基于物聯(lián)網(wǎng)的防小動物移動監(jiān)測技術(shù)研究的開發(fā)和應(yīng)用

余敏　楊宏斌　葉宇超

摘要：本文通過對電力系統(tǒng)中近年來由于無人值班后部分變電站鼠害嚴(yán)重，破壞二次電纜甚至造成主設(shè)備故障的事件時有發(fā)生的情況進(jìn)行分析，采取放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等手段進(jìn)行捕殺，收效不大。本文提出了一個的解決方案，依托物聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)設(shè)計(jì)出一套基于物聯(lián)網(wǎng)的防小動物移動監(jiān)測系統(tǒng)，通過現(xiàn)場的移動監(jiān)測設(shè)備采集現(xiàn)場有移動的物體，利用微信平臺推送和分享告警，實(shí)時掌握小動物的活動軌跡，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析后，對經(jīng)常有老鼠出沒的路徑放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等效果十分顯著。

關(guān)鍵詞：變電站；老鼠；措施；微信平臺

中圖分類號：TP391.45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0029-03

目前110千伏及以下變電站普遍采用無人值班管理模式，隨著電網(wǎng)發(fā)展，變電站數(shù)量越來越多，變電站是電力網(wǎng)中的重要樞紐中心，變電站的安全可靠運(yùn)行涉及到廣大人民群眾生產(chǎn)生活用電問題。在變電站的各項(xiàng)工作中，特別重視安全工作，在安全工作中，只要影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的就沒有小事。防小動物管理作為電網(wǎng)變電運(yùn)行的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，一旦發(fā)生小動物事故，輕則出現(xiàn)設(shè)備異常，重則出現(xiàn)大面積停電，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響，因此及時發(fā)現(xiàn)小動物（本文主要指老鼠）蹤跡并捕殺，確保變電站不發(fā)生小動物事件是一項(xiàng)非常重要的工作。而目前變電站中防小動物還是普遍采用以往有人值班的管理模式，依靠運(yùn)行人員放置誘餌、鼠籠、黏鼠板等待老鼠自投羅網(wǎng)，面臨越來越多的變電站，“守株待兔”的管理模式已無法滿足運(yùn)行管理的要求，必須改變現(xiàn)有的管理模式，創(chuàng)新先進(jìn)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)小動物監(jiān)測、預(yù)警及捕殺，切實(shí)提高運(yùn)行管理的效率。

通過基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)防小動物監(jiān)測系統(tǒng)將徹底解決運(yùn)變運(yùn)行人員無法實(shí)時掌握現(xiàn)場小動物活動的現(xiàn)狀，大大提高小動物的管控能力，使被動的守株待兔式管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃庸芾?，通過主動監(jiān)測發(fā)現(xiàn)老鼠蹤跡，主動出擊采取針對性捕殺或防治措施，防小動物管理工作針對性開展，有效提升運(yùn)維工作效率。

1 研究目標(biāo)

本系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)移動監(jiān)測技術(shù)，在現(xiàn)場經(jīng)常有小動物出沒的區(qū)域放置移動監(jiān)測裝置，有活動物體移動進(jìn)行監(jiān)測，如在電纜溝，戶外設(shè)備區(qū)的田地里，下水道，排水溝道等的場所安裝移動監(jiān)測裝置用以監(jiān)測活動物體的行蹤情況，針對性巡視，有效減少運(yùn)維人員巡視無效巡視次數(shù)；在變電站小動物容易進(jìn)入的場所安裝移動監(jiān)測裝置，可有效提高應(yīng)急響應(yīng)的針對性和效率。結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，利用手機(jī)微信平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測和實(shí)時告警功能，方便運(yùn)行人員對告警信息的獲取和分享，為及時掌握現(xiàn)場運(yùn)行的狀態(tài)提供依據(jù)。

本項(xiàng)目基于對移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究，著力于建設(shè)一套變電站防小動物移動監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測變電站小動物的移動軌跡及經(jīng)常出沒的位置等，在監(jiān)測到活動物體移動后出現(xiàn)異常時手機(jī)報(bào)警圖片及時通知工作人員后有針對性的對該區(qū)域內(nèi)著重放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等手段進(jìn)行捕殺，效果非常顯著。從而保障變電站安全運(yùn)行，提高變電站防小動物效率。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目防小動物監(jiān)測系統(tǒng)分為三層架構(gòu)，有監(jiān)測層、傳輸層和應(yīng)用層。監(jiān)測層是各監(jiān)測終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)，對變電站內(nèi)的有可能小動物出沒的場所安裝探測器，然后將采集的視頻通過移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸.當(dāng)發(fā)現(xiàn)攝像機(jī)視角內(nèi)有活動時，警報(bào)信息通過手機(jī)微信端推送。系統(tǒng)大致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.1 系統(tǒng)主要功能

2.1.1 實(shí)時監(jiān)控功能

監(jiān)控中心平臺可實(shí)時監(jiān)測各個變電站，配電室的小動物入侵告警信息，并可通過輔助監(jiān)控平臺配合視頻畫面實(shí)時預(yù)覽現(xiàn)場視頻圖像。

2.1.2 告警聯(lián)動功能

小動物探測感應(yīng)器，可觸發(fā)告警信號，通過輔助控制主機(jī)主動上送到監(jiān)控中心后臺，聯(lián)動前端視頻抓拍，監(jiān)控客戶端可自動彈出視頻畫面，聯(lián)動驅(qū)動聲光報(bào)警，預(yù)警聯(lián)動發(fā)送告警提示等功能。

2.1.3 抓拍查詢功能

小動物入侵感應(yīng)器，觸發(fā)告警后可及時聯(lián)動現(xiàn)場點(diǎn)位攝像機(jī)進(jìn)行即時抓拍，記錄告警信息，方便查詢分析。

2.1.4 記錄分析功能

輔助監(jiān)控中心軟件，可配置記錄分析功能，針對頻繁監(jiān)測的小動物蹤跡行為的場所進(jìn)行有效的分析統(tǒng)計(jì)，找出規(guī)律，提供數(shù)據(jù)分析決策依據(jù)。

2.1.5 點(diǎn)對點(diǎn)監(jiān)控

對發(fā)現(xiàn)小動物蹤跡的監(jiān)視點(diǎn)自動檢測并向指定手機(jī)發(fā)送告警信息及圖片，并可查閱當(dāng)時的錄像。

2.1.6 報(bào)警信息分享

本方案可方便地通過共享設(shè)備、告警以及通過微信分享。

2.1.7 自動錄像

發(fā)生小動物告警后，裝置自動錄像并存儲在當(dāng)?shù)兀⒖烧{(diào)取。

2.2 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

（1）通過發(fā)現(xiàn)小動物蹤跡預(yù)警，實(shí)現(xiàn)無人值班變電站防小動物管理的可控、能控。

（2）通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)施相對簡單，便于推廣實(shí)施。

（3）可提高防小動物管理的針對性和實(shí)效，有效的節(jié)約運(yùn)維人員的維護(hù)時間，提高現(xiàn)場運(yùn)維效率。

（4）改變傳統(tǒng)管理模式，提升變電站變電運(yùn)維的信息化管理水平。

（5）通過移動通信網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，安裝簡單方便，但數(shù)據(jù)流量大，數(shù)據(jù)無法接入內(nèi)網(wǎng)。

（6）通過手機(jī)接收告警信息，實(shí)時性強(qiáng)。

3 主要技術(shù)要點(diǎn)

3.1 移動偵測技術(shù)

移動偵測也稱為運(yùn)動檢測，主要功能為守自動報(bào)警和監(jiān)控錄像。攝像頭所采集不同幀率的圖像被CPU按照一定算法進(jìn)行比較和計(jì)算，當(dāng)畫面發(fā)生變化時，計(jì)算比較結(jié)果所得出的數(shù)字會超過閾值，并指示系統(tǒng)能自動作出相應(yīng)的處理。本系統(tǒng)使用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)電纜層人員無法探視的位置感應(yīng)老鼠等動物移動的狀態(tài)，自動記錄老鼠活動的軌跡，從而為防治提供依據(jù)。

3.2 移動通信技術(shù)

移動通信技術(shù)依靠的是無線通信信號，其設(shè)備不受有線通信及地點(diǎn)的限制收發(fā)數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)應(yīng)用層主要通過微信平臺服務(wù)及服務(wù)號接口利用微信App軟件開發(fā)，完成移動監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢及報(bào)警推送等功能。

3.3 電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

電力物聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)現(xiàn)代化運(yùn)營模式提供全方位支撐，主要分為電力物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層，感知層著重統(tǒng)一的信息模型，包括統(tǒng)一標(biāo)識、統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達(dá)格式、統(tǒng)一語義等，形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，研發(fā)系列傳感器、標(biāo)準(zhǔn)化通信模塊及信息格式轉(zhuǎn)換設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)層研究并制定統(tǒng)一通信規(guī)約，開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化通信芯片、無線通信裝置、標(biāo)準(zhǔn)化接入網(wǎng)關(guān)等，引入多種融合通信技術(shù)，豐富通信手段，解決信息中遠(yuǎn)距離可靠傳輸問題。

3.4 微信交互技術(shù)

為了更好的用戶體驗(yàn)，利用微信公眾號作為數(shù)據(jù)的交互平臺可以，支持富媒體交互，視頻、圖片、音頻等，對接任何系統(tǒng)做到隨時隨地交互，信息傳達(dá)效率極高。微信是我們當(dāng)前最普及的信息交流平臺，采用微信實(shí)現(xiàn)防小動物移動監(jiān)測告警，信息在較私密的環(huán)境下傳達(dá)，大大提高信息傳播的效率和針對性。

4 實(shí)際應(yīng)用情況

針對某供電公司某變電站中經(jīng)常出現(xiàn)鼠患問題，在該變電站電纜層安裝了一套移動監(jiān)測系統(tǒng)，并接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和微信公眾號。系統(tǒng)安裝一周后系統(tǒng)手機(jī)端在凌晨3點(diǎn)左右推送報(bào)警，查看報(bào)警信息后發(fā)現(xiàn)電纜層出現(xiàn)老鼠（如圖2）發(fā)生在現(xiàn)場有老鼠出現(xiàn)，并連續(xù)幾天出現(xiàn)。運(yùn)維站人員根據(jù)監(jiān)測情況在老鼠活動區(qū)域增加了誘餌的布點(diǎn)，在老鼠經(jīng)過的路徑上針對性地布置了黏鼠板，在完成這些措施后第二天果然抓住一只老鼠，并在此后前后共抓住8只老鼠，從而解決了該變電站的鼠害問題。

在該變電站成功進(jìn)行滅鼠后，又在兩座變電站進(jìn)行了實(shí)用化的應(yīng)用，均取得了很好的效果，通過監(jiān)測電纜層下有物體移動異常時，手機(jī)微信端立即會收到報(bào)警信號，通過報(bào)警圖像進(jìn)行分析移動物體的移動軌跡后，班組長在對現(xiàn)場有針對性的著重放置老鼠藥、鼠籠、粘鼠板等手段進(jìn)行捕殺。除了在戶內(nèi)電纜層使用外，系統(tǒng)還應(yīng)用于戶外防小動物（老鼠）監(jiān)測和滅鼠。在某山區(qū)變電站出現(xiàn)老鼠咬斷光纜通訊中斷事件，現(xiàn)場運(yùn)維人員采用其他常規(guī)滅鼠辦法效果不大。在安裝本系統(tǒng)一個月后，發(fā)現(xiàn)電纜溝出現(xiàn)老鼠蹤跡，通過針對性布置黏鼠板，現(xiàn)場共抓獲15只老鼠。見圖3：

通過多個實(shí)用案例我們發(fā)現(xiàn)通過該系統(tǒng)運(yùn)維人員隨時可掌控現(xiàn)場是否有小動物的存在，當(dāng)出現(xiàn)有小動物活動被監(jiān)測時會及時告警通知有關(guān)人員，以便運(yùn)維人員安排現(xiàn)場運(yùn)維，排除小動物咬斷電線，蛇爬上設(shè)備等將會造成一、二次回路斷線，保護(hù)誤動作，設(shè)備短路接地，直接跳閘等事故；有效解決對防小動物的困擾，提高輔助設(shè)施運(yùn)行效果，切實(shí)保障設(shè)備安全運(yùn)行。本系統(tǒng)搭建在社交平臺微信上，具有良好的交互、交流特點(diǎn)，大大提高了運(yùn)行環(huán)境狀況監(jiān)測的效率和實(shí)時性。

5 推廣價(jià)值

智能化變電站是目前發(fā)展的趨勢，隨移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，高效率的變電站輔助監(jiān)控得到進(jìn)一步發(fā)展。本系統(tǒng)基于移動互聯(lián)網(wǎng)通信與物聯(lián)網(wǎng)兩大技術(shù)基礎(chǔ)上，建設(shè)了一套變電站防小動物移動監(jiān)測系統(tǒng)，變電站小動物的活動軌跡通過構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測，當(dāng)有小動物出現(xiàn)，及時向運(yùn)行人員發(fā)送監(jiān)測到的圖片及告警信息，得到及時處理，切實(shí)保障變電站的安全運(yùn)行，提高變電站監(jiān)控的效率。經(jīng)過前期試運(yùn)行，本系統(tǒng)使用效果明顯，可大大提高現(xiàn)場運(yùn)維效率，特別對于提高防小動物專項(xiàng)工作效果明顯，因此極具推廣價(jià)值。

下一步將搭建專用的電力物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)更多應(yīng)用，提高智能變電站的可靠性，更好地為智能電網(wǎng)建設(shè)服務(wù)。

6 結(jié)語

本文有效解決了變電站普遍存在的防小動物管理難題，提出的變電站防小動物移動監(jiān)測系統(tǒng)方案，成功用于現(xiàn)場，并取得良好效果。實(shí)現(xiàn)變電站防小動物移動監(jiān)測的實(shí)時監(jiān)測，有針對性的對防小動物進(jìn)行捕殺，切實(shí)改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，保障設(shè)備安全運(yùn)行。本系統(tǒng)具有易于操作、交互性好、性能可靠、使用方便等特點(diǎn)。

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