李強(qiáng)

摘要：傳統(tǒng)的變電站視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)隨意性大、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、資源分配不均勻、視頻終端安裝位置不合理。通過(guò)網(wǎng)格化處理，設(shè)定坐標(biāo)系，將所有視頻監(jiān)控終端點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，輸入相應(yīng)的邊界參數(shù)，計(jì)算出最優(yōu)的視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)結(jié)果，繼而根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)現(xiàn)有布點(diǎn)進(jìn)行修正。為后續(xù)變電站監(jiān)控視頻終端布點(diǎn)設(shè)計(jì)提供了參考，保證視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)設(shè)計(jì)更加高效、更加精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了布點(diǎn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化扣信息化。

關(guān)鍵詞：變電站;安全監(jiān)控;視頻智能終端;布點(diǎn);優(yōu)化

引言

無(wú)人值守變電站是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，尤其是信息技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展，為無(wú)人值守變電站建立了技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段大部分變電站都部署了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控設(shè)備也從單純的安防監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)樽冸娬驹O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。其中攝像機(jī)探頭是遠(yuǎn)程監(jiān)控的基礎(chǔ)，其合理、正確的布點(diǎn)是提高遠(yuǎn)程監(jiān)控效果，變電站運(yùn)行的重要保障。但是現(xiàn)階段變電站視頻智能終端布點(diǎn)存在不足，影響了變電站運(yùn)行安全。

一、視頻智能終端布點(diǎn)

所謂的視頻智能終端，在變電在安全監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻智能終端主要是智能化視頻攝像頭，其一般有鏡頭、CCD或CMOS成像器件、MD轉(zhuǎn)換及預(yù)處理、智能算法模塊、編碼壓縮模塊以及網(wǎng)絡(luò)連接模塊，其中最為重要的一個(gè)部分是智能算法模塊，它可以按照預(yù)定的規(guī)則對(duì)每一幀視頻圖像進(jìn)行仔細(xì)的甄別和過(guò)濾，一旦識(shí)別出有違規(guī)或者異常情況，就可以截取該段視頻圖像，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給指揮終端。相較于傳統(tǒng)的攝像頭終端，智能攝像頭在圖像增強(qiáng)與復(fù)原，濃縮播放以及人臉識(shí)別等方向有著巨大優(yōu)勢(shì)。

視頻智能終端布點(diǎn)的概念是在變電站平面中對(duì)視頻智能終端進(jìn)行空間布置，繼而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域全覆蓋，強(qiáng)化對(duì)重點(diǎn)設(shè)備監(jiān)控，完成對(duì)變電站設(shè)備安全監(jiān)控。

二、視頻智能終端布點(diǎn)現(xiàn)狀

視頻智能終端布點(diǎn)合理與否，直接影響著變電站設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)。但是目前視頻智能終端布點(diǎn)存在以下問(wèn)題：

2.1布點(diǎn)隨意性大

設(shè)計(jì)人員在變電站平面圖上對(duì)視頻智能終端布點(diǎn)，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)對(duì)相應(yīng)的點(diǎn)位進(jìn)行布局安裝。這種隨意性不僅僅是設(shè)計(jì)人員缺乏理論系統(tǒng)的布局知識(shí)，同時(shí)在攝像頭布點(diǎn)方面研究成果較少，可參考資料缺失。

這種布點(diǎn)形式不合理造成視野模糊、多點(diǎn)、漏點(diǎn)、死角等現(xiàn)象。

2.2視頻智能終端布點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化程度低

在對(duì)視頻智能終端布局時(shí)，僅考慮遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，功能單一。無(wú)法滿足對(duì)重要設(shè)備的遠(yuǎn)方操作聯(lián)動(dòng)，智能巡檢，智能分析等生產(chǎn)要求。

2.3視頻資源分配不均勻

監(jiān)控設(shè)備資源配置不合理，無(wú)法使重疊區(qū)域達(dá)到最佳狀態(tài)。如果為了保證視頻全覆蓋需要增加投入，這也是監(jiān)控布局需要考慮的問(wèn)題。如何實(shí)現(xiàn)低成本、高效率布局也是焦點(diǎn)問(wèn)題。

2.4視頻智能終端布局位置差

視頻智能終端布局時(shí)，僅考慮某個(gè)點(diǎn)位布局，視頻終端安裝位置容易出現(xiàn)掉落、難安裝以及隱蔽性差等問(wèn)題，或者設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生干擾，繼而影響對(duì)設(shè)備的監(jiān)控。降低了視頻智能終端監(jiān)控質(zhì)量。

三、視頻智能終端布點(diǎn)優(yōu)化策略

3.1布設(shè)原則擬定

1）精簡(jiǎn)原則

監(jiān)控點(diǎn)不是越多越好，而是講究精準(zhǔn)到位。在設(shè)計(jì)時(shí)如果使用過(guò)度的監(jiān)控點(diǎn)，就會(huì)增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)和施工成本，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)大量的視頻數(shù)量對(duì)系統(tǒng)的CPU壓力過(guò)大，增加了系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，對(duì)于監(jiān)控人員而言，觀看難度較大。

2）經(jīng)濟(jì)性原則

在變電站安防監(jiān)控設(shè)備的視頻終端布點(diǎn)，需要從布點(diǎn)經(jīng)濟(jì)性考慮，是否容易安裝加工。在達(dá)到有效覆蓋的基礎(chǔ)上，充分考慮布點(diǎn)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。

3）視覺(jué)效果原則

在布點(diǎn)時(shí)，要考慮攝像頭是否和周圍環(huán)境搭配。視頻監(jiān)控設(shè)備主要是為了保證變電站安全。如果攝像頭布點(diǎn)位置明顯，容易被破或者被遮擋。在安裝時(shí)要考慮周圍環(huán)境是否有高樹或者其他建筑物。

3.2視頻智能終端優(yōu)化措施

1）網(wǎng)格化處理

首先將變電站平面圖進(jìn)行網(wǎng)格化處理，將總面積劃分成有限個(gè)小方格，方格大小根據(jù)視頻監(jiān)控終端的監(jiān)控分辨率確定。若視頻監(jiān)控終端的有效分辨率為30cm，則每個(gè)網(wǎng)格的邊長(zhǎng)為30cm，將所有面積劃分完成。

2）設(shè)定監(jiān)控坐標(biāo)系

將平面圖劃分完成以后，設(shè)置直角坐標(biāo)系，每個(gè)監(jiān)控終端的監(jiān)控范圍有定值。因此，將一個(gè)監(jiān)控終端布點(diǎn)作為視頻原點(diǎn)，確定坐標(biāo)系的x軸和Y軸。

3）建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)上述的分布將現(xiàn)有的視頻監(jiān)控終端描畫在網(wǎng)格圖中，根據(jù)迭代算法、結(jié)合監(jiān)控點(diǎn)重要度和設(shè)備重要性概念，利用遺傳算法的交叉、迭代、變異等數(shù)學(xué)模型來(lái)完成數(shù)學(xué)模型構(gòu)建。

4）計(jì)算分析優(yōu)化

根據(jù)數(shù)學(xué)模型，輸入相關(guān)的邊界參數(shù)，來(lái)完成視頻終端布點(diǎn)優(yōu)化，從而得出視頻監(jiān)控方案中最為合理的布局，從而縮短布點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)間、降低工程投入成本。

5）得出結(jié)論

根據(jù)視頻優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，完成對(duì)變電站安全的布點(diǎn)優(yōu)化，達(dá)到布點(diǎn)最優(yōu)。

3.3試驗(yàn)論證

在完成布局優(yōu)化以后，就需要對(duì)攝像頭點(diǎn)位進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定完成以后，驗(yàn)證視頻終端監(jiān)控效果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以后要及時(shí)修正。因?yàn)樵趯?shí)際優(yōu)化中，很多未考慮因素，如變電站外部環(huán)境影響。如存在高樹或者建筑物，可能會(huì)對(duì)監(jiān)控布點(diǎn)產(chǎn)生影響或者對(duì)監(jiān)控效果產(chǎn)生影響。

3.4視頻監(jiān)控終端輔助設(shè)備優(yōu)化

在視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)優(yōu)化完成以后，還需要考慮視頻監(jiān)控終端輔助設(shè)備的優(yōu)化。單純的依靠視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)并不能提高視頻監(jiān)控終端效果，還需要安裝視頻監(jiān)控終端輔助設(shè)備，保證監(jiān)控效果。

視頻監(jiān)控終端輔助設(shè)備主要包括電路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及視頻處理系統(tǒng)。其中電路系統(tǒng)在布局時(shí)，要根據(jù)視頻監(jiān)控終端的布局合理施工，保證電路系統(tǒng)布線合理，滿足視頻終端布點(diǎn)需求的情況下，減少電路系統(tǒng)對(duì)于變電站其他運(yùn)行設(shè)備的影響。

其次，控制系統(tǒng)的升級(jí)和優(yōu)化。視頻監(jiān)控終端不僅僅是對(duì)某個(gè)點(diǎn)位定點(diǎn)監(jiān)控，還需要旋轉(zhuǎn)監(jiān)控，同時(shí)對(duì)于某個(gè)位置能夠聚焦放大等等功效。因此控制系統(tǒng)必須要靈活可靠，保證視頻監(jiān)控終端移動(dòng)效果。

最后，視頻處理系統(tǒng)的升級(jí)和優(yōu)化。視頻監(jiān)控處理系統(tǒng)是視頻處理的大腦，是保證變電站安全的主要部位。智能視頻監(jiān)控終端在智能鎖定嫌疑以后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠快速反映到人機(jī)界面，發(fā)出報(bào)警信息，繼而變電站管理人員可以實(shí)時(shí)處理，降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，提高視頻監(jiān)控終端工作的高效性。

3.5視頻智能終端布點(diǎn)優(yōu)化發(fā)展趨勢(shì)

視頻智能終端的布點(diǎn)優(yōu)化是一個(gè)數(shù)學(xué)與工程相交叉的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅僅要考慮視頻終端布局的最優(yōu)化問(wèn)題，還需要考慮工程的經(jīng)濟(jì)性和可行性。因此未來(lái)視頻智能終端布點(diǎn)優(yōu)化會(huì)向著以下幾個(gè)方面發(fā)展：

1）視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)研究不斷豐富。現(xiàn)階段在視頻布點(diǎn)研究成果較少，對(duì)于變電站視頻布點(diǎn)指導(dǎo)性較弱，因此必須加強(qiáng)科研投入，提高布點(diǎn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

2）視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)的智能化和模塊化發(fā)展。未來(lái)只需要將變電站平面圖輸入系統(tǒng)以后，提高了視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減少設(shè)計(jì)成本。

結(jié)束語(yǔ)

變電站運(yùn)行質(zhì)量直接決定了地區(qū)用電質(zhì)量和電力運(yùn)行平穩(wěn)性。傳統(tǒng)的變電站視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)隨意性大、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、資源分配不均勻、視頻終端安裝位置不合理。針對(duì)這些問(wèn)題，結(jié)合變電站視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)原則，通過(guò)網(wǎng)格化處理，設(shè)定坐標(biāo)系，將所有視頻監(jiān)控終端點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，輸入相應(yīng)的邊界參數(shù)，計(jì)算出最優(yōu)的視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)結(jié)果，繼而根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)現(xiàn)有布點(diǎn)進(jìn)行修正，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，判斷優(yōu)化效果是否明顯。為后續(xù)變電站監(jiān)控視頻終端布點(diǎn)設(shè)計(jì)提供了參考，保證視頻監(jiān)控終端布點(diǎn)設(shè)計(jì)更加高效、更加精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了布點(diǎn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化和信息化。