采用输电线路可视化运维管理的全景技术，用户仅需通过在输电线路现场进行一次图像采集，就能够获得一个身临其境的输电线路全景的还原现场；文献[3]开展了输电线路“三跨”视频在电力生产安全问题中的研究。结合当前的新技术新产品及攀枝花区实际情况，构建攀枝花特殊地段输电线路运维可视化管控系统。
1.运维可视化管控系统设计原则
本设计以满足实际应用为出发点，构建“以图像巡检为主、视频监控为辅”的智能化运维管控系统。基于输电线路视频监控模块，实现输电线路远程智能巡视、隐患智能告警、作业现场智能管控等辅助管控功能，有效提高输电线路精益化管理水平，有效提升运检效率。
主要遵循以下原则：
（1）可靠性。从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，选用性能优良、质量可靠的硬件设备和技术，充分考虑系统的冗余容错能力，确保系统的稳定运行。
（２）扩展性。系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。
（３）易管理性、易维护性。系统采用全中文图形化软件实现整个监控系统管理与维护，人机对话界面清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；降低对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁的维护费用。
（４）安全性。综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在站端采用完善的安全措施以保障站端设备的物理安全和应用安全，在站端与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段杜绝对站端设备的非法访问、人侵或攻击行为。
2.系统架构
系统架构总体分为主站层、网络层和终端层。终端层主要为视频监测终端和图像监测终端，终端均无配备加密芯片，通过无线APN专网进行数据传输。系统功能以图像分析为主，视频功能为辅。系统基于图片分析技术，并结合大数据挖掘、三维可视化技术实现故障综合研判、作业现场隐患智能管控及大数据综合分析决策等功能。
3运维可视化管控系统安全接入架构
各视频、图像监测终端通过无线APN方式进人无线VPN专网，并通过固定IP地址寻址与可视化管控系统主站建立通信通道。管控系统主站基于广域网固定IP为节点建立企业级局域网，在网络边界通过防火墙和双网卡服务器实现网络物理隔离。根据视频或图像数据的流向，分为3个网段：外网APN网段、管控系统网段、互联网段。为保证网络、系统及数据安全，在外网APN网段与管控系统网段边界部署防火墙，进行端口访问控制，并通过双网卡服务器实现网络物理隔离；在外网APN网段与互联网边界部署单向隔离装置和双网卡服务器，实现图像及报警信息的单向推送，满足APP应用终端的数据访问需求。
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4系统建设方案
4.1视频监测方案
视频监测分为“三跨”地区视频监测和普通视频监测两类。“三跨”视频监测主要用于跨高铁、高速、普通铁路地段的监测；普通视频监测主要用于除“三跨”地段外的线路特殊运行地段，以满足如对检修作业、基建现场等全时段、实时监测需要。建设方案如下：
（１）视频监测区段装有视频监测装置，前端装置具有视频循环录制功能，视频录像本地存储（视频数据不向系统主站传输），通过系统主站可远程控制视频装置进行实时浏览。
（２）视频监测与传感器联动监测，分为两种实现方式：①视频装置与探测传感器集成部署。视频终端支持扩展接人各类探测传感器，实现对监测地点隐患信息的无缝监测与自动识别，线路故障发生后，传感器与视频装置进行联动，获取事故发生时间短的监测数据及视频录像。②视频装置与探测传感器分布式部署。探测传感器进行不间断监测，探测到异常时向主站发送告警信息，主站系统可直接触发视频监测装置，控制视频装置进行视频分析跟踪、录制，通过系统主站可实时调取故障时间区段视频。
4.2图像监测方案
（１）图像监测装置按设置频率定时拍照（生成图片）、定时上传，具备本地图片存储（至少存储1个月以上图像数据）功能。根据场景监测需求，分为固定式与多预置位图像监测装置。
（２）图像终端具备图像初步分析与识别能力，初步识别发现的异常结果以告警图片形式传输至可视化管控系统主站。
（3）特殊监控地段，图像监测装置同时具备视频功能，通过主站云台功能实现远程视频实时浏览。对于线路运行风险频繁发生区域，图像终端具备与各类探测传感器分布式监测及联动告警识别能力。
（３）输电线路故障发生后，通过可视化管控系统访问图像监测装置，访问故障前后特定时间段图像监测资料，辅助判断故障原因。
5监测终端配置
按照目前输电线路运维情况及线路隐患监测的需求，需加装的视频监控设备共有4类，分别为：视频监测终端、外力及鸟类活动监测终端、普通类图像监测终端、图像监测＋激光探测类监测终端共4类。视频监测终端该类终端主要用于跨越胃速、普通铁路及高铣区段的实时监测。外力破坏及鸟类活动监测终端该类终端同时具备图像监测和实时视频监测功能。一般运行状态时以定时圏像上传为主；普通类图像监测终端用于满足对树木的生长监测、线路通道可视化全覆盖需求。图像监测＋激光探测类监测终端用于外力破坏隐患较高地段，如大型机械活动作业频繁、吊车作业地段。
6系统应用按照及结论
为便于系统管理、数据斑用属后期系统灵活扩容，按线路资产归属原则采取系统分布式部署方案，市、县公司共部署Ｉ套主站系统。同满足公司对全区数据的浏览及管控需求，在省公司系统主站增加历史数据服务器，保存近6个月的视频影像数据。装置安裝位置一般置于塔头与塔身衔接处，设备材料绑扎要牢固，起吊过程时下面有专人牵引绳进行牵引，防止风吹左右摆动，控制与带电导线的安全距离，防止引起线路跳阿事故济损失的预期目的。
系统基于图片分析技术，并结合大数据挖掘、三维可视化技术实现故障综合研判、作业现场隐患智能管控及大数据综合分析决策等功能。实现故障综合研判、作业现场隐患智能管控及大数据综合分析决策等目的，大大提高运维的便利化、智能化。
参考文献：
[1]张云飞．一种基于全景的输电线路可视化运维管理技术[Ｊ]．电气技术，2018（1）：61-67．
[2]张骥，余娟，汪金礼，等．基于深度学习的输电线路外力破坏图像识别技术[Ｊ]．计算机系统应用，2018，27（8）：176-179．[3]周文．输电线路“三跨”视频在电力生产安全问题研究[Ｊ]．智慧城市，2017（11）：160-160．
[3]武国斌．呼和浩特供电局输电在线监测系统设计[Ｄ]．呼和浩特：内蒙古大学，2016．
论文作者:王尉宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/29
标签：终端论文; 系统论文; 线路论文; 视频论文; 图像论文; 攀枝花论文; 主站论文; 《基层建设》2019年第16期论文;