无人变电站智能视频监控系统的设计与实现

刘杰

摘 要：由于传统的监控技术受到实际发展的限制，只能够实施非常简单的报警信息传输、现场监视等功能，针对消防、传输视频、门禁等要求无法满足，这使得集控中心人员不能够对前端的事件进行了解和明确，这使得系统的安全性和稳定性都受到了非常大的影响，而对无人值守变电站而言，实时的监控和远程的监控是变电设备安全运行必备的条件。本文主要就无人变电站视频监控系统需求以及总方案加以阐述，然后就系统功能设计和系统实现详细探究。

关键词：无人变电站；智能视频监控系统；设计方案

变电站远程网络监控系统主要分为两大部分，分别为“三防”（火灾报警、防盗报警和环境监测）以及视频监控，系统经由网络，对各个变电站进行实施监控，再将釆集到的数据及时传输至监控中心，中心人员结合捕获的图片、数据或者报警信号及时作出相应的判断，并通知运行人员及时前往现场进行处理。

1无人变电站视频监控系统需求以及总方案

1.1无人变电站视频监控系统需求

第一，视频实时监控的需求。无人值守站离市区较远，加之调度人员有限，故远程的实时视频监控功能是视频监测系统的主要功能。通过该功能，在调度中心，调度人员和安保人员可以实时查看无人站的情况。

第二，设备管理的需求无人站设备较为单一，但控制复杂，视频监测系统是环境监测系统的主要系统之一，它可以通过集成环境采集、设备状态采集来对无人站的设备进行管理，这也是确保无人站安全的一个重要措施。

第三，智能反应需求调度人员通过视频实时监控发现故障或者安全事故之后，离到达无人站人工处理有一定的时间差距，而且往往由于无人站与市区的距离很远，故等待人员现场救援就已经力不从心，可能会引发二次及多次事故。

第四，远程操作的需求。调度人员可以通过视频系统，对无人站的一部分设备有远程操控的功能，比如，对于儿童闯入等突发状况，视频监测系统可以通过调用无人站的广播，对儿童进行喊话、警告，从而减少安全事故。这也是无人站视频监测系统的需求。

1.2无人变电站视频监控系统总方案

远程智能监控系统主要分为服务器端和现场视频监测端。远程监控系统的服务器端主要安装在调度中心的监控中心内，主要功能是接收和调取各个检测端的实时视频数据及视频监控识别结果，另一个重要功能是用于展示各个视频监控点的视频及状况。并不承担视频分析和监测的任务。现场的视频监测端系统使用视频数据，并使用运动目标监测及目标识别算法，实现智能视频识别，并根据识别结果，自动做出报警、警告等措施，实现无人值守变电站的稳定运行。为了保证系统的长期稳定性，考虑到视频数据较大，存储占用资源的实际情况，本文采用去冗余存储视频历史数据的方案，在调度中心存储视频数据。

2无人变电站视频监控系统功能设计和实现

2.1无人变电站视频监控系统功能设计

第一，现场端功能。变电站现场端即系统的客户端，客户端使用 C++语言编写程序，对视频数据进行处理，执行后台视频数据的采集、识别及广播驱动程序，运动目标监测计算及人脸识别监测，同时实现定期的视频数据回传功能。图像采集与预处理，系统采用当前变电站已经使用的 DS-2CC172P-IR3 型摄像终端，采集监测地点的数据，并对视频进行图像灰度化、图像平滑的处理，使得视频文件可以直接用于系统计算。运动目标监测及人脸识别，广播提示及警告，视频备份回传，视频端口设置。

第二，远程监测端功能。远程监控端采用 C/S 架构，的功能主要集中在实时视频监控查看，报警弹出，视频数据备份，历史视频数据查看等功能，并兼有变电站信息管理，视频数据管理，监控人员及权限管理等管理功能。视频数据备份及管理，视频去冗余备份是指自动接收来自各个变电站的视频去冗余备份数据，以便于数据查看，计算等。系统支持对历史视频信息的管理。实时视频监控查看，远程监控端能够实时的对各个变电站摄像头拍摄数据进行读取，查看，以进行人工监控，同时，也能够实时远程使用場站扬声器对场站内部人员进行喊话。远程管理客户端，对于变电站客户端及摄像头，可以通过远程管理，实现摄像头重启，背景画面设定，监控时间段设定等管理。

2.2无人变电站视频监控系统实现

远程监控端主要实现2部分功能，一部分为前端展示，包括数据库的读取，写入，管理等，该部分功能实现了包括变电站信息管理、人员信息管理、提醒管理、报警管理等功能；另一部分为远程控制客户端的程序，主要包括底层通信，控制客户端核心程序等功能。由于篇幅有限，本文不再赘述代码和实现方法，以下对核心关键的控制部分及图形显示部分进行描述。设备控制核心程序，设备控制将合成的控制帧通过服务器端的控制程序发送到远端采集端进行设备的远程控制。消息通信，模拟端与服务器端的通信需要在服务器端建立 socket 通信服务端，模拟端建立通信的客户端，通信端口为8000。客户端与服务器端的通信是在服务器端建立 socket 通信的服务端，在客户端建立通信的客户端，通信端口为 8001。服务器端与客户端的通信是在客户端端建立 socket 通信的服务端，在服务器端建立通信的客户端，通信端口为 8002。在系统实现中，将 Socket 服务端的建立、关闭以及数据接收等功能封装成类，命名为 Server.java，将客户端的建立、关闭以及数据发送等功能封装成类，成为 Client.java。

现场端实现。现场端实现主要包括视频数据采集及读取、视频数据分析及视频回传功能，视频采集程序是从视频监控器中直接读入实时视频采集数据。其代码段如下图所示。

视频采集卡中的代码段

3结语

综上所述，本文主要是将集控中心对无人值班变电站的监控作为最核心的部分，其目的是最大程度上保证无人变电站的所有设备、门禁、消防以及财产能够得到有效的保障。希望能通过此次的理论研究，对实际的变电站无人智能视频监控系统的优化设计起到一定促进作用，方便实际的系统应用，发挥其积极的作用。

参考文献：

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