電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻的深化應(yīng)用

賈 博，李 斌，劉思堯

（國網(wǎng)寧夏電力公司信息通信公司，寧夏 銀川 750001）

電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻的深化應(yīng)用

賈 博，李 斌，劉思堯

（國網(wǎng)寧夏電力公司信息通信公司，寧夏 銀川 750001）

針對當前生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻監(jiān)控方式和監(jiān)控手段缺失，以及電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺（Unified Video Platform，UVP）功能單一、人機交互功能不夠完善等問題，采用UVP的視頻資源與電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)(Power Production ManagementSystem，PMS)的工作票信息集成的方式，并運用圖像自動識別等技術(shù)，將線下的檢修計劃收集轉(zhuǎn)為線上自動匯總，通過關(guān)聯(lián)視頻攝像頭引導(dǎo)視頻監(jiān)控快速定位到工作現(xiàn)場，使UVP的功能更加完善和人性化。應(yīng)用結(jié)果表明：該功能的開發(fā)提高了生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻監(jiān)控的準確性、易用性，提升了工作效率，簡化了工作流程。

視頻監(jiān)控；作業(yè)現(xiàn)場；工作票；自動識別

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的一個重要組成部分，廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)的建設(shè)、生產(chǎn)、運行、經(jīng)營等方面［1］，通過對電力系統(tǒng)中設(shè)備、線路及周邊環(huán)境等生產(chǎn)、經(jīng)營要素［2］的實時監(jiān)控及記錄，為事故分析提供相關(guān)圖像資料，是對“四遙”（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）功能的進一步補充［3-6］隨著科技的快速發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)已由傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)快速轉(zhuǎn)化，對視頻監(jiān)控的功能實用性和監(jiān)控范圍提出了新的要求［7］。

目前，電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的檢修計劃是以工作票形式進行流轉(zhuǎn)，電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺（unified video platform,UVP）尚未集成設(shè)備（資產(chǎn)）運維精益管理系統(tǒng)（power productionmanagement system,PMS）中的工作票信息，無法獲取檢修工作的時間、地點、人員等信息，監(jiān)控工作依賴人工，根據(jù)工作票工作地點、時間等信息在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中尋找對應(yīng)監(jiān)控點位，工作量較大，效率低下。

1 現(xiàn)狀與需求分析

1.1現(xiàn)狀分析

對于在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的視頻監(jiān)控工作使用UVP所接入的視頻設(shè)備，均依照電力公司的檢修作業(yè)計劃來開展檢修作業(yè)。工作過程中，發(fā)現(xiàn)存在以下難點及不足。

（1）現(xiàn)場檢修工作計劃時間精度不能滿足視頻監(jiān)控工作要求。公司安質(zhì)部、調(diào)控中心的檢修工作計劃按天進行安排，無法精確到具體工作時間。實際監(jiān)控時因無法準確獲知工作班組進入現(xiàn)場的具體時間，監(jiān)控人員需要不斷調(diào)閱各現(xiàn)場監(jiān)控畫面查看工作班組是否進入現(xiàn)場開展工作。如果能獲取準確的工作計劃則監(jiān)控針對性更強，效率也更高。

（2）檢修計劃收集需要占用較多人力進行收集匯總。每周需要公司安質(zhì)部、調(diào)控中心向運監(jiān)中心提供檢修工作計劃，此外還需要各地市公司報送檢修工作計劃。這些計劃收集匯總花費了較多時間、人力，且過程十分繁瑣。

（3）UVP現(xiàn)有功能不能完全滿足各個業(yè)務(wù)部門的業(yè)務(wù)需要。UVP功能簡單，對現(xiàn)場視頻不能快速批量加載，需要對單個攝像頭點擊加載查看，工作效率低；攝像頭轉(zhuǎn)動、焦距調(diào)整等操作復(fù)雜不便；巡檢功能難以按視頻圖像加載攝像頭，無法根據(jù)需要建立巡檢列表；UVP的窗口尺寸不可調(diào)，全屏顯示時會無法同時開展其他工作。

（4）通過UVP進行視頻監(jiān)控需要人工不間斷對現(xiàn)場畫面進行調(diào)閱，耗費時間及人力較多，在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場較多的情況下難以保證覆蓋所有現(xiàn)場畫面，容易漏過重點作業(yè)場景，需要實現(xiàn)自動視頻加載及截圖。

1.2需要完善的功能

1.2.1 工作票導(dǎo)航功能

通過PMS工作票信息，實現(xiàn)對工作許可狀態(tài)、待終結(jié)狀態(tài)等工作票的實時辦理情況進行查詢，引導(dǎo)視頻監(jiān)控系統(tǒng)快速定位到工作現(xiàn)場；通過工作票對工作內(nèi)容、工作單位、工作班成員等信息進行查詢，以便選擇重點視頻監(jiān)控工作場景；對工作票列表與視頻監(jiān)控攝像頭列表進行關(guān)聯(lián)，提升監(jiān)控定位效率。

1.2.2 工作票工作區(qū)域信息與攝像頭區(qū)域的自動匹配功能

工作票中除具備工作所在變電站外，還具備“工作地點或地段”信息具備應(yīng)用條件。通過提取工作票中具體工作地點如“保護室”等信息，自動匹配攝像頭顯示相應(yīng)工作區(qū)域的視頻圖像，進一步細化監(jiān)控攝像頭的定位功能。

1.2.3 視頻快速篩選功能

通過對工作票中涉及工作現(xiàn)場所有視頻攝像頭的成批加載，實現(xiàn)對監(jiān)控工作現(xiàn)場攝像頭的快速定位。針對可以進行監(jiān)控的生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場，通過畫面點選的方式，加載生成巡檢列表，形成監(jiān)控重點區(qū)域。

1.2.4 巡檢列表共享功能

對于選取進行監(jiān)控的視頻攝像頭列表，共享至所有監(jiān)控工作人員，通過對巡檢列表的共同添加，實現(xiàn)多人協(xié)同監(jiān)控的業(yè)務(wù)模式。

1.2.5 自動巡檢截圖功能

對定義的視頻攝像頭巡檢列表，可以按照巡檢間隔自動對畫面進行加載及巡檢，在加載完成及退出畫面時自動進行截圖，減輕人工持續(xù)監(jiān)測的工作量。

1.2.6 視頻截圖自動識別功能

巡檢列表可以自動實現(xiàn)對視頻圖像的截圖，但是視頻截圖不僅數(shù)量巨大，而且絕大多數(shù)截圖可能存在重復(fù)或無人在現(xiàn)場等情況，為工作帶來極大不便。視頻截圖自動識別功能可通過對相鄰時間截圖的比對，實現(xiàn)對截圖的自動過濾刪減［8］，如果相鄰截圖無成片明顯變化區(qū)域，則判定為無人。

1.2.7 攝像頭故障歷史記錄功能

通過標記攝像頭歷次加載過程中出現(xiàn)的不成功、不清晰等現(xiàn)象，當再次加載該攝像頭時應(yīng)彈出加載不成功次數(shù)、攝像頭不清晰等輔助信息，便于工作人員跳過問題攝像頭，同時也便于問題攝像頭數(shù)量的統(tǒng)計。

1.2.8 攝像頭快速操作功能

通過應(yīng)用鼠標左、右鍵及滾輪，實現(xiàn)對攝像頭轉(zhuǎn)動、聚焦等功能的快速操作，便于現(xiàn)場抓圖及進行監(jiān)控圖像調(diào)整。攝像頭畫面抓圖以文件名標記現(xiàn)場畫面情況，方便后期進行圖像整理及異動判斷。

2 視頻深化應(yīng)用技術(shù)方案

2.1技術(shù)原理

視頻集成技術(shù)原理如圖1所示。

圖1 視頻集成原理

在圖1中，當工作班組在生產(chǎn)現(xiàn)場進行工作許可后，工作票信息存入生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫。通過數(shù)據(jù)代理服務(wù)對工作票信息進行實時獲取后，在視頻客戶端通過接口函數(shù)訪問統(tǒng)一視頻服務(wù)器，調(diào)取工作票對應(yīng)的變電站視頻信息，實現(xiàn)視頻與工作票的信息集成。

2.2架構(gòu)設(shè)計

2.2.1 總體架構(gòu)

UVP構(gòu)建在“SGERP”一體化信息平臺之內(nèi)，是一體化平臺的重要組成部分，主要實現(xiàn)音視頻信息的匯集、管理并分發(fā)給業(yè)務(wù)應(yīng)用使用［6］。

UVP總體架構(gòu)由業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)等部分組成［9-11］。各組成部分既獨立地支撐UVP的某個部分，相互之間又協(xié)調(diào)配合，整體構(gòu)成UVP體系架構(gòu)［5］。

UVP的總體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 UVP總體架構(gòu)

2.2.2 業(yè)務(wù)架構(gòu)

UVP的業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖3所示。

圖3業(yè)務(wù)架構(gòu)

（1）智能識別分析服務(wù)。由于巡視監(jiān)控過程中會自動產(chǎn)生大量的視頻截圖，絕大多數(shù)截圖可能存在重復(fù)或無人在現(xiàn)場等情況，通過智能識別分析服務(wù)對相鄰時間截圖的像素繼續(xù)比對，如果截圖無明顯變化差異，則判定為無人，實現(xiàn)對截圖的自動過濾刪減。

（2）工作票導(dǎo)航。通過與PMS集成，獲取工作票相關(guān)信息，引導(dǎo)視頻監(jiān)控系統(tǒng)快速定位到工作現(xiàn)場。通過工作票對工作內(nèi)容、工作單位等信息進行查詢，以便選擇重點視頻監(jiān)控工作場景。

（3）巡視監(jiān)控。通過集成檢修作業(yè)工作票，獲取生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場工作地點、工作內(nèi)容、工作時間，并與UVP中的視頻設(shè)備自動關(guān)聯(lián)匹配，生成巡檢列表，按照巡檢間隔自動對畫面進行加載及巡檢。

2.2.3 應(yīng)用架構(gòu)

UVP的應(yīng)用架構(gòu)如圖4所示。

圖4應(yīng)用架構(gòu)

UVP中新增智能識別服務(wù)功能，提供視頻截圖識別、比對，智能識別分析參數(shù)配置等功能。優(yōu)化了云鏡控制、實時視頻調(diào)閱、視頻截圖等功能。

2.2.4 邏輯架構(gòu)

UVP的邏輯架構(gòu)如圖5所示。

圖5邏輯架構(gòu)

展現(xiàn)層主要包括工作票導(dǎo)航、視頻巡檢列表、巡視監(jiān)控、智能識別、故障記錄等功能。業(yè)務(wù)邏輯層主要負責工作票信息與UVP視頻資源的匹配、定位，并生成巡檢列表根據(jù)巡檢間隔進行巡檢，并在巡檢過程中自動進行視頻截圖、智能識別過濾。通信協(xié)議層負責與UVP進行信令交互，從UVP獲取視頻源?；A(chǔ)支撐層主要包含智能識別分析組件和大數(shù)據(jù)組件。

2.2.5 集成架構(gòu)

UVP與PMS的集成架構(gòu)如圖6所示。

圖6集成架構(gòu)

UVP通過數(shù)據(jù)集成的方式與PMS同步生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場檢修作業(yè)工作票相關(guān)信息，并與UVP中的視頻資源進行關(guān)聯(lián)，可以通過界面篩選出還處于檢修作業(yè)的站點，快速定位到工作現(xiàn)場。

3 效果評價

目前，該項研究成果中的工作票導(dǎo)航、工作票工作區(qū)域信息與攝像頭區(qū)域的自動匹配、視頻快速篩選、巡檢列表共享、自動選件截圖、視頻截圖自動識別、攝像頭故障歷史記錄及攝像頭快速操作等8項功能點均已在UVP上得到實現(xiàn)，并已經(jīng)在公司內(nèi)部的安監(jiān)、運監(jiān)、調(diào)度等部門得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用效果良好。

3.1大幅提升了工作效率

電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻規(guī)范了現(xiàn)場作業(yè)行為，每周在早調(diào)會上根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場視頻進行現(xiàn)場違章匯報，促進了公司現(xiàn)場作業(yè)安全管理的提升。自動獲取工作票信息，不再需要收集匯總檢修工作計劃，減輕了工作量。對正在開展生產(chǎn)作業(yè)的工作現(xiàn)場，可以實時進行工作定位，減輕了尋找工作現(xiàn)場的工作量，工作效率提高了60%以上。

3.2新功能更實用，操作更便捷

攝像頭成批加載、鼠標左右鍵調(diào)整、自動巡檢截圖等新功能極大地方便了監(jiān)控工作，共享監(jiān)控列表實現(xiàn)了多人共同監(jiān)控的協(xié)同工作新模式。采用視頻截圖自動識別技術(shù)，解放了人力，保障了電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的施工安全和運行安全。

3.3促進了UVP建設(shè)

協(xié)調(diào)處理了95處視頻監(jiān)控服務(wù)器端變電站命名錯誤、變電站名稱錄入別字等問題。能夠快速對UVP接入的視頻攝像頭進行檢查，提高了對問題攝像頭統(tǒng)計的工作效率。定期向運檢部提供問題攝像頭列表，及時對攝像頭進行維護。

3.4深化了PMS工作票應(yīng)用

通過深入分析PMS的工作票應(yīng)用情況及UVP的視頻資源優(yōu)勢和應(yīng)用場景，提出了將兩者優(yōu)勢資源進行整合的創(chuàng)新觀點，并付諸于實踐，深化了工作票的用途，通過PMS工作票與變電站視頻進行關(guān)聯(lián)，能對工作票執(zhí)行流程及作業(yè)內(nèi)容開展情況進行過程視頻監(jiān)控。實現(xiàn)了對生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場工作票執(zhí)行情況的監(jiān)控，現(xiàn)已通過工作票導(dǎo)航功能查處違章操作10起，有力地促進了工作票執(zhí)行的規(guī)范性。為安質(zhì)、運檢、調(diào)度等專業(yè)部門加強現(xiàn)場作業(yè)專業(yè)管理，進行日常檢查等提供了新的技術(shù)手段。

3.5對業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合進行了有益探索

通過UVP與PMS的集成，發(fā)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)合運作可以提供工作新手段、新方法、新視角，實現(xiàn)單一業(yè)務(wù)系統(tǒng)無法實現(xiàn)的功能，在提高工作效率的同時取得更好的實效。在后續(xù)的工作中將繼續(xù)深入挖掘和拓展視頻的應(yīng)用場景，計劃在供電營業(yè)廳人員行為分析和智能巡視方面深入開展研究工作。

4 結(jié)論

（1）電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻通過將PMS中的工作票與UVP中的視頻資源進行無縫集成，拓展了工作票的用途，豐富了電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控手段和方式。

（2）電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻采用視頻截圖自動識別等技術(shù)，完善了UVP的功能，將機械、復(fù)雜的事情通過計算機去完成。

（3）該成果現(xiàn)已應(yīng)用到電網(wǎng)調(diào)度、運監(jiān)及安監(jiān)等部門的實際工作中，用戶反映應(yīng)用效果良好，提高了生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場視頻監(jiān)控的準確性、高效性、易用性，提升了視頻監(jiān)控工作的工作效率，簡化了工作流程。

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Function development of video surveillance system in work siteof power grid

JIA Bo,LIBin,LIU Siyao
（Information&Communication Filiale of StateGrid Ningxia Power Co.,Yinchuan Ningxia 750001,China）

Aiming at the problems of work site lack video surveillance measure and function singleness of the power grid Unified Video Platform(UVP)in human-computer interaction,by combining UVP resourceswith thework ticket information integration ofpower productionmanagement system(PMS)and using image recognition technology,changes the offlinemaintenance schedules into online automatic collection,by the associated video camera guiding video surveillance to quickly locate the work site,complete function of UVP.The application result shows that this function development promotes the accuracy and usability of the video monitoring at the work site,improves the work efficiency and simplifies thework flow.

video surveillance;work site;work ticket;automatic identification

TP277

A

1672-3643（2017）02-0066-05

10.3969/j.issn.1672-3643.2017.02.013

2016-12-26

賈博（1983年），男，工程師，從事信息系統(tǒng)建設(shè)及管理工作。

有效訪問地址：http：//dx.doi.org/10.3969/j.issn.1672-3643.2017.02.013