CN109560610A - 一种变电站视频及环境监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站视频及环境监控系统，包括环境监控子系统、运维监测子系统、安防管理子系统、后台管理服务器以及数据库服务器，环境监控子系统、运维监测子系统、安防管理子系统分别与后台管理服务器相连接，后台管理服务器与数据库服务器相连接，环境监控子系统监测电网设备工况与电网设备运行环境并监控机房出入人员；运维监测子系统采集并分析电网设备巡检对象的图像实现智能巡检；安防管理子系统远程监管变电站周界及各出入口，工作人员可通过后台管理服务器远程查看、管理监控数据，为电网调度、安监、生产设备、运检等相关部门提供技术支撑，为安全生产、日常工作、应急处理、事故分析等工作提供可视化的辅助决策依据。

Description

一种变电站视频及环境监控系统

技术领域

本发明涉及监控系统领域，尤其涉及一种变电站视频及环境监控系统。

背景技术

近年来，国内在积极推进智能电网建设，在变电环节，智能变电站已进入全面建设阶段。智能变电站作为坚强智能电网的重要基础节点，是智能电网建设的重要内容。随着监控产业的发展，视频分析识别技术、数据处理技术逐渐成熟并且广泛应用，如何将国内外先进的视频技术与电力系统的工作特性相结合，寻求符合建设智能电网特色的智能视频监控系统，从海量的监控视频中自动挖掘蕴含一次生产设备健康状况、安全生产业务价值信息等，以提升系统实用性、创新性和可管理性，有待深入研究。

发明内容

鉴以此，本发明的目的在于提供一种变电站视频及环境监控系统，以至少解决以上问题。

一种变电站视频及环境监控系统，包括环境监控子系统、运维监测子系统、安防管理子系统、后台管理服务器以及数据库服务器，所述环境监控子系统、运维监测子系统、安防管理子系统分别与所述后台管理服务器相连接，后台管理服务器与数据库服务器相连接，

所述环境监控子系统用于监测电网设备工况、监测电网设备运行环境；

所述运维监测子系统用于通过采集、分析电网设备巡检对象的图像实现智能巡检；

所述安防管理子系统用于远程监管变电站周界及各出入口；

所述后台管理服务器用于接收、远程监控、管理各个子系统上传的监控数据，实现主网业务可视化操作；

所述数据库服务器用于存储、管理历史监控数据、运维记录以及安防记录。

进一步的，所述电网设备巡检对象包括刀闸、分合指示牌、油位计、油温表、SF6压力表以及泄露电流表。

进一步的，所述环境监控子系统包括温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、风速传感器、易燃气体传感器、烟雾报警器、热成像摄像机、模数转换器以及NVR录像机，所述温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、风速传感器、易燃气体传感器、烟雾报警器分别与所述模数转换器相连接，所述热成像摄像机与NVR录像机相连接，同时模数转换器、NVR录像机分别与所述后台管理服务器相连接。

进一步的，所述运维监测子系统包括若干个设备监测摄像头、无线通讯模块，所述设备监测摄像头与无线通讯模块相连接，用于采集电网设备巡检对象图像；所述无线通讯模块通过无线网络将监控图像发送至后台管理服务器。

进一步的，所述安防管理子系统包括出入监控摄像机、面部识别摄像机、门禁设备、周界报警装置，所述周界报警装置包括前端探测围栏以及电子围栏主机，所述前端探测围栏受控于电子围栏主机，电子围栏主机与后台管理服务器相连接，所述出入监控摄像机、面部识别摄像机与所述NVR录像机相连接，门禁设备与后台管理服务器相连接。

进一步的，所述NVR录像机内置的编解码器采用可变码流对出入监控摄像机、热成像摄像机、面部识别摄像机传回的监控视频进行编解码，再传输至后台管理服务器。

进一步的，所述后台管理服务器包括数据收发服务器、视频质量诊断服务器、业务处理服务器、图像分析服务器以及SCADA交互服务器，所述数据收发服务器与业务处理服务器相连接，所述视频质量诊断服务器、图像分析服务器、SCADA交互服务器分别与业务处理服务器相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种变电站视频及环境监控系统，基于视频监控以及数据处理技术，通过环境监控子系统监测电网设备工况与电网设备运行环境并监控机房出入人员；通过运维监测子系统采集并分析电网设备巡检对象的图像实现智能巡检；通过安防管理子系统远程监管变电站周界及各出入口，工作人员可通过后台管理服务器远程查看、管理监控数据，为电网调度、安监、生产设备、运检等相关部门提供技术支撑，为安全生产、日常工作、应急处理、事故分析等工作提供可视化的辅助决策依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的系统整体结构示意图。

图2是本发明实施例的环境监控子系统整体结构示意图。

图3是本发明实施例的运维监测子系统整体结构示意图。

图4是本发明实施例的设备图像分析方法整体流程示意图。

图5是本发明实施例的安防管理子系统整体结构示意图。

图6是本发明实施例的后台管理服务器整体结构示意图。

图中，1是环境监控子系统，2是运维监测子系统，3是安防管理子系统，4是后台管理服务器，5是数据库服务器，11是温度传感器，12是湿度传感器，13是水浸传感器，14是风速传感器，15是易燃气体传感器，16是烟雾报警器，17是热成像摄像机，18是模数转换器，19是NVR录像机，21是设备监测摄像头，22是无线通讯模块，31是出入监控摄像机，32是面部识别摄像机，33是门禁设备，34是前端探测围栏，35是电子围栏主机，41是数据收发服务器，42是视频质量诊断服务器，43是业务处理服务器，44是图像分析服务器，45是SCADA交互服务器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1，本发明提供一种变电站视频及环境监控系统，所述系统包括环境监控子系统1、运维监测子系统2、安防管理子系统3、后台管理服务器4以及数据库服务器5，所述环境监控子系统1、运维监测子系统2、安防管理子系统3分别与后台管理服务器4相连接以进行数据交互，后台管理服务器4与数据库服务器5相连接，通过访问数据库服务器提供的数据接口以实现数据的存取。

其中，所述环境监控子系统1用于监测电网设备工况、监测电网设备运行环境。参照图2，环境监控子系统1包括温度传感器11、湿度传感器12、水浸传感器13、风速传感器14、易燃气体传感器15、烟雾报警器16、热成像摄像机17、模数转换器18以及NVR录像机19，所述温度传感器11、湿度传感器12、水浸传感器13、风速传感器14、易燃气体传感器15、烟雾报警器16分别与所述模数转换器18相连接，所述热成像摄像机17与NVR录像机19相连接，同时模数转换器18、NVR录像机19分别与所述后台管理服务器4相连接。所述温度传感器11、湿度传感器12、水浸传感器13、易燃气体传感器15、烟雾报警器16分别用于监测变电站内设备车间或机房的运行环境参数，包括温度、湿度、是否发生水浸、是否有易燃气体泄漏、是否有火灾，上述设备的监测信号经由模数转换器18由模拟信号转换为数字信号后发送至后台管理服务器4。所述热成像摄像机17部署于变电站视野良好处，用于监测变电站内各处设备的运行温度，在发生火灾时可用于定位火源点，热成像摄像机17所采集的热成像影像通过线缆传输至NVR录像机19，由NVR录像机19发送至后台管理服务器4。

所述运维监测子系统2用于通过采集、分析电网设备巡检对象的图像实现智能巡检，所述电网设备巡检对象包括刀闸、分合指示牌、油位计、油温表、SF6压力表以及泄露电流表。参照图3，运维监测子系统2包括若干个设备监测摄像头21以及无线通讯模块22，所述设备监测摄像头21用于实时采集电网设备巡检对象的图像，无线通讯模块22通过无线网络将电网设备巡检对象实时图像发送至后台管理服务器4。参照图4，后台管理服务器4接收到图像数据后，通过图像分析服务器44识别仪表状态或读数，自动对读数越限设备进行报警，具体包括以下步骤：

S1、获取电网设备巡检对象实时图像。

S2、对实时图像进行处理，识别仪表盘、LED数字，生成模拟仪表盘。

该步骤中，基于OpenCV技术对设备监测摄像头21采集的电网设备巡检对象实时图像进行处理，识别出设备仪表盘以及LED数字，生成与实时仪表盘图像对应的模拟仪表盘，并对仪表盘指针进行标注。

S3、对模拟仪表盘进行二值化处理，获取指针角度，并转换为数值。

该步骤中，首先对模拟仪表盘进行二值化处理，使其更易于识别，并进一步获取指针角度，通过计算指针角度即可获取当前设备仪表盘读数。

S4、对LED数字进行识别，并转换为数值。

该步骤中，由于LED数字的图像相对标准，因此首先采集不同电网设备巡检对象不同类型的LED数字图像，通过深度学习算法对图像数据进行训练，将训练集作为识别模型，再通过OCR技术基于识别模型进行识别，可达到98％以上的识别准确率，本方法有效改善了传统的电网设备数据采集方式，提高了设备巡检工作效率。

所述安防管理子系统3用于远程监管变电站周界及各出入口。参照图5，安防管理子系统3包括出入监控摄像机31、面部识别摄像机32、门禁设备33以及周界报警装置，所述周界报警装置包括前端探测围栏34以及电子围栏主机35，所述前端探测围栏34受控于电子围栏主机35，电子围栏主机与后台管理服务器相连接。前端探测围栏34设于变电站的四周边界围墙的顶端，使其处于正常情况下难以接触的位置，保证人身和设备安全，同时前端探测围栏34上挂有金属警示牌，电子围栏主机35用于产生和接收高压脉冲信号，电子围栏主机35通过发射端口向前端探测围栏34定时发出脉冲电压，前端探测围栏34形成回路后回到电子围栏主机35的接收端口，所述接收端口接收反馈回来的脉冲信号，同时电子围栏主机35还会探测两个发射端口之间的电阻值，当前端探测围栏34遭到破坏造成短路或断路时，电子围栏主机35接收不到脉冲信号或两个发射端口间的电阻值过小，电子围栏主机35则会向后台管理服务器发送报警信号。

所述出入监控摄像机31、面部识别摄像机32与所述NVR录像机19相连接，门禁设备33与后台管理服务器4相连接。出入监控摄像机31以及面部识别摄像机32设于变电站的各重要场所出入口，用于监控变电站出入人员，并将监控数据经由NVR录像机19发送至后台管理服务器4以供工作人员查看，门禁设备33用于通过检测工作人员身份信息控制电控门的开闭，所述检测身份信息的方式为ID卡检测、生物特征检测中的一种或多种，所述生物特征检测为面容识别、指纹识别、虹膜识别、声音识别中的一种或多种，解锁门禁设备33的工作人员信息会实时上传到后台管理服务器4，以便监控变电站内各重要场所的人员出入情况。

在上述实施例的基础上，所述NVR录像机19内置的编解码器采用可变码流对出入监控摄像机31、热成像摄像机17、面部识别摄像机32传回的监控视频进行编解码，再传输至后台管理服务器4。所述编解码器可根据出入监控摄像机31、热成像摄像机17、面部识别摄像机32传回的数据量大小自动调节传输带宽，当监控图像产生明显变化且颜色更丰富时，分配的带宽增大；当监控图像无明显变化或几乎不变化、颜色较不丰富时，分配的带宽减小，从而实现高清视频与低带宽的平衡，在架设本系统时，可以充分利用变电站原有的带宽资源，减少建设成本。

所述后台管理服务器4用于接收、远程监控、管理各个子系统上传的监控数据，实现主网业务可视化操作。参照图6，后台管理服务器4包括数据收发服务器41、视频质量诊断服务器42、业务处理服务器43、图像分析服务器44以及SCADA交互服务器45，所述数据收发服务器41与业务处理服务器43相连接，所述视频质量诊断服务器42、图像分析服务器44、SCADA交互服务器45分别与业务处理服务器43相连接。

所述收发服务器41用于接收各子系统上传的监控数据，并转发至业务处理服务器43。业务处理服务器43根据监控数据类型，分发至不同的服务器进行处理；或根据工作人员指令，调取相应的监控数据并通过可视化人机界面进行展示；或接收并处理工作人员指令，对监控数据或子系统设备进行管理。

视频质量诊断服务器42用于实现智能化视频故障分析与预警，对子系统设备上传的视频图像出现的雪花、模糊、偏色、信号丢失、质量下降等问题进行准确分析、判断和报警，并可按照预设诊断任务定期自动对摄像头进行检测，同时记录诊断结果信息，可根据摄像头所在区域、故障类型、严重程度等不同属性生成多种图形统计报表，以便运维人员统计分析并进行维护。

所述图像分析服务器44用于对运维监测子系统2上传的电网设备巡检对象实时图像进行分析以获取设备读数，针对读数越限设备自动发出报警信息。

所述SCADA交互服务器45用于接入电网原有的SCADA系统实现数据共享，提高本系统的兼容性与可扩展性。

所述数据库服务器5用于存储系统监控数据、设备读数越限数据、变电站周界防入侵记录、设备运维记录。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述系统包括环境监控子系统、运维监测子系统、安防管理子系统、后台管理服务器以及数据库服务器，所述环境监控子系统、运维监测子系统、安防管理子系统分别与所述后台管理服务器相连接，后台管理服务器与数据库服务器相连接，

所述环境监控子系统用于监测电网设备工况、监测电网设备运行环境；

所述运维监测子系统用于通过采集、分析电网设备巡检对象的图像实现智能巡检；

所述安防管理子系统用于远程监管变电站周界及各出入口；

所述后台管理服务器用于接收、远程监控、管理各个子系统上传的监控数据，实现主网业务可视化操作；

所述数据库服务器用于存储、管理历史监控数据、运维记录以及安防记录。

2.根据权利要求1所述的一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述电网设备巡检对象包括刀闸、分合指示牌、油位计、油温表、SF6压力表以及泄露电流表。

3.根据权利要求1所述的一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述环境监控子系统包括温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、风速传感器、易燃气体传感器、烟雾报警器、热成像摄像机、模数转换器以及NVR录像机，所述温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、风速传感器、易燃气体传感器、烟雾报警器分别与所述模数转换器相连接，所述热成像摄像机与NVR录像机相连接，同时模数转换器、NVR录像机分别与所述后台管理服务器相连接。

4.根据权利要求2所述的一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述运维监测子系统包括若干个设备监测摄像头、无线通讯模块，所述设备监测摄像头与无线通讯模块相连接，用于采集电网设备巡检对象图像；所述无线通讯模块通过无线网络将监控图像发送至后台管理服务器。

5.根据权利要求3所述的一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述安防管理子系统包括出入监控摄像机、面部识别摄像机、门禁设备、周界报警装置，所述周界报警装置包括前端探测围栏以及电子围栏主机，所述前端探测围栏受控于电子围栏主机，电子围栏主机与后台管理服务器相连接，所述出入监控摄像机、面部识别摄像机与所述NVR录像机相连接，门禁设备与后台管理服务器相连接。

6.根据权利要求5所述的一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述NVR录像机内置的编解码器采用可变码流对出入监控摄像机、热成像摄像机、面部识别摄像机传回的监控视频进行编解码，再传输至后台管理服务器。

7.根据权利要求1所述的一种变电站视频及环境监控系统，其特征在于，所述后台管理服务器包括数据收发服务器、视频质量诊断服务器、业务处理服务器、图像分析服务器以及SCADA交互服务器，所述数据收发服务器与业务处理服务器相连接，所述视频质量诊断服务器、图像分析服务器、SCADA交互服务器分别与业务处理服务器相连接。