视频监控系统在发电厂安全生产中的智能化应用

霍孟虎

（国家能源集团国能铜陵发电有限公司，安徽铜陵 244000）

0.引言

新经济系统下，社会生产生活对于电力资源的依赖性不断加深，发电企业及电力生产技术获得了快速发展。在发电厂生产中，基于视频监控系统实现无人值守已经成为一种全新的发展趋势；现阶段，在视频监控系统下，220 kV及以下电压等级的发电厂、变电站等基本实现了无人值守作业[1]。新时期，要进一步提升发电厂安全生产中视频监控系统的应用质量，还应还以注重视频监控系统智能化应用模型的建设和应用。

1.发电厂智能视频监控系统原理特征

1.1 智能监控原理

作为一种智能化系统，发电厂智能视频监控系统不仅具有摄像、传输、控制的功能，而且在现实、记录等层面作用突出[2]。在视频监控系统中，在前端摄像机的支撑下，目标事务会通过数字图像信号的形式保存下来，通过同轴视频电缆作用，这些视频图像会向主机传输，同时对视频传输信号的分析和分配，这些信号会分别达到不同的像设备和监视器，并通过显示器进行播放。而在智能视频监控系统控制中，操作人员可借助控制云台进行“上下左右”动作，以此来完成摄像镜头的调焦变倍处理，有效地满足了目标物监测需要，确保了监测对象的清晰性[3]。

1.2 智能视频监控系统特点

现阶段，智能视频监控系统应用类型逐渐多样，这些设备在监控操作、成像中有较高要求[4]（见表1）。一个完整的智能视频监控系统不行包含PC客户端、移动客户端，而且涉及智能摄像机和服务端数据中心等诸多单元，在这些系统单元协同作业下，可实现危险人员跟踪及管控，同时能锁定习惯性违章行为和人员，并实施特定区域闯入、异常工作状态的提醒和报警处理，有效地保证了发电厂生产作业的安全性。从实际应用过程来看，智能视频监控系统应用还具有一些特征：其一，功能丰富性。规范使用智能视频监控系统，能实现设备巡检、作业安全监控、现场故障及意外告警、环境监测等功能的统一，具有功能丰富的特点。其二，实时性。在智能摄像镜头、互联网络等技术的作用下，智能视频监控系统能自动、实时地进行人、物、车的精准捕捉，并主动性地分析、反馈各项监控数据，能为发电厂的安全生产创造良好条件。其三，监控过程信息化。智能视频监控系统所有的监测任务和功能均是通过整合分析数字图像信号等信息来实现的，只有在数据库支撑下进行这些物体特征数据的精确对比，才能有效满足发电厂安全生产精确监控需要。其四，相比于传统安全管理模式。发电厂智能视频监控系统本身还具有高效率、高精度的特点，其有效地满足了安全生产中目标监测识别预警需要，提升了视频监控的整体质量，保证了生产过程的安全性[5]。

表1 AK-SL3275智能视频监测系统性能

2.发电厂监控区域划分方法

2.1 格栅化思想下的区域划分

发电厂生产范围较大，且整个电厂平面图多为矩形，该矩形平面上包含了多个功能分区。在安全生产中，为实现发电厂各个分区的有效监控，可在格栅化思想的支撑下对发电厂的平面图进行划分。在发电厂监控区域划分中，应充分认识到生产设备对于生产安全具有深刻影响，故而应以重要设备为单位，选择被监控设备中占地面积最小者作为栅格化最小单元，采用a代表最小单元方格的边长，做出每一个小方格的对角线，并将其定义为该小网格的中心，以此来实现确定各小方格单元内的监控智能监控摄像头设置点位，实现发电厂各区域的有效监测。

2.2 监控区域矩阵分析

考虑到监控区域设大小、高度差异，在监控摄像头布点时，需系统考虑不同设备之间的遮挡问题[6]。通常监控对象周边的摄像头越多，则表明监控的死角越少；这样能有效减少遮挡问题对安全生产监控效果的影响。在监控对象清晰度级别及设备遮挡程度的基础上，提出监控重要指标，按照遮挡问题越突出，则发电厂生产区域监控清晰度级别要求也高，要求设置监控区域重要度矩阵，结合具体矩阵对发电厂监控区域的重要度程度进行标识。目前，在发电厂监控区域重要度程度设计中，多将其重要度设置为0～6 7个等级，区域监控清晰度与监测目标重要性程度成正比。

3.视频监控系统下的摄像头监控范围的清晰度离散模型

3.1 模型建设

利用视频监控系统实施发电厂安全生产管理时，监控终点摄像头一般分为球机和枪机两种形态，前者的监控范围可看作一个圆，而后者的监控范围可看作是一个扇形[7]。在具体模型建设中，一方面，应通过多个正方形单元进行监控范围的拟合处理，提升拟合精度；另一方面，应对单个摄像头监控范围和多个摄像头监控范围有效区分。

在距离摄像机安装处越进，则监控对象的清晰度越高；譬如在球机监测模式下，越靠近摄像机安装的圆心处，监测对象的清晰度也就越高，清晰度程度通过3来表示，而当目标物超出监控范围时，其清晰度可表示为0[8]。

当发电厂监测区域采用多个摄像头进行安全生产监测时，部分区域会同时进入多个摄像头的监控范围，此时存在部分监测区域重叠问题。在摄像头监控范围的清晰度离散模型下，假定这些区域监控的清晰度存在可线性离散叠加关系，这重叠区域监测清晰度（CVcd）可表示为多个摄像头对该区域监控清晰度之和。

K表示监控摄像机个数。基于这一特征可知，当发电厂监测区域采用球机时，摄像头监测两圆叠区域的清晰度较高，且该区域监测清晰度值为两摄像头监控范围清晰度矩阵之和[9]。

3.2 模型求解

在发电厂生产实践中，各个区域安全生产的要求不同，这使得在不同区域，要求进行智能视频监控的重要性程度也有差异，即在不同区域可选择不同的监控清晰度控制要求。基于此，出于安全生产视频监控功能需要和智能视频监控设备布局经济性考虑，需重视监控摄像头布点设置的优化。新时期，可将平均监控距离dAVE最小作为目标函数，然后以此来构建智能视频监控布点优化模型，并在该模型下进行系统算法求解。

4.发电厂安全生产中智能视频监控系统应用建议

4.1 合理应对现有视频监控系统应用问题

可将视频监控系统用于发电厂全身生产管理已经成为成为一种必然趋势，其是实现发电厂智能生产及可持续发展内在要求。新时期，要进一步提升智能视频监控系统应用质量，在实际生产及视频监控系统应用中，还应注重以下要点：其一，在未来智能视频监控系统中，应解决视频监控过于依赖人力的问题，对相应的监控系统进行技术和程序优化，确保智能视频监控系统能完成电力事故的观察、发现以及定位，为安全生产管理奠定良好基础；其二，在发电厂安全生产中，针对智能视频监控系统的应用，还应注重该系统与其他系统的联动管理，通过各系统之间的联动构建立体化的网络监控模型，为发电厂安全生产管理奠定良好基础；其三，还应消除系统误报警动作，确保视频监控和安全生产管理的准确性。

4.2 重视智能视频监控系统的技术设计与优化

要进一步提升智能视频监控系统在发电厂安全生产中的应用效果，还应注重其相关技术的合理设计与优化。一方面，在智能视频监控系统应用中，应注重分级监控与分段监控手段的应用，通过镜头与视场大小分类，构建层次清晰的视频监控系统网络，系统满足发电厂安全生产需要（见表2）；另一方面，在智能视频监控系统应用中，应注重监控手段与业务生产的融合，同时应加大智能视频监控与其他监控网络的连接，提升发电厂安全生产实践中对故障的处理效率和质量。

表2 镜头视角

5. 结论

智能视频监控系统的使用对于发电厂安全生产工作开展具有深刻影响。新时期，人们只有充分认识到智能视频监控系统的应用原理和特征优势，结合发电厂安全生产实际合理设计智能视频可控系统应用模型，并对其应用技术要点进行全面控制，这样可实现智能视频监控系统与发电厂安全生产的有效结合，促进发电厂的持续、稳定发展。