电力系统中远程数字视频监控和图像识别系统的应用探析

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【摘 要】远程数字视频监控和图像识别技术在电力系统中发挥着重要作用，首先对系统做了简单介绍，然后分别从多个方面对二者进行了详细分析。

【关键词】远程数字视频监控；图像识别技术；电力安全

引言

随着用电需求的增长，以及对电能质量要求的提高，电力系统运行压力越来越大。设备增加，线路密集，使得系统结构更为复杂。加上诸多因素共同作用，各种故障频频发生，阻碍了正常供电，并容易造成电力资源浪费，给人们和企业带来重大损失。为维护设备安全、及时清除故障，必须加大对系统的监控力度，实现信息化网络化管理。远程数字视频监控技术能够实时监控系统的运行状态，可及时发现故障，但不具备数字图像识别功能。因此，这两种技术的结合成了研究热点，在电力系统中的作用日益突出。

1 远程数字视频监控和图像识别系统

该系统包括远程数字视频监控和图像识别两部分，是指在监控中心利用远程技术和网络技术，对远程摄像机进行控制，将现场状况用数字视频信号的形式加以记录，并及时反馈给监控中心。值班人员对采集的视频信息进行分析处理，以了解电力系统的运行状况。

以前远程数字视频监控技术和图像识别技术各自独立，随着计算机、通信技术的进步，两者开始结合，在诸多领域都发挥着重要作用。通常使用MPEG-4、MJEPG、H.263等标准的视频压缩格式采集视频，利用Web技术体系进行视频传输，该体系支持互联网技术标准，如HTTP、SMTP、TCP/IP等协议，用户常借助浏览器访问。视频监控通过实时采集信息，并利用声光电等报警，然后开展调度工作，在电力企业、银行、宾馆等领域有着广泛应用；图像识别技术则能够对人脸、指纹等加以识别，在医学、军事、产品检测等方面发挥着重大作用。当前许多电厂或变电站都安装有远程数字视频监控系统，可实时监控现场设备，但仅仅具备视频监控功能，而不能对视频图像加以识别。所以将图像识别技术引进到电力系统视频监控系统，能够对报警原因做进一步分析，从而更好地解决故障。

2 远程数字视频监控

2.1 关键技术

数字视频监控系统包括视频采集、视频处理、视频传输以及远程监管中心、客户端几部分，对存储量、视频采集处理能力、传输速度等有着很高的要求。因为是远程监控，需要利用网络完成大量视频的长距离传输，为提高传输速度、减轻网络负担，需要对视频进行编码压缩。MPEG-4在此方面颇具优势，存储量大、传输速度快、视频质量高，而且能够对图像进行交互操作。网络多使用TCP/IP协议进行数据传输，传输层和网络层协议是其核心，TCP消耗流量太大，故采用UDP传输方式。可分为单播、组播和广播几种，尤其是组播技术，在该系统中发挥着关键性作用。

2.2 实际应用

某变电站采用现代化管理方式，安装有远程数字视频监控系统，系统以TCP/IP网络架构为基础，实现了数字化、网络化。运用比较灵活，通过监控录像可实时掌握整个变电系统的运行状况，并在合适的部位设置有配套的报警输入、输出设备。系统结构包括两部分：一是监控前端系统，由视频服务器、摄像机、解码器等设备组成。监控摄像机拍摄到视频后将其往外传输，以MPEG4格式的压缩形式传输至系统的服务器中。IP地址分配工作结束后，用户可在网络上浏览监控内容；二是网络服务系统，由服务器、ADSL设备等部分组成。ADSL设备可实现服务器和互联网的连接，远程用户通过相关设备和系统通讯。因为ADSL以虚拟拨号的形式为主，IP地质不固定，会影响用户交流，所以常使用动态域名将动态公网IP地质与域名进行对应。

2.3 功能

首先，该系统可同步记录音频视频，主要是利用MPEG4实现多路音视频监控信号的同步记录，代数据饱和时自动发出报警提示。用户借助相关软件可对记录的音视频加以设置，如选择分布存储还是集中存储等。

其次，系统具有检索回放的功能。根据需要可输入查询信息，获取录像资料，并可回放反复查看。为防止删除、复制等操作，可锁定录像，保存截图，也可对其进行剪辑。

第三，报警接入和联动。用户通过前端硬盘录像机可接入多种报警信号，并外接多路继电器输出。当监视区域发生异常变化时，本地硬盘录像机会有声音图像报警提示，并及时通过网络上传至监控中心主机，发出警报声音。

此外，可通过远程操作监控现场的变化，并适当调整摄像头，以控制云台旋转；还能实现单画面和多画面之间的切换，在监控台中同时显示多个画面。

3 数字图像识别技术

3.1 概述

使用数字视频监控和图像识别系统，需要截取视频流的图像并加以保存，预处理后，提取图像特征，接着对事件做出判决，得出最终结果。在截取图像时，通常用红（R）、绿（G）、蓝（B）3基色的8为亮度值表示所获取的彩色图像，亮度值在0―255之间。

图像预处理主要是为了降低干扰、消除噪声，通过滤波、变换、增强等操作，对原始图像进行处理，转换成特定形式，以方便特征提取；提取图像特征后，能够对图像信息做进一步分析，并抽取能够反映图像本质的特征，获得用于判决的参量；按照专业方法计算参量，然后对计算结果加以比较分析，判断图像本质。

3.2 图像识别内容

（1）信号灯

即识别红、绿、黄三种颜色的信号灯所处的状态，是亮灯还是灭灯。可利用直方图对信号灯的均值、方差、差值平方以及均值差等颜色特征加以计算。

（2）7段式数字

在电力系统中，很多自动化设备都存在有7段式数字灯或液晶数字，用以显示电压、电流及温度。借助远程数字视频监控和图像识别技术能够对监控中的7段式数字灯的数值进行有效识别。对7段式数字进行预处理，图像清晰度会有所增强，然后进行字符分割，只需判断在相应段内有无黑色象素，便可识别出7段式数字的数值。

（3）变压器油液面位置

当变压器内部的温度升高时，其油液面也会随之升高。一般来说，有专用的温度表负责变压器温度的检测及结果的传输。之所以要用图像识别技术，是因为温度表不能直接反映变压器内油液面升高的位置。而且在长期运行后，变压器性能会有所下降，如密封材料老化、金属被腐蚀，引起漏油。通过图像识别，则能够准确地判断变压器油液面的位置。

3.3 识别结果处理

除了上述内容，系统还包括对指针位置及开关位置的识别。在监控中，若发现信号灯亮/灭、指针变化和7段数字超出许可值、开关位置及变压器油液面超出设定范围，可立即显示在操作界面，并发出警报。同时还能自动将图像、事件保存到数据库，使图像与数据库有关参数相连接，供事后调用。

4 结束语

随着电力系统复杂度的增加，对其监控能力要求更高。远程化数字视频监控和图像识别系统通过远程拍摄和图像识别，可及时准确地掌握设备的运行状态，进而加强设备安全维护。当有故障发生时，能够迅速分析故障原因，并采取解决对策，将损失降至最低。该技术前景广阔，还需进一步发展。

参考文献：

[1]赵文博.变电站远程数字视频监控系统建设经验[J].自动化应用，2010（11）.

[2]孙凤杰，崔维新，张晋保，张旭东，肖学东.远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用[J].电网技术，2005（5）.

[3]朱艳芹.基于嵌入式系统的图像识别系统研究[J].自动化博览，2012（4）.

[4]邸勇.远程数字视频监控系统的设计与分析[J].科技情报开发与经济，2008（17）.