文/胡學(xué)慧 　　從某種意義上來(lái)說(shuō)，安防系統(tǒng)尤其是視頻監(jiān)控系統(tǒng)之于電力企業(yè)，是一種特殊的存在。由于對(duì)生產(chǎn)安全穩(wěn)定要求極度苛刻，電力成了較早引入安防系統(tǒng)的幾個(gè)行業(yè)之一。不過(guò)，早期電力領(lǐng)域的安防系統(tǒng)主要用于電力系統(tǒng)(如發(fā)電廠、變電站等場(chǎng)所)的保衛(wèi)工作，防止電力設(shè)施被盜、被破壞。自智能電網(wǎng)的概念落地后，以視頻監(jiān)控為主力的安防系統(tǒng)逐步擴(kuò)展到綜合輔助系統(tǒng)，并廣泛介入日常生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行場(chǎng)地環(huán)境數(shù)據(jù)的全景采集，并根據(jù)預(yù)案執(zhí)行智能聯(lián)動(dòng)，對(duì)巡檢、操作流程進(jìn)行全程可視化管控。

　　雖然在安防系統(tǒng)應(yīng)用上并沒有明顯突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維，然則因?yàn)樾袠I(yè)特性，電力系統(tǒng)對(duì)安全技術(shù)防范還是有一些自身的特殊要求。

　　電力行業(yè)安全防范有多特殊?

　　安全防范對(duì)象類型復(fù)雜多樣

　　在變電站，中為了安全目的需要監(jiān)控防范的對(duì)象類型較多，包括人、物和環(huán)境。“設(shè)備和建筑物就其監(jiān)控而言最大的特點(diǎn)是‘它們是固定的’，人大部分時(shí)間內(nèi)是活動(dòng)的，工具有時(shí)候是動(dòng)的。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)在視頻上處理會(huì)采用不同的技術(shù)。”來(lái)自深圳市鐵越電氣有限公司的一位工程師說(shuō)。

　　1、對(duì)人的監(jiān)控

　　雖然變電站是“無(wú)人值守”的，但總要有工作人員去巡檢、安檢、維修或施工等正常的工作，另外還有不請(qǐng)自來(lái)盜賊和恐怖分子，這都需要對(duì)“人”這個(gè)活動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)工作人員的監(jiān)控主要是防止誤操作、誤入?yún)^(qū)域和其他不規(guī)范的行為。對(duì)盜賊主要是防盜、防人為破壞。

　　2、對(duì)物的防范

　　被監(jiān)控的物主要包括站內(nèi)設(shè)備、建筑物、工具等，設(shè)備的監(jiān)控主要是從安全運(yùn)行和其表觀方面進(jìn)行，比如運(yùn)行是否正常，外觀是否完好、有無(wú)破損等;對(duì)建筑物的監(jiān)控主要用于防盜，門窗圍墻是否有安全漏洞，是否有翻越非法入侵等。

　　3、對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)

　　與環(huán)境有關(guān)的監(jiān)控主要包括自然環(huán)境中的風(fēng)、霜、雪、雨、雷電以及建筑物內(nèi)的氣體。有關(guān)的量包括環(huán)境溫度、濕度，風(fēng)向風(fēng)速等。這部分監(jiān)控主要起到預(yù)防作用，監(jiān)控如雷雨大風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、冰雹等惡劣天氣給室外設(shè)備可能造成的危害。建筑物內(nèi)的氣體顏色變化、是否有害、溫濕度是否正常等。

　　監(jiān)控環(huán)境相對(duì)惡劣

　　由于變電站的選址要求，變電站多數(shù)建在荒郊野外，所處的雷擊、電暈、噪音、電磁場(chǎng)干擾等復(fù)雜環(huán)境，對(duì)監(jiān)控設(shè)施要求較高，尤其是高壓場(chǎng)地，對(duì)攝像機(jī)等核心設(shè)備的電磁兼容性要求很高，有的設(shè)備EMC指標(biāo)要滿足《遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備》GB/T13729-2002規(guī)定中4級(jí)的要求。

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　　空間范圍大而且分散

　　變電站的分布相對(duì)分散，距離調(diào)度中心遠(yuǎn)，從幾公里到幾百公里不等。整個(gè)安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍很大，必須分層級(jí)、分塊進(jìn)行監(jiān)控管理。

　　由于帶寬限制技術(shù)要求高

　　由于成本、距離、環(huán)境和所承載業(yè)務(wù)較多因素，分配給安防系統(tǒng)的帶寬有限，一般只有2M。所以應(yīng)用時(shí)對(duì)壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的要求較高，諸如H.264編解碼標(biāo)準(zhǔn)、IP組播、RTP/RTCP、SIP等已經(jīng)成了基本要求。

　　智能、3D、一體化及機(jī)器人

　　電力行業(yè)在安全技術(shù)防范系統(tǒng)應(yīng)用上比較講究，自然也會(huì)有獨(dú)到的見解與探索。目前安防界力推的高清化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化以及定制化，對(duì)于電力企業(yè)而言并不算新鮮話題，因?yàn)樗鼈兞?xí)慣性成為第一個(gè)吃螃蟹，幾乎總是走在安防先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用探索的前沿陣地。

　　智能分析應(yīng)用細(xì)化

　　目前，國(guó)內(nèi)絕大部分變電站在“四遙”的基礎(chǔ)上已經(jīng)部署了第五遙“遙視”系統(tǒng)，完成了無(wú)人值守變電站的改造。一些變電站的“遙視”系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)部環(huán)境、重要設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，也實(shí)現(xiàn)了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)重要信號(hào)的“事件聯(lián)動(dòng)”，甚至在高清監(jiān)控設(shè)備普及之后還可實(shí)現(xiàn)一些智能視頻分析功能，如運(yùn)動(dòng)偵測(cè)、禁區(qū)檢測(cè)、變電設(shè)備模式識(shí)別等。

　　事實(shí)上，智能分析在包括平安城市、金融等領(lǐng)域由于備受詬病的居高不下的誤報(bào)率，往往讓用戶可望而不及，然而落地至變電站等電力場(chǎng)所卻有天然的適應(yīng)能力，并對(duì)“智能電網(wǎng)”的“智能”形成遙相呼應(yīng)。

　　“電力系統(tǒng)的智能分析技術(shù)需求越來(lái)越細(xì)化。” ?？低曄到y(tǒng)業(yè)務(wù)中心能源事業(yè)部王英杰在受訪中談到，智能分析會(huì)更多的結(jié)合電力場(chǎng)景需求應(yīng)用。“比如我們?cè)谏虾Ｇ搴冸娬镜木C合監(jiān)控系統(tǒng)中就有嵌入人臉識(shí)別技術(shù)。通過(guò)智能分析服務(wù)器捕獲視頻流中的人臉，根據(jù)預(yù)先建立好的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)分出值班人員、合法操作人員、無(wú)關(guān)人員等，當(dāng)在作業(yè)區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)無(wú)關(guān)人員時(shí)，或者在變電站區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)非法人員時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警。

　　同樣從中興力維公布的“海南電網(wǎng)公司基于分布式的省級(jí)電網(wǎng)全景展示與運(yùn)行指揮系統(tǒng)”項(xiàng)目概況可發(fā)現(xiàn)這一趨勢(shì)。力維在儋州那大變與三亞亞龍灣變建有智能讀表與刀閘狀態(tài)分析系統(tǒng)，其利用視頻智能分析技術(shù)，直接通過(guò)視頻讀取變電站現(xiàn)場(chǎng)表盤度數(shù)及分析刀閘開合狀態(tài)，使視頻分析技術(shù)為變電站智能監(jiān)控添加了新的應(yīng)用方式。

　　而由國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)的科技項(xiàng)目“變電站現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全智能監(jiān)控系統(tǒng)”，已走出實(shí)驗(yàn)室，并在福州500kV變電站獲得成功應(yīng)用。系統(tǒng)能對(duì)操作人員沒有佩戴安全帽、檢修人員擅自越過(guò)安全圍欄、高空垂直交叉作業(yè)等違章行為自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)提示、告警;為電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員提供有效的人身安全監(jiān)控與防護(hù)手段，對(duì)于預(yù)防或減少電力系統(tǒng)人身等惡性事故無(wú)疑具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

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　　安防監(jiān)控與SCADA系統(tǒng)集成一體化

　　以國(guó)網(wǎng)為代表的電力企業(yè)正在對(duì)業(yè)務(wù)管理進(jìn)行大刀闊斧的改革，“三集五大”發(fā)展戰(zhàn)略便是其現(xiàn)實(shí)寫照。而從“三集五大”目標(biāo)的背后我們也可以看出電力系統(tǒng)對(duì)電力調(diào)度集中高效的更迫切需求，于而從多家浸淫智能電網(wǎng)領(lǐng)域的玩家官網(wǎng)中針對(duì)技術(shù)方案的介紹可窺見，近兩年來(lái)，基于電力行業(yè)定制開發(fā)的專業(yè)的變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合管理平臺(tái)的研究熱絡(luò)起來(lái)。例如南自科技之智能圖像系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、信息管理調(diào)度系統(tǒng)、數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)等功能融為一體，實(shí)現(xiàn)視頻信息與數(shù)據(jù)信息結(jié)合管理。據(jù)其公開的技術(shù)資料介紹顯示，該系統(tǒng)還可與綜合控制系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、電力調(diào)度系統(tǒng)、無(wú)線音視頻傳輸系統(tǒng)、紅外熱成像系統(tǒng)等進(jìn)行連接。

　　而據(jù)?？低曂跤⒔芡嘎?，其公司針對(duì)變電站定制的綜合監(jiān)控平臺(tái)也能夠?qū)崿F(xiàn)輔助系統(tǒng)的一體化綜合監(jiān)控，對(duì)輔助子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合并建立聯(lián)動(dòng)預(yù)案。除了有線監(jiān)控，平臺(tái)軟件還支持3G視頻設(shè)備(車載、單兵)及移動(dòng)終端的接入，滿足隨時(shí)隨地的監(jiān)控需求。

　　安防監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)融合是安防技術(shù)在大型企業(yè)深化應(yīng)用的創(chuàng)新與發(fā)展朝向，也呼應(yīng)了智能電網(wǎng)“信息應(yīng)用以通信為平臺(tái)，通信管理以信息為支撐，安全第一、一體化融合發(fā)展”要求。從國(guó)家電網(wǎng)官網(wǎng)查詢到的資訊顯示，金華電網(wǎng)500千伏、220千伏、110千伏變電站的圖像監(jiān)控、500千伏智能化輔助、智能化消防遠(yuǎn)程監(jiān)控、SVC輸電線路在線監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)視頻監(jiān)控、UPS及變電站通信電源綜合管理、網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控等輔助系統(tǒng)的管理任務(wù)，實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)的“6+1”整合。

　　試水3D場(chǎng)景顯示技術(shù)

　　這幾年來(lái)，關(guān)于3D顯示技術(shù)，包括安防人士在內(nèi)的科技界百談不厭。而“3D遙視與建模方法的三維變電站”幾乎引起電力系統(tǒng)的學(xué)院派與技術(shù)派的同事關(guān)注。3D遙視作為一種新的視頻圖像顯示形式，可以帶來(lái)具有深度感知的顯示效果，真實(shí)感更強(qiáng)烈，呈現(xiàn)的檢測(cè)內(nèi)容也將更為豐富。

　　目前，可搜索到東莞變電管理二所、220kV武侯變電站上都有試點(diǎn)建設(shè)一套3D顯示系統(tǒng)來(lái)展現(xiàn)變電站場(chǎng)景及站端輔助系統(tǒng)。

　　用戶可以通過(guò)客戶端訪問系統(tǒng)，客戶端所采用的通信協(xié)議，具有很強(qiáng)的開放性和兼容性，完全能融合在電力系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的客戶端，相關(guān)負(fù)責(zé)人和管理人員可根據(jù)不同的權(quán)限對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置及監(jiān)控，操作界面全部為中文可視化界面，使用非常方便。此系統(tǒng)將獲取的真實(shí)站端動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫濕度、風(fēng)度、風(fēng)向等環(huán)境量以及門禁，集成到3D場(chǎng)景顯示系統(tǒng)中。在此3D顯示界面上，管理人員可以根據(jù)3D虛擬現(xiàn)實(shí)視頻中得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的模擬數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備周邊環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況。

　　“3D場(chǎng)景顯示技術(shù)能真實(shí)地反映出變電站設(shè)備的空間關(guān)系以及環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化，既可以縱覽全局，也可以觀察局部詳細(xì)信息，為變電站的智能化管理提供了直觀、準(zhǔn)確并且真實(shí)的監(jiān)控管理方式”海康威視王英杰表示，根據(jù)3D虛擬現(xiàn)實(shí)視頻中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，立體、形象、真實(shí)地反映了變電站各個(gè)設(shè)備的細(xì)節(jié)和特征以及運(yùn)行情況，讓管理人員和技術(shù)人員可以更直觀地了解設(shè)備的運(yùn)行情況。

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　　從目前看到的資料顯示分析，盡管3D場(chǎng)景顯示技術(shù)可以對(duì)變電站等電力場(chǎng)所進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理，更好的滿足生產(chǎn)運(yùn)維、安防應(yīng)急的需求。不過(guò)受制于高昂的建模成本，3D場(chǎng)景顯示技術(shù)在電力企業(yè)信息化建設(shè)引入并不普遍。當(dāng)然，未來(lái)隨著技術(shù)的普及與改善，3D顯示仍將給電力企業(yè)在提高管理的可操作性與電網(wǎng)信息化的管理和決策水平發(fā)揮不可忽視的作用。

　　“智能機(jī)器人”研究成果落地

　　由于電力作業(yè)場(chǎng)所的高危險(xiǎn)性以及安全高風(fēng)險(xiǎn)等特性，早在數(shù)年前，國(guó)家電網(wǎng)即成立“國(guó)家電網(wǎng)公司電力機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，旨在圍繞變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人、輸電線路無(wú)人直升機(jī)智能巡檢系統(tǒng)以及電力特種機(jī)器人所涵蓋的機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)等學(xué)科在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用開展了一系列的研究，目前其研究成果變電站巡檢機(jī)器人已應(yīng)用與山東電網(wǎng)多個(gè)變電站。

　　據(jù)了解，變電站巡檢機(jī)器人主要應(yīng)用于室外變電站代替巡視人員進(jìn)行巡視檢查。機(jī)器人系統(tǒng)可以攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等有關(guān)的電站設(shè)備檢測(cè)裝置，以自主和遙控的方式，代替人對(duì)室外高壓設(shè)備進(jìn)行巡測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的內(nèi)部熱缺陷、外部機(jī)械或電氣問題如：異物、損傷、發(fā)熱、漏油等等，給運(yùn)行人員提供診斷電力設(shè)備運(yùn)行中的事故隱患和故障先兆的有關(guān)數(shù)據(jù)。另外，該機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)可以部分地代替人在合適的時(shí)間進(jìn)行巡視檢查工作，并且能生成報(bào)表，如機(jī)器人可以在值班人員不便于巡視的時(shí)間(如凌晨00：00或者03：00)或惡劣天氣情況，在不要監(jiān)控人員的參與下按照固定的路線進(jìn)行巡檢，并且能自動(dòng)返回出發(fā)地點(diǎn)。

　　除了電網(wǎng)公司自身出成果，傳統(tǒng)安防企業(yè)在智能巡檢機(jī)器人研發(fā)上也有新的突破。從朗馳欣創(chuàng)官網(wǎng)了解到，其公司研發(fā)的一款智能巡檢機(jī)器人正在廣州科220千伏科城變電站“執(zhí)勤”。為了保證電力隧道內(nèi)設(shè)備的正常工作，防止偷盜、私拉電線等非法行為，平日里需要人工對(duì)隧道進(jìn)行常規(guī)巡檢，但由于隧道里存在積水，光線黑暗，通風(fēng)不足，甚至?xí)嬖谟卸居泻怏w，人工巡檢十分不便。應(yīng)用于廣州科翔路的隧道智能巡檢機(jī)器人。機(jī)器人集各種安防設(shè)備于一體，聯(lián)動(dòng)隧道滅火車，采用倒掛式固定軌道運(yùn)行。機(jī)器人能通過(guò)可見光攝像頭監(jiān)控隧道內(nèi)場(chǎng)景，借助圖像分析算法自動(dòng)獲取儀表讀數(shù)，還能通過(guò)紅外熱成像儀準(zhǔn)確獲取電力設(shè)備溫度，并能通過(guò)各種傳感器“聞”出空氣中的溫濕度，煙霧、特定氣體(CO，O2，CH4，H2S?)濃度;最重要的是它還非常智能，可以自動(dòng)充電，自動(dòng)雷達(dá)避障，自動(dòng)處理獲取的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑情況會(huì)自動(dòng)判斷并報(bào)警，如果發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，它會(huì)“呼叫”滅火機(jī)器人趕過(guò)來(lái)，滅火機(jī)器人能自動(dòng)噴射超細(xì)干粉，迅速有效進(jìn)行滅火。

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　　據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員介紹，此項(xiàng)工程的目標(biāo)是依托軌道式移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，創(chuàng)建南方電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)示范段，為今后建設(shè)無(wú)人巡視隧道積累經(jīng)驗(yàn)，為建設(shè)安全化、信息化、智能化的“智能電網(wǎng)”鋪路。

　　智能一體化，積極服務(wù)生產(chǎn)管理

　　智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步深化與特高壓電網(wǎng)工程項(xiàng)目的啟動(dòng)都將對(duì)安防技術(shù)應(yīng)用提出新的要求。當(dāng)然，智能化、一體化、定制化依然是電力企業(yè)永遠(yuǎn)不變的訴求。“大型的安防管理平臺(tái)、智能視頻技術(shù)和有針對(duì)性的解決方案都是值得期待的。”一位河南電力公司的工程師說(shuō)道。

　　而據(jù)接近南方電網(wǎng)的一位人士也表示，結(jié)合電力業(yè)務(wù)特點(diǎn)的視頻智能分析技術(shù)應(yīng)用以及各信息化子系統(tǒng)集成整合將是電力企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。他還強(qiáng)調(diào)，“現(xiàn)在，電廠和變電站都會(huì)要求安防系統(tǒng)能夠更好地將視頻監(jiān)控、入侵防范、門禁、消防、環(huán)境監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)一體化集成。”

　　“特高壓輸電工程對(duì)安防系統(tǒng)將提出更高的要求，如高機(jī)械強(qiáng)度、防污閃、提高過(guò)電壓耐受能力和降低無(wú)線電干擾等，這就需要根據(jù)特高壓工作環(huán)境量身定制專用型安全技術(shù)防范設(shè)備及系統(tǒng)。”鐵越電氣辛培民在展望電力安防發(fā)展趨勢(shì)時(shí)談道。

　　以監(jiān)控為表率的安防系統(tǒng)正成為電網(wǎng)智能化的尖兵，未來(lái)將更多地參與電力安全生產(chǎn)，為提高發(fā)電、輸電和用電的效率。以海南電網(wǎng)為例，其在完成電網(wǎng)綜合監(jiān)視、氣象綜合、視頻綜合三大場(chǎng)景展示可視化應(yīng)用，形象支撐安全生產(chǎn)管理。二期建設(shè)形成視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能信息集成平臺(tái)、綜合可視化展示框架，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)視推廣與提升、全景展示與運(yùn)行指揮業(yè)務(wù)實(shí)用化與應(yīng)用提升。

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