摘要：本文主要针对输电电路左右两边进行实时的监控，进一步达到安全防控水平，进而起到对人民生产和生活的调控。因此，研究电路路防外破视频监控系统，让电路的达到持续性供电，对保证人民的生命和财产安全有着重要的意义和价值。
关键词：输电线路；视频监控；嵌入式；实时监控
眼下，市场上出现了各种用于输电线路视频监控的产品。但是这些产品都有一个相同的缺点：的图像发送的间隔时间为一个小时，也就说要耗时较久，不能够起到对现场的实时监控作用。本文主要就这一关键问题提出解决措方案。
1 高压输电线路视频监控技术要点
1.1 监控可视化
高压输电线路是整个供电系统中最主要的供电设施，因此，在对其进行监控的过程中，一定要实现监控的可视化，这也是视频监控系统构建的基础。如果，在系统运行过程中不能实现对高压输电线路的运行状态进行可视化监控和监测，就会导致高压输电线路即使出现一些潜在问题也无法顺利发现，就会影响整个供电系统正常运行。因此，在构建视频监控系统的过程中，就要实现对整个高压输电线路的全面可视监控，将视频监控所具有的可视化优点发挥到极致。
1.2 监控智能化
高压输电线路视频监控系统应该具备智能化特点，在高压输电线路视频监控系统运行过程中，应该能够根据供电系统中预先设计好的监控流程对高压输电线的运状况进行智能监控，并能够根据高压输电线路监控的需要对监控进行智能调整，确保监控的高效性。
1.3 系统应该具有可扩充和可升级性
当前，在供电系统的输供电过程中，高压输电线路已经逐渐向着特高压输电线和超高压输电线路发展。因此，高压输电线路视频监控系统的构建应该要具备可扩充性和可升级性。如果供电企业需要对视频监控系统进行调整，不需要重新构建，只需要直接对现有视频监控系统进行扩充或者是升级即可，在确保视频监控系统能够正常运行的基础上，尽可能降低供电企业的系统构建成本。
1.4 为供电系统的调度提供参考
为了能够更好的实现对供电系统的供输电和电力调度进行高效管理，在高压输电线路视频监控系统构建的过程中，应该遵循供电系统管理和调度一体化原则，使视频监控系统不会脱离整个供电系统独自运行，方便直接为供电系统的调度提供准确参考依据。这样，既能够实现视频监控系统运行的高效性，使视频监控技术能够得到充分利用，还能够更好的保证整个供电系统的高效运行，为提升供电系统运行的稳定性和安全性提供强劲推动力。
2 总体方案设计
智能巡检GIS系统以地理信息系统为平台，融合GPS、RFID、B/S、PDA、GPRS无线通信等技术，可以有效解决巡检工作中人员到位率低、实时性差等问题，全面掌握输电线路的运行状况，及时发现并消除输电线路缺陷和隐患。开展基于图像识别预警监测系统建设，借助其简便实用的操作步骤和功能强大的监控能力，针对外破通道进行实时监控记录，实现固定外破点全天候的监测、预警、宣传和管控，同时对线路通道外围人员及外破蹲守人员到位情况采取实时监控和考核。无人机防外破安全稽查和无人机人工联合巡检作为一种全新的稽查和巡检模式，可以有力提升输电线路巡检工作质量和工作效率，通过无人机协助解决防外破难题、防山火问题、查找故障点、协助运维人员治理设备本体及通道环境、带电清除异物，大幅化解安全风险，为线路安全稳定运行提供有力支撑。
电路路防外破视频监控系统的工作原理是利用节点采集图像，具体的工作原理是：将服务器作为监控节点和用户管理之间的桥梁，从而实现把接收到的图像传送至线路的管理中心，电路管理中心通过WEP浏览器对监控现场进行监控，以求达到实时性的目的，党节点检测到现场有异常情况发生时，就把异常情况的图片以彩信的形式发给现场的管理人员，然后管理人员进行分析之后，通过远程控制的喇叭装置发出警报声给现场人员。整个工作过程达到了对监控现场的实时以及智能的监控要求。
智能视频的监控系统主要包括：一是监控节点（现场监控）；二是服务器；三是用户管理中心（客户端计算机）。
2.1监控节点
监控节点的主要作用：1）将接受到的图片进行收集、压缩，并最终将图片传输出去，整个过程要保证图片的实时性；2）将给中操作指令传送给服务器，主要有：云台、镜头、遥控和音频报警这四类服务器的指令；3）实现对摄像机自动巡航的定位功能；4）实现了在现场进行广播和尽警示的功能；5）确保在气候条件恶劣的情况下监控系统的运行能够不间断。
2.2服务器
服务器在工作过程中有着不可忽视的作用，实现了监控节点和管理中心的有效连接为用户提供一个网页客户端，实现了用户管理中心处理人通过浏览器直接访问客户端，实现了系统的交互和管理。服务器对控制节点的管理方式采用的是用户中心进行统一管理，这种管理模式成功实现了配置、控制节点信息的基本设置、权限设置和级别管理、图像的存储、查询、回放功能。
2.3用户管理中心
图像传输软件、智能识别系统和彩信发送软件这三个软件共同组成了这个设计的用户管理中心。这三个组成部分的具体功能是：图像传输软件通过借助WEP接受图像信息，图像信息的主要来源是服务器发送过来的。智能识别系统的功能是能够自动判断分别接受到的有异常问题或者情况的图片资料，彩信软件的主要作用就是把智能识别系统接收的异常图片发送给维护人员。
2.4系统硬件设计
系统硬件设计主要包括：太阳能供电系统和嵌入式硬件平台。
1）太阳能供电系统。太阳能光伏控制电路、蓄电池、光伏组件、电源控制电路这四个部分共同构成了太阳供电系统。该系统的主要为其他硬件设备提供电源；
2）嵌入式硬件平台。嵌入式硬件平台的工作原理是：利用硬件集成来组成的，该平台主要是球型摄像机、嵌入式DVS357、3G通信模块、音频功放以及喇叭构成。
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3 职能监控装置的应用
针对输电线路施工机械外力破坏的类型和特点，结合智能行为分析技术的功能特性，施工机械对输电线路的外力破坏行为形成过程中，可分为三个区域，安全区、缓冲区和事故区。安全区指施工机械在输电线路安全区外进行作业，其行为不会对正常运行造成影响；缓冲区指施工机械已进入输电线路的保护区域，但未造成事故；事故区指施工机械已进入输电线路的事故区域，随时可能发生线路对施工机械的放电、施工机械触碰导线形成电力跳闸事故。
在此，我们把安全区和缓冲区的交界面称为警戒面，并把该面作为入侵探测的布防面。一旦有施工机械从安全区穿越警戒面进入缓冲区，系统应立即发出入侵告警信号，并随后执行现场声光告警、启动摄像机进行现场拍照、将现场图像信息及告警信息通过通信网络发送至输电线路管理人员等一系列动作。由于缓冲区的存在，现场声光告警信号可以及时阻止那些由于无意的但又有可能对输电线路造成破坏的施工机械的动作，从而起到预防电力外破事故发生的作用；而现场图像信息的取得和告警信息的及时发送，一方面可以使得电力运维人员可以在第一时间掌握现场外破信息，为事故的及时处理打下基础；另一方面也可以为后续的事故处理提供图像类的信息证据。
整套装置由入侵侦测系统和主控系统两大部分组成。入侵侦测系统包括摄像机、补光灯、声光报警器、光控开关，主要负责完成异物闯入或偷盗行为的侦测、现场情况拍照记录，声光提醒警示；主控系统由控制模块、存储模块和通信模块等组成，主要功能包括前端传感器的控制、现场取证图片的本地存储、现场图片信息以及告警信息的上送（包括将现场的取证图片发送到后方的监控平台，并发送一条文字短消息到安全运行人员的手机）。
4 系统软件设计
Socket把数据封装和复杂的关于二进制传输的详细细节隐藏起来，Socket还能够通过网络实现应用程序信息的传送和接受。
线程主要是通过半独立的程序段，在程序段执行过程中，依靠操作系统最终达到调用和执行的功能。所谓线程就是进程内部一个小的组成部分，跟进程比较而言，线程的好处就在于在相同的空间实现共享，另外线程的建立数量也没有限制。线程被建立过后都包含一个线程的控制块，其主要原因是这个线程包含一些关于系统方面的重要信息，以求在执行过程中能够快速方便的进行调用。其次每个线程都有一个跟其他不相同的名字，其重要原因是对线程进行标识。
用户可以根据实际情况建立其他的线程，从而实现多个线程一起在同一个工作中发挥作用。那是因为同一个进程中，所有的线程都将对这个进程中的虚拟空间进行处理，所以可以让它们同时进行，这样的工作方式可以杜绝某一个线程在工作时，不会对其他部分造成影响，就算是运行中的某个程序出现问题需要停止的时候，也不会需要将其他程序一起停止，从而保障了电路的持续性运行。
在多线程编程技术中，节点主要功能是在保障任务实时性，该系统的节点程序包括：图像处理线程（capture_video）、音频报警线程（audio_play）以及和控制命令消息线程（message_re）这三个部分来实现的。图像处理线程的主要功能主要体现在工作在嵌入式平台上，图像处理线程的主成部分包括：图像收集以及格式转化程序、JPEG编码以及资料传输程序，该部分主要是在配置好的内核环境里以及在视频图像采集相关函数的基础上实现的。
5 系统装配与测试
控制箱内的组成部分有5部分：DVS357开发板、功放、3G模块以及电源转接板，具体工作原理是：箱体内壁的螺柱的主要作用是方便设备在系统内部装置的安装与拆卸工作。然后把 DVS357开发板固定在箱体的内壁的正中间，并在左边固定好电源转接口，右边固定好3G模板。最后把模块配备的两根天线引到控制箱的外面，以避免现场监控方位不稳定造成的信号波动。对于现场监控不固定的想象，可以采取在控制箱的上方焊接一个类似鸭嘴形的支架，最后把喇叭安装上，如此，就可以实现各个方位的喊话。控制箱内部是以DVS357开发板为核心，然后实现入网口和3G无线纯属模块相连接，音频输出口与功放相连，最后再把控制箱下面的因凭空跟喇叭相连，最终实现了控制箱内硬件的组装。
电源箱的组成部分为：1）太阳能光伏控制器；2）电源供电管理电路；3）两组50Ah锂电池。一般我们都会在控制箱的内部单独设计一个电池箱，主要作用是方便更换电池，安装的方式为箱体的一侧，并用斜扣固定，采用铰链的方式，最终实现电池的固定。
6 源头控制，提升全民护电意识
外力破坏事件的频发，很大一部分的原因在于对方对电力设施保护相关知识的匮乏，在无意之间造成事故的发生。首先通过积极与媒体加强合作，开辟专版进行电力设施保护及法律法规的知识普及，同时组织开展“四进”即电力设施保护进农村、进工地、进校园、进社区活动，宣传电力设施保护及法律法规知识。通过学校的教育平台，让学生懂得如何保护电力设施，并引导学生家长共同参与保护电力设施，扩大宣传面和知晓度。通过深入各个工地，对施工人员开展集中安全教育，讲明施工安全注意事项、防范措施、危害后果和法律责任，消除施工人员涉电安全认知误区。针对施工危及电网安全行为，现场对损毁警示牌等行为进行针对性教育，发放涉电法规宣传手册。利用幻灯片、警示卡片等方式进行安全提示，巩固警示效果。为涉及电力设施保护区内施工车辆司机发放电力设施保护区作业警示卡，提示与高压线路保持安全距离。通过深入持久的宣传教育，加强电力法规的宣传力度，营造良好的电力设施保护社会氛围。积极联动地方政府，开展共建活动。在人口密集地段、交通要道、农村集镇，通过广播、露天电影等形式，向群众宣传电力设施保护相关政策，用定期给特种车辆作业人员发送短信进行温馨提示，用流动宣传车播放电力设施保护提示语，提高公众维护电力设施安全的自觉性和积极性。
结论
本文通过分析目前市面上已经有的监控系统关键技术，结合目前实际应用需求，提出并设计了一种基于3G网络的输电线路实时视频监控系统方案。采用该视频监控装置最终达到对输电线路进行远程监控的目的，并确保了监控的实时性。改装置的研究，在减少输电线路外力破坏事故有着关键作用，同时也起到了缓解当前安全防控单位任务繁重、人员少的情况，在推动线路运行管理工作方面发挥着不可忽视的作用。
参考文献：
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[3]李享.浅议在线监测装置在输电线路上的应用[M].中国电力教育，2009（S1）：254-255.
论文作者:侯红霞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：线路论文; 供电系统论文; 线程论文; 监控系统论文; 现场论文; 节点论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第4期论文;