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摘要：通过在变电站内部部署相应的物联网感知设备，建立混杂条件下物联网的场景觉察机制，实现对变电站环境、基础设施、人员往来以及异常状况等方面的多因素、多维度的深度感知。基于物联网技术的变电站智能安防管控系统主要涵盖视频监控、周界防护、系统联动、劳务管理、智能布撤防等功能，达到了维护变电站安全运行的目的。
关键字：物联网；变电站；智能安防
0引言
变电站通常为无人变电站，并且具有分布地域广、环境复杂等特点，现有的工业电视视频监控系统虽然能够满足变电站重点区域的远程监控需求，但覆盖范围有限，不具备完善的报警系统，不能高效的完成变电站的智能防护。基于物联网技术的变电站安防管控系统不是简单地对传统变电站视频监控系统的升级，而是通过全新设计，利用网络、物联网和通信等最新技术，采用先进且具有交互功能的感知设备和智能终端，自动完成信息的采集、测量和监测等基本功能。
基于物联网技术的立体安防监控系统是保障变电站正常运行的关键，它由前端感知系统、通信系统、智能分析系统和云平台等子系统组成，实现信息统一接入、集中管理、出入控制、身份识别、设备自检和智能联动等功能，达到了维护变电站安全运行的目的。本文基于变电站相关需求，对变电站立体监控系统模型进行了架构设计与系统设计，详细介绍了系统功能。
1技术实现
1、物联网感知技术
物联网感知技术实现了感知数据的采集，为智能变电站的安全管理引入了新理念、新技术和新方法。变电站内环境具有特殊性，其安全运行与多种因素有关，采用单一的数据结构很难获得全面、准确的安全信息，通过物联网感知技术，自主获取设备、环境、运行等对象的属性、状态等重要参数。其应用在全方位感知变电站安全的同时，也极大地增加了信息的多样性、信息数量的巨大性以及信息关系的复杂性。
2、云计算技术
随着现代安防技术不断向数据复杂化、通信多态化、分析智能化的形态迈进，云计算技术以特有的优势为智能安防技术注入新的生机和活力。在安防视频监控应用中，高清视频在编码处理后仍需大量的存储空间，监控存储云可以作为大规模安防高清监控存储的首选解决方案。同时，利用云计算技术调动后端闲置的节点进行视频分析，节省了前端监控点的任务和成本。
2功能涵盖
1、视频监控系统
智能视频监控利用智能分析技术开展视频流智能化处理，通过定义要素、制定规则和建立智能模型，实现对视频流的析出、分解和评估，对变电站内部及外部环境进行实时监控，对触发规则事件进入智能模型判断，并及时发出告警，从自主、人工两个方面开展有效处置。智能视频监控系统可实现的具体功能主要包括：自动识别报警、运动物体检测以及火苗、烟雾、冒气和喷水等各类型情况的识别报警。
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2、周界防范功能
传统的变电站周界安防系统存在红外围栏误报率高、电子围栏无法提前对入侵进行预警且定位精度差、视频监控信息密度过低等问题。无线传感器网络、红外和超声波等技术的发展为变电站的周界防范提供了新的思路。通过物理和通信进行防范，利用激光围栏检测及定位入侵位置进行阻拦，采用无线传感器网络传输报警和控制信息，利用通用分组无线服务网络进行远程报警，结合网络摄像机进行远程视频监控，组建智能变电站周界的立体安防系统。
变电站周界的立体安防系统主要分为两层：前端监控层和后端控制层。前端监控层主要负责变电站周界入侵的检测、威慑以及取证等工作，包括网络摄像机、电子围栏、通信模块等安装在变电站内部及周边的各种终端设备。后端控制层主要负责对报警信息进行显示、存储以及对网络摄像机进行控制等，以及远程报警等，包括控制器、监控主机、监控显示器和硬盘录像机等安装在控制室内的各种控制设备。
3、系统联动功能
在主站中心的一体化管理下，视频监控、探测报警、灯光控制、声光警示各功能模块联动运行，主站中心实时联动视频显示、声光提醒、移动端发送信息等。入侵传感器配合前端视频设备可以实现“两个联动”功能。报警声光联动：配置防区控制和联动策略，报警时可自动联动灯光、语音警示系统，快速报警应对。当人员非法闯入警戒区域，红外热成像摄像机联动脉冲电子围栏实现人员入侵预警，联动变电站的声光对闯入人员进行震慑驱离，同时在智能安防中心主站电子地图上进行闪烁报警提示，弹出现场实时视频，启动报警人工处理工作。视频跟踪联动：根据报警信息确定入侵位置，联动视频监控系统跟踪监视，全程记录轨迹跟踪。同时自动推送告警画面至主站中心，方便值班人员第一时间做出处置。
4、劳务管理功能
在变电站施工现场的出入口处设置人员门禁，通过人员考勤系统将人员出入信息传递至指挥监控中心，实现对人员有效管控。门禁方式多采用IC卡闸机门禁、人脸或虹膜识别闸机门禁、二维码闸机门禁、RFID无障碍通行等。不同类别人员采用分类门禁方式通过闸机。闸机与消防系统联动，当出现火灾等紧急情况时，闸机转入紧急通行模式(常开)，方便人员紧急疏散。
5、智能布撤防功能
对于非授权人员的入侵行为系统应及时准确触发联动策略，但对于本单位工作人员及授权人员系统应准确识别并自动撤防。本系统根据变电站电力工作票信息，生成每日作业信息，明确每日变电站内的作业内容、作业人员、作业时间，系统根据作业计划时间进行自动布撤防，在工作人员进站作业期间进行撤防，作业结束后自动重新布防，提高站内安防报警的准确性。同时，系统支持刷卡和后台任意时段、区域撤布防，方便授权人员正常进站。
摄像机系统具有授权性（深度学习对人脸与车辆特征识别）布撤防功能，当人员进入变电站区域时，智能摄像机会自动采集人员特征，与数据库中的运维人员进行比对，若比对异常则产生报警信号，同时在智能安防管控数据中心和变电站值班室的电子地图上进行闪烁报警提示，弹出现场实时视频。可实现对变电站进站人员的精细化管控。
3应用前景
物联网技术应用下的变电站智能安防系统，所实现的是对变电站安防全掌控，一旦有危险分子进入变电站，系统会第一时间触发报警并跟踪定位监控，实现防区异常智能发现、主动声光告警、人员出入智能识别等功能。基于物联网技术的智能安防系统为变电站实现真正的无人值守奠定了基础，随着“大、云、物、移”新技术和人工智能技术的进步,而向未来的变电站远程监控和现场监管的面貌将会发生新的更大的变化，值得进一步深入探索。
论文作者:白烁2,陈波2,张晓颖2,武瑶2,吴彬1
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
标签：变电站论文; 安防论文; 智能论文; 人员论文; 系统论文; 技术论文; 周界论文; 《防护工程》2019年第3期论文;