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摘要：通过在变电站配置相应的物联网传感装置，建立混合条件下的物联网场景检测机制，实现了对变电站环境、基础设施、人员交流和异常情况的多因素、多维度深入感知。同时，使用有线和无线多状态通信技术的融合实现了感知网络的互联互通，建立了变电站智能安全监控系统。该系统可应用于变电站内外环境三维安全感知与监控可以，有效提高智能变电站的智能监控水平，保证变电站的安全稳定运行。
关键词：物联网技术；智能变电站；安防监控系统
前言
在民众生活水平提升的同时，一些负面性的问题也随之滋生，影响民众人身安全、社会和谐的问题也是屡见不鲜，这也就使得社会需要品质更高的安保监控系统。信息化环境中，物联网和传感器技术的应用发挥了极大的作用，在安防监控系统的使用上，能够利用多方位的传感器，在信息化技术的基础上，对整体的控制水平进行合理提升，争取能够在物联网的大环境下，体现整个安防监控系统的价值性。基于物联网技术的立体安防监控系统是保障智能变电站正常运行的关键，它由环境感知系统、多态通信系统、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，达到了维护智能变电站安全运行的目的。
1相关的技术理论分析
1.1物联网
物联网内容主要是在互联网技术的基础上发展而来，借助智能识别系统、集成电路技术以及传感器技术，进而实现嵌入式系统技术的发展，通过对GPS、远红外极光、射频等手段的运用，对整个网络系统展开了进一步的整合与优化，进而帮助管理对象在云计算平台、智能网络进行管理和控制，其管理对象囊括了城市建筑、农业生产和交通维护等各个方面。物联网系统技术，主要就是控制对象的感知、传递以及智能处理的需求而发展起来的，涵盖有三个层次的内容；感知延伸层对信息进行捕捉、通信网络层对交互信息进行融合、应用服务层则对信息开展智能化处理。
1.2安防监控
安防监控系统主要根据无线传感网络传输的原理，并结合网线、光纤、微波等内容，在闭合的环路中完成视频信号的传输工作，其中还包含有图像显示、记录构成独立完整等系统，利用前段部分、控制部分和传输线路，结合防盗报警系统，实现被监控对象的实时监测和报警。在具体的划分上，其主要是根据不同的使用功能，以及相关的安防监控组件来进行区分的，工作人员在研究过程中可以按照所设定的步骤，逐项的进行理解和操作。
2功能设计
2.1智能视频监控
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，同时还包括锅炉水位的识别、变压器油位的识别等。
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2.2周界防范
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ZigBee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（general packet radio service，GPRS）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。智能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、ZigBee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，并对ZigBee网络和以太网进行维护以及远程报警等，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。
2.3联动报警
入侵报警系统（intruder alarm system，IAS）通过感知技术、通信技术和计算技术等评估事件性质，针对非法进入或试图非法进入设防区域的特定事件进行识别与告警。由于传统变电站的图像监视、声光报警等安防技术相对独立，防火、防盗检测手段较为单一，其系统联动明显功能不足且缺乏智能决策报警机制。在智能变电站安防监控系统中可以对火灾、非法入侵或敏感事件通过红外、超声波、数据分析等技术实现判断决策报警。其报警方式也呈多样化，包括手机应用报警、短信报警和警铃等方式。同时，通过远程监控、警视联动等方法可以实现视频信息与设备状态信息、远程可视化监控报警、前端视频监控和采集系统等的联动功能。变电站最有可能发生的异常情况有火灾、非法入侵等，智能变电站周界安防系统中的探测器一旦感应到异常情况就会发出报警信号，由视频监控系统自动记录，并分析视频内容，对报警区域进行位置关联与定位，比较易于实现事故的追溯。
2.4门禁管理
智能变电站的门禁管理是为变电站出入门安装的智能识别系统，实现实时监控、防盗报警、远程控制以及状态记录等功能。门禁管理包括智能卡、电子密码、虹膜识别、人脸识别和指纹识别等多种模式。智能变电站门禁管理系统包括门禁服务器、通信网络、门禁控制器和能产生跳码的手机等。其中，门禁控制器用于控制各类门禁终端，如读卡器、键盘、电控锁和门磁等。通过变电站现有网络进行组网，在控制中心实现集中控制和数据共享。
2.5人员巡检和机器人巡检
由于变电站设备长期处于工作状态，确保电气设备的安全稳定运行尤为重要。智能变电站安防监控系统采用人员巡检和机器人巡检相结合的方式，旨在及时发现设备的安全隐患，完成变电站设备的日常巡视、温度测试等工作。一方面，采用红外线测温手段对设备状态进行监视，变电站工作人员只需定期或不定期进行巡视检查；另一方面，利用智能巡检机器人建立自动、完整和智能的安全防护体系架构。根据设定的巡检轨道进行空间移位，通过视频、红外线和超声波等实现故障判定、障碍物规避和关键设施扫描等功能，实现对特定变电站环境的巡检监控，如有毒、高寒、高温和高尘等环境下的巡检工作。
结束语
物联网技术大大提升了智能变电站安防的智能化水平，为变电站安防提供了有力的技术保障和支持。通过在变电站部署相应的物联网感知设备，建立复杂条件下物联网环境感知机制，通过环境感知系统、多态通信系统、智能分析系统和云平台等，实现对变电站环境、基础设施、人员往来和异常状况等多因素多维度的深度感知。同时，利用无线和有线互相支撑，实现感知网络的互联互通，建立变电站云平台及智能决策系统。
参考文献：
[1]魏颖琪,林玮平,李颖,等.物联网智能终端技术研究[J].电信科学,2015,31(8):146-152.
[2]李江林,张晓华,杨红旗,等.智能变电站智能告警与辅助决策的实现[J].电力系统保护与控制,2017,39(15):146-150.
论文作者:张立硕1,李雪松2,谷浩1,闫鹤凯1
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/19
标签：变电站论文; 智能论文; 安防论文; 监控系统论文; 技术论文; 周界论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;