巡视带宽控制

智能巡检控制系统技术方案东方电子股份有限公司目录一、设计原则3二、系统架构32.
1系统软件架构51)管理服务52)SIP信令服务63)流媒体服务64)智能分析服务65)智能联动服务66)机器人接入服务62.
2系统特点71)智能巡检72)智能识别73)智能管控74)智能联动75)智能协作72.
3系统优势71)符合国网标准72)多种智能设备联合巡视83)先进AI图像分析技术82.
4系统接口8三、系统功能83.
1全面监视功能93.
2自动巡视功能103.
3图像智能识别功能103.
4视频拼接融合功能113.
5故障预警功能123.
6换流变消防应急处置功能123.
7系统扩展功能12四、平台展示13一、设计原则以"确保安全、突出重点和实用实效"为原则,遵循统一的技术标准建设变电站在线智能巡视系统,强化设备运行监控强度和管理细度,提升变电站运维质量和效率.
(1)安全可靠.
严格遵守公司安全管理有关规定,作业人员与带电设备保持足够的安全距离;摄像机产生的数据接入内网采取信息安全防护措施.
(2)突出重点.
重点覆盖变压器和高抗等大型充油设备外观类巡视项目,充分利用高清摄像机反应速度快巡视灵活等优势,选择合理位置和方式安装巡视设备,实现巡视点位24小时无死角监视.
(3)实用实效.
注重系统实际应用效果,优化完善系统功能、人机界面等,让运维人员切实感受到系统实用、易用和好用.
二、系统架构换流变区域自动巡检系统在换流站独立组网实施,基于服务器搭建集控平台,经路由器与主机后台通讯,实现数据及视频同步.
在集控平台上对各区域摄像机实时监控、任务下发、任务数据结果上传.
图1换流站智能巡视系统构架图主机后台主要负责各区域摄像机任务运行,巡视数据采集处理,上传集控平台.
通过应用已配置的轮式巡检机器人、新增红外热成像测温摄像机、球型球型及2.
5寸高清摄像机、双视红外热成像测温摄像机、拾音器,实现换流变区域全自动巡检,全面替代人工巡检,具有数据接口拓展功能,可以实现全自动巡检系统数据远传,并配合将该系统接入湖北公司远程智能巡视系统.

巡视系统的组成部分包括:(1)巡视主机和巡视系统软件巡视主机上部署变电站在线智能巡视系统软件(含变电站典型缺陷识别和判别算法服务),接收机器人主机和视频主机上传的数据,实时智能分析站内环境和设备运行状态,主动推送告知、告警信息;制定和下发巡视任务、状态跟踪等指令;配置主辅监控系统智能联动策略,当设备发生故障或其他状况时,按预置位智能化关联摄像机,自动调整摄像角度进行人工核查确认.

(2)高清摄像机和视频主机高清摄像机根据实际需求可选配夜视功能,按需选配热成像摄像机,可针对特殊环境(高温、极寒、风沙天气)选用相应的产品.
视频主机实时统计摄像机在线数量,采集、储存和上传图片、视频和红外测温等数据至巡视主机,快速响应智能联动策略.

(3)通信存储、信息安全设备按需配置交换机、正反向隔离和安全接入等装置.
2.
1系统软件架构图2系统软件架构变电站在线智能巡视系统主要包括以下核心服务模块:管理服务管理服务负责与数据库通信,具有权限控制、带宽控制和优先级控制功能.
用户权限可分为多种类型,如预览权限、控制权限、设置权限、优先级管理等等,登录用户只能操作自己权限范围内的操作.
SIP信令服务SIP信令服务负责通过国网B接口实现巡检主机与视频监控主机的视频接入、控制以及智能分析任务结果上传,同时能够以国网B接口方式与变电信息综合处理平台对接.
a)按照《Q/GDW1517.
1电网视频监控系统及接口》规范要求,视频主机向巡视主机注册;参照附录E的要求,对B接口进行扩展,实现视频数据接入巡视主机.
b)在线智能巡视主机通过B接口向集控站变电信息综合处理系统注册,变电信息综合处理系统通过B接口接受巡视主机上传的视频信息并下发视频控制指令.
流媒体服务满足视频和机器人视频接入和转发,支持视频流和语音流.
包括实时流媒体和录像流媒体.
智能分析服务基于神经网络、深度学习、人工智能等技术,实现对变电站电力设备现场缺陷图像识别和异常图像判别等功能.
智能联动服务主辅设备联动服务负责从主/辅设备系统接收主辅设备配置信息和联动信息,智能联动服务接收到告警中心发送过来的告警信息后,通过事先配置的联动策略,可以联动视频执行巡检任务或智能分析任务.
机器人接入服务通过机器人接口实现机器人视频、机器人控制、巡检任务管理、巡检结果和数据的接入.
2.
2系统特点智能巡检采用智能巡检机器人+高清视频替代人工进行巡检.
根据预先设置的巡检内容、时间、线路等信息自主启动并完成巡视任务,结合智能分析与深度学习技术,对电力系统运行设备状态进行智能巡检,巡检数据可统一上传至集中监控平台,供运维人员远程调阅,确保设备操作的安全及设备预警功能.

智能识别通过站内高清视频、巡检机器人进行自动、周期或者特定巡检任务,结合智能分析技术实现对表计、开关状态、温度、渗漏油、异物、缺陷等的行智能识别与预警.
智能管控利用现场视频布防,利用智能图像分析边缘计算装置对视频数据进行智能分析及预警,及时有效发现未佩戴安全帽、大型机械入侵等现场不规范违章施工行为,通知基层管理人员及时管控,减轻人员负担,提高反违章智能化管控效率.

智能联动支持与主设备监控系统、辅助设备监控系统与高清视频系统、机器人系统间进行告警联动,提高系统协作水平智能协作结合机器人系统、视频监控系统、远程调控、环境监测、运行状态监测、现场作业监护等业务,实现了多业务的智能协作与融合,大幅提升变电站运检效率.
2.
3系统优势符合国网标准系统严格按照国家电网的《变电站在线智能巡视系统技术规范》、《国网电网有限公司特高压交流变电站在线智能巡视系统技术要求》及《电网视频监控系统及接口》,采用符合标准的硬件产品和监控平台.

多种智能设备联合巡视集成高清摄像机、红外热成像摄像机等多种智能设备开展多角度联合巡视.
"视频+"巡检模式以视频监控巡检技术为主,实现换流变区域全覆盖巡检.
a)视频巡检利用视频监控摄像机采集设备设施的可见光照片,替代人工开展例行、熄灯及特殊巡视;可作为机器人巡检的辅助手段,实现机器人可见光巡检盲区的巡检数据采集.
先进AI图像分析技术基于人工智能的视频图像巡检技术,一是实现对充油设备油温油位、充气设备SF6压力、主变漏油情况、关键设备表计读数、设备温度等进行智能监控,二是实现对现场作业人员是否配戴安全帽、作业活动范围等进行智能监控、分析,实现站内烟火、室外场地异物、小动物入侵等环境的监控,三是实现对设备缺陷的自动识别,并将分析结果反馈给主站系统,系统通过告警提醒、视频智能巡视,将实时视频、图片、联动录像等信息展示给后台管理人员,并联动录像,供后台管理人员进行二次确认,并根据现场实际情况采用机器人或人工进行复查.

2.
4系统接口a)与机器人系统接口:采用TCP传输协议,下发巡视主机对机器人的控制、巡视任务等指令,接收机器人巡视数据、机器人状态等数据;采用FTPS等安全文件传输规范,接收可见光照片、红外图谱等文件;b)与视频系统接口:与视频系统中的硬盘录像机接口采用TCP/UDP传输协议,获取摄像机的视频,并实现对摄像机的控制;c)与主辅设备监控系统接口:主辅助设备监控系统与巡视主机通过Ⅱ区与Ⅳ区之间正反向隔离装置通信,采用UDP协议、E文件格式,实现巡视系统主辅设备联动等功能;d)与上级系统接口:采用TCP协议传输任务管理、远程控制、模型同步等指令,视频传输接口遵循Q/GDW1517.
1接口B协议,文件传输接口采用FTPS协议.
三、系统功能3.
1全面监视功能根据直流五通设备巡视内容及要求,对换流变区域巡视项目进行梳理,形成巡视点位覆盖要求.
根据现场实际情况,通过配置红外双光谱热像检测仪、多光谱监测仪、高清摄像机、拾音器等设备,实现人工巡检替代,数量可根据现场实际调整.
巡视部位、项目要求及可实现设备见下表.

表1巡视部位、项目要求及实现设备统计表序号巡视部位巡视项目及要求实现设备1本体及套管运行监控信号、灯光指示、运行数据等均应正常(顶层油温、绕组温度、正常油位等)高清摄像机各部位无渗油、漏油,油位读数正常高清摄像机引线接头无发热迹象(发热类型判定原则详见《DLT664-2016带电设备红外诊断应用规范》,下同)红外双光高清摄像机外壳及箱沿应无异常发热红外双光高清摄像机换流变压器各部件的接地完好高清摄像机套管压力正常或油位正常,套管外部无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹,防污闪涂料无起皮、脱落等异常现象(网侧套管正常油位、阀侧套管SF6压力)多光谱监测仪高清摄像机套管末屏无异常声音,接地引线固定良好,套管均压环无开裂歪斜高清摄像机拾音器2有载分接开关分接档位指示与监控系统对应,且换流变压器三相分接开关档位应一致,调压次数抄录高清摄像机分接开关的油位、呼吸器应正常高清摄像机在线滤油装置滤油机运行正常,无渗漏油,机构箱电源指示正常,密封良好高清摄像机3冷却系统各冷却器的风扇、油泵运转正常,油流指示器工作正常高清摄像机冷却系统及连接管道无渗漏油,特别注意散热器无渗漏油高清摄像机冷却装置控制箱电源投切方式指示正常高清摄像机风扇和散热器无异物附着或严重积灰高清摄像机潜油泵无异常声响、振动,油流指示器指示正确高清摄像机拾音器4非电量保护装置温度计外观完好、指示正常,表盘密封良好,无进水、凝露,温度指示正常,并应与远方温度显示比较,相差不超过±5℃高清摄像机压力释放阀无异常,压力释放导油管应完好无损且无异物堵塞高清摄像机油流继电器,瓦斯继电器、压力释放阀等防雨措施完好,工作正常高清摄像机5储油柜储油柜外观无破损、锈蚀等,本体储油柜的油位应与制造厂提供的油温、油位曲线相对应高清摄像机分接开关储油柜的油位应处于最高油位与最低油位之间高清摄像机呼吸器的密封应良好,吸湿剂潮解变色部分不应超过总量的2/3,吸湿剂变色应由底部开始,如上部颜色发生变色则说明呼吸器密封不严高清摄像机呼吸器完好,油杯内油封及油色正常、表面洁净,呼吸畅通高清摄像机6其他各种标志应齐全明显高清摄像机换流变压器导线、接头、母线上无异物高清摄像机消防设施应齐全完好,感温电缆无变形、掉落现象高清摄像机储油池和排油设施应保持良好状态高清摄像机照明及通风装置运行正常高清摄像机降噪装置固定良好,无松动、掉落情况高清摄像机电缆穿管端部封堵严密高清摄像机各控制箱、端子箱和机构箱应密封良好、无进水、受潮、凝露现象,加热、驱潮等装置运行正常高清摄像机微型双视红外3.
2自动巡视功能可根据站端需要设置任务启停、编辑巡视路线、调整巡视周期.
巡视任务应明确巡视点位信息以及月、周、日、时等不同时间维度的巡视周期.
巡视类型应包括全面巡视、专项巡视、自定义巡视等三类.
任务执行应支持立即执行、定期执行和周期执行三种方式.

自动巡视模块可接入巡视点数量不小于10000个;自动巡视时,采集并记录巡视任务对应的换流变设备巡视数据,按设备树归类,并自动生成巡视报告,包括全面、专项及自定义巡视报告等.
3.
3图像智能识别功能(1)设备渗漏油识别通过对油滴颜色、边缘等特征的提取,结合机器学习技术,与正常设备模板进行对比,判断设备的渗、漏油情况.
(2)异物识别设置高清视频异物识别巡视策略,定期对换流变区域进行全覆盖栅格式扫描,判断有无异物悬挂、异物入侵情况.
(3)设备倾斜识别通过对设备的直线边缘进行检测,计算直线边缘偏转角度,判断设备倾斜状况以及设备是否有持续倾斜的趋势.
(4)表计识别通过自动巡视读取套管油位、瓦斯观察窗及其它表计的实时图片,结合图像识别技术及模糊识别算法,自动识别表计数据并上报至统一平台,通过大数据分析确定的阈值来判断设备是否存在异常状态.
(5)火灾烟雾识别通过获取烟雾视频图像序列,进行烟雾视频分割,并通过烟雾的颜色特征、运动累积模型度量像素变化的差异程度、光流的主运动方向等多特征的火灾烟雾检测算法,捕获早期的时空视觉特征,进行火灾烟雾识别.

(6)呼吸器运行状态识别结合预先采集的不同颜色的呼吸器样本集,通过神经网络/深度学习的方法进行训练,对巡视采集的图像进行分类,判断呼吸器是否正常工作,吸湿剂是否符合要求.
颜色分类算法可同时准确识别出白、粉、红、蓝等多种颜色.

(7)换流变本体及分接开关声纹识别利用拾音器采集换流变区域设备运行声音,基于声音谐波特征及矢量量化的声音识别算法,对声音信号处理及分析识别.
通过提取谐波特征,并建立大数据库,对换流变本体及分接开关声纹识别.
3.
4视频拼接融合功能视频拼接融合功能是多路视频流汇集融合,将处在不同位置的分镜头视频拼接到一起,实现空间和时间结合,建立视频在现实空间的感知能力,达到一张图的直观监控视角,使换流变区域空间位置一目了然,具备跨视频无死角追踪、全局总览功能.
灵活调用现场任意固定和移动摄像终端,并通过图形界面和现场相关视频、音频、数据全面联动,构建可广域监控全局的视频监控系统.

在三维场景中模拟海量摄像机,确定每个测点位置及姿态,将离散的具有不同视角的传统监控视频与监控场景的三维模型进行视频融合,形成场景内不同视频画面之间的空间关联,形成一张"无限量"分辨率的大视频,实现"一张图"看全局.

支持在单一画面中对整体区域的全局立体监控、分画面细节监控,无需切换分镜头,即可实现对换流变区域全景、实时、多角度监控.
支持关键路径、重点区域目标快速锁定.
实现数字化、智能化、可视化的视频融合监控与预警管理,提高处置突发事件的能力,为宏观实时指挥、高效日常管理和突发事件快速处置提供直观、全面的辅助.
3.
5故障预警功能在智能图像识别模块发现异常后,根据缺陷库迅速分析出故障类别,准确定位故障位置,自动锁定目标,以部件"闪烁"的形式实现漏油、漏水、放电、发热等故障的可视化告警,并以语音播报方式进行提醒,便于运维人员快速了解告警信息,准确标识故障位置,加快故障处理速度.