劉曉焜，張長青，宋 超

（1.國網(wǎng)甘肅省電力公司營銷服務(wù)中心，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅同興智能科技發(fā)展有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730050）

0 引 言

相較于傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)，基于云計(jì)算的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在信息管理方面具有突出優(yōu)勢，人們可以通過該系統(tǒng)轉(zhuǎn)存、搜索以及加工處理信息。從結(jié)構(gòu)上來說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成了諸多視頻感知設(shè)備，用戶只需要通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算就可以快速獲得信息。基于云計(jì)算的監(jiān)控系統(tǒng)帶來的變化不僅在于功能方面，而且顯著提升了監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、有效性以及智能性。由此可見，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用基于云計(jì)算技術(shù)的電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是符合生產(chǎn)需要和社會(huì)發(fā)展的有利舉措。

1 云計(jì)算技術(shù)下的電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步有直接關(guān)系。經(jīng)過長時(shí)間的創(chuàng)新和升級(jí)，電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成電子信號(hào)，從依靠人工現(xiàn)場管理發(fā)展為智能化遠(yuǎn)程管理。現(xiàn)階段，電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)獲得了顯著發(fā)展，不斷滿足電力體系的現(xiàn)實(shí)需要。分析傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)被淘汰的原因，可以清楚認(rèn)識(shí)到其與電力體系的擴(kuò)大的直接關(guān)系[1]。當(dāng)電力體系擴(kuò)大到一定程度后，原有監(jiān)控設(shè)備無論是在監(jiān)控方面還是在維護(hù)方面都難以符合要求，還會(huì)在一定程度上威脅電力體系的安全運(yùn)行。為此電力系統(tǒng)投入了大量人力和物力進(jìn)行處理，但沒有從根本上解決問題，導(dǎo)致資源過度浪費(fèi)，使得電力系統(tǒng)在產(chǎn)生大量經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，無法保證系統(tǒng)的高效管理和有序運(yùn)行。

傳統(tǒng)電力體系監(jiān)控系統(tǒng)依賴人力開展各項(xiàng)工作，最基本的工作形式是工作人員在變電站實(shí)施管理和維護(hù)[2]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展，變電站的數(shù)量逐漸增多，電力體系要保證穩(wěn)定運(yùn)行，需要安排更多的變電站工作人員，很大程度上加劇了資金的浪費(fèi)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用下，傳統(tǒng)電力監(jiān)控體系中存在的問題得到了有效改善。依托云平臺(tái)構(gòu)建的視頻監(jiān)控體系能夠全方位管理監(jiān)控信息，準(zhǔn)確定位故障產(chǎn)生的位置和原因，并且在監(jiān)控信息實(shí)時(shí)共享的狀態(tài)下提高管理和維護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的遠(yuǎn)程操作。在這種電力控制體系的作用下，電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性顯著提升，故障發(fā)生率得到了有效控制。為了更大限度地提高電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的作用，電力系統(tǒng)有必要建立故障診斷的高效管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、診斷以及定位一體化。整理故障產(chǎn)生原因和項(xiàng)目類型后，可以歸納出視頻信息分析、故障類型記錄、處理措施記錄、管理重點(diǎn)標(biāo)注以及輔助功能5點(diǎn)系統(tǒng)功能。

在處理故障的過程中，電力視頻監(jiān)控體系通常采用以下流程。首先，對(duì)故障信息做出分類處理，對(duì)比出現(xiàn)的故障和故障記錄，參考處理措施和專業(yè)技術(shù)給出相應(yīng)方案。其次，準(zhǔn)確定位故障發(fā)生點(diǎn)，合理安排檢修人員進(jìn)行維護(hù)。最后，工作人員結(jié)束檢修和維護(hù)后，進(jìn)一步跟蹤故障發(fā)生信息，分析故障可能導(dǎo)致的其他問題。將云平臺(tái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在電力體系中可以解決傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的硬件和系統(tǒng)設(shè)備問題，從而減少人力和物力方面的投入。此外，視頻監(jiān)控系統(tǒng)長期運(yùn)行后會(huì)逐漸提高系統(tǒng)的智能化水平，因?yàn)樵破脚_(tái)可以處理存儲(chǔ)的故障信息和處理措施，分析相應(yīng)的解決措施，從而為電力系統(tǒng)的維護(hù)提供便利。

2 云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)分析

云計(jì)算融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，比較關(guān)鍵的技術(shù)包括虛擬化技術(shù)、分布式技術(shù)、在線軟件技術(shù)以及運(yùn)營管理技術(shù)。

2.1 虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)可以簡單地理解為資源的虛擬映射，在映射過程中，資源本身的使用不會(huì)受到影響。虛擬技術(shù)的出現(xiàn)使硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)之間的關(guān)系變得愈發(fā)緊密，從而顯著提高了硬件資源的使用效率[3]。云技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，很大程度上和虛擬技術(shù)的成熟度有關(guān)。常見的虛擬技術(shù)有服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化以及存儲(chǔ)虛擬化。在電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)中，存儲(chǔ)虛擬化發(fā)揮了很大作用。

2.2 分布式技術(shù)

分布式技術(shù)指的是為了提高數(shù)據(jù)傳輸和管理效率選擇的信息處理技術(shù)。其在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中相對(duì)靈活且效率高，可以將分散的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互連接，實(shí)施統(tǒng)一的管理和調(diào)節(jié)。在電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中，需要面對(duì)海量的數(shù)據(jù)內(nèi)容，而分布式處理恰好能夠符合其運(yùn)行需要。分布式處理信息需要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所有計(jì)算機(jī)的共同參與，然后將計(jì)算結(jié)果反饋至系統(tǒng)中心。

2.3 在線軟件技術(shù)

在線軟件技術(shù)與視頻監(jiān)控管理服務(wù)構(gòu)建相關(guān)聯(lián)，在特定平臺(tái)的作用下，通過各種在線工具和開發(fā)功能為用戶提供有利的開發(fā)場所，用戶可以通過在線軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊設(shè)計(jì)的調(diào)整。

2.4 運(yùn)營管理技術(shù)

運(yùn)營管理技術(shù)對(duì)云服務(wù)的開展具有重要作用，沒有了運(yùn)營管理，云服務(wù)完全不能為用戶提供幫助。運(yùn)營管理過程中，云服務(wù)通常采用提供服務(wù)和獲取收益的方式運(yùn)行，電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)用戶連接到互聯(lián)網(wǎng)后，可以使用平臺(tái)上的各項(xiàng)功能進(jìn)行開發(fā)和利用[4]。

3 關(guān)于電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的具體分析

3.1 硬件設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)需要繁雜的設(shè)備作為支撐，因此硬件花費(fèi)較高。云計(jì)算技術(shù)電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)運(yùn)行需要的硬件設(shè)備要求較低，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備需要，在滿足可連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)、帶有監(jiān)控軟件的終端設(shè)備以及過硬網(wǎng)絡(luò)條件要求后，就可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控電力系統(tǒng)?；谠朴?jì)算的電力監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的靈活性很強(qiáng)，可以適應(yīng)不同工作條件的需要，而這只需軟件設(shè)計(jì)人員在模塊設(shè)計(jì)上作出調(diào)整即可。

3.2 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

作為云服務(wù)的一種，電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)具有普遍性，具有結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)以及管理3層設(shè)計(jì)，不同的層級(jí)承擔(dān)的功能不同，相互聯(lián)系卻又不過分干擾[5]。結(jié)構(gòu)層指的是與外部設(shè)備系統(tǒng)連接的層級(jí)，主要是傳輸設(shè)備間的信息，業(yè)務(wù)層承擔(dān)的功能相對(duì)較多，除了調(diào)配和管理資源以外，還要分析和記錄電力體系中發(fā)生的故障和解決措施等，管理層側(cè)重于對(duì)系統(tǒng)本身的管理，整個(gè)系統(tǒng)的管理控制權(quán)都集中在管理層。在電力系統(tǒng)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，產(chǎn)生的故障信息或其他信息都需要經(jīng)過云平臺(tái)的處理才能通過各種設(shè)備傳遞。

3.3 電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行流程及軟件設(shè)計(jì)

云計(jì)算技術(shù)在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)上獲得了新的發(fā)展，功能也變得愈發(fā)強(qiáng)大，主要包括以下10點(diǎn)，可以確保各類視頻監(jiān)控設(shè)備有序運(yùn)行，并且在故障發(fā)生的第一時(shí)間及時(shí)處理故障。第一，具有實(shí)用性強(qiáng)、界面簡單易操作以及擁有鮮明的特點(diǎn)。第二，在遠(yuǎn)程操作方面具有穩(wěn)定性和高效性，系統(tǒng)能夠定時(shí)自檢。第三，監(jiān)控故障出現(xiàn)的同時(shí)做出預(yù)警，并且迅速做出反應(yīng)，給出解決方案和安排檢修。第四，可以自由調(diào)整用戶的使用權(quán)限，對(duì)用戶權(quán)限有控制權(quán)。第五，兼容性和拓展性兼?zhèn)?，可以適應(yīng)各種操作系統(tǒng)和硬件設(shè)施，能夠靈活調(diào)整設(shè)計(jì)模塊，且用戶擁有一定的編程權(quán)。第六，安全性能突出，能夠有效阻隔和處理外界的非法入侵，如用戶未經(jīng)授權(quán)的情況下無法登錄[6]。第七，故障管理系統(tǒng)具有客戶、服務(wù)以及管理3個(gè)端口，各自承擔(dān)著不同的職能，為用戶提供全面的服務(wù)。客戶端會(huì)給用戶安裝各項(xiàng)功能，為用戶的使用創(chuàng)造基礎(chǔ)。安裝的內(nèi)容與客戶權(quán)限有直接關(guān)系，因此功能需要匹配才能安裝。第八，服務(wù)端的對(duì)象是客戶，客戶在使用過程中可能面臨各種問題和需要，如視頻管理調(diào)度、故障預(yù)警等都是服務(wù)端的重要功能。第九，客戶的權(quán)限和系統(tǒng)狀態(tài)也納入服務(wù)段的管理范疇。第十，對(duì)于管理端，大到整個(gè)系統(tǒng)的配置，小到功能區(qū)塊的配置，都在管理端的管理范圍。用戶的更改和報(bào)警設(shè)置的調(diào)整，都需要管理端的操作。

3.3.1 基本流程

電力監(jiān)控視頻故障管理對(duì)系統(tǒng)故障的反應(yīng)比較敏銳，一旦系統(tǒng)故障，會(huì)立刻發(fā)出報(bào)警，然后比對(duì)故障信息和歷史記錄，智能化地記錄和分類故障信息。其中，比較常見的故障類型包括圖像失真和視頻缺失等。在接收到報(bào)警信息后，管理人員要按照流程安排檢修，分析故障類型后選擇合適的檢修單位。完成操作后，管理人員會(huì)將申請(qǐng)表發(fā)給檢修單位，讓檢修人員依照故障申請(qǐng)單開展相應(yīng)的工作，檢修過程中實(shí)施全程監(jiān)督，記錄檢修中的各項(xiàng)信息。維修后，維修人員需要再次對(duì)故障發(fā)生原因和維修措施進(jìn)行描述，并上報(bào)維修結(jié)果。經(jīng)過長時(shí)間的積累后，故障產(chǎn)生原因和維修結(jié)果存儲(chǔ)在服務(wù)器中組成數(shù)據(jù)庫。

3.3.2 軟件設(shè)計(jì)

電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障的處理需要遵循系統(tǒng)預(yù)設(shè)的程序，在發(fā)生故障時(shí)做出反應(yīng)的同時(shí)會(huì)調(diào)出數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和分析，然后給出維修方案。這個(gè)過程中的各項(xiàng)信息都會(huì)被記錄下來，因此故障發(fā)生時(shí)故障代碼就已經(jīng)描述了所有信息[7]。軟件工作也要依照既定流程展開，主要包括系統(tǒng)初始化和連接服務(wù)器，收集視頻信息，作出分析，若是信息正常則不執(zhí)行任何操作，繼續(xù)實(shí)施檢測，若出現(xiàn)異狀則反饋故障代碼，同時(shí)全程記錄維修過程，并將從故障發(fā)生到維修全過程的數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

4 結(jié) 論

電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一種云服務(wù)，可以在信息共享和流動(dòng)的情況下有效管理監(jiān)控視頻。尤其是遠(yuǎn)程管理和故障檢測功能的應(yīng)用，完全符合電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展需要，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。未來電力視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)會(huì)在不斷完善的過程中得到廣泛應(yīng)用，從而有效推動(dòng)電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化和信息化發(fā)展。