智能视频预警系统在输电线路防外破中的应用

刘怀远 田沥浚 杨凯 曹宗山 朱春潮

摘要：针对输电线路受外力破坏严重且电力设施保护面临困难的问题，提出了在输电线路杆塔建立智能警示平台，在市运检中心建立监控运维平台的两级纵向贯通、横向集成的输电线路智能警示系统。该智能警示系统已实际投入运行，成功促进了输电线路开展防外力破坏工作，解决了电力设施保护问题。

关键词：输电线路；外力破坏；智能警示系统；电力设施

输电线路处于开放式的运行环境，由于社会各界电力设施保护意识不强，在各种经济利益的触动下，利益相关方恶意挤占输电相关通道的现象屡有发生，吊车等大型移动机械偶发性进入保护区作业的现象较难防范。此外，社会经济发展迅猛，道路改造、开发区建设等大型市政工程众多造成危险点源数量居高不下，同时，供电公司作为企业在履行电力设施保护职能时缺乏相应的行政执法权力，长期以来，防外力破坏工作一直是困扰输电线路安全运行的难点问题。从市运检中心—输电线路本体两级需求出发，提出了在输电线路杆塔建立智能警示平台，在市运检中心建立监控运维平台的两级纵向贯通、横向集成的输电线路智能警示系统，并对上述两级平台的关键实现技术及功能进行了研究。

1功能需求分析

输电线路智能警示系统的设计目标是针对重点区域、重点部位、重点线路的通道走廊吊车、泵车等作业、基础开挖等各种违章行为而引发的外力破坏事故实施预警，保护输电线路的安全、稳定运行。系统应具备以下功能：

①实时感测。能实时感测输电线路保护区内可能存在的安全隐患，对小于安全距离的行为进行准确判断。②现场告警。能对临近或超过小于输电线路安全距离的行为实施现场语音报警，提醒现场作业人员谨慎操作。③远程预警。能实时将输电线路现场安全隐患点的相关信息传送至运维监测中心，必要时启动应急处置预案。④后台管理。能实时呈现警示系统的节点信息，能实时获取并显示告警点的状态信息，能储存一段时间内相关信息以便调取，能将预警信息及时告知管理人员。

2系统的组成

输电线路智能警示系统（以下简称系统）是对输电线路运行状态进行在线监测、预警、数据分析的软、硬件平台的总称。系统由智能警示平台和运维监测平台组成，如图1所示。其中，智能警示平台由主机（可编辑核心板含4G通讯模块）、电源（太阳能板、锂电池）、警示灯、高清摄像机、高音喇叭组成。监控运维平台由管理服务器、存储服务器和WEB服务器组成。

3两级平台实现技术

3.1输电线路铁塔智能警示平台

警示灯夜间定时周期闪烁，高音喇叭定时播报警示语音，高清摄像机实时拍摄通道画面并传输至主机。主机用于处理实况视频、图像、现场监测数据及预警信息，并将其通过4G或OPGW光缆发送至监控运维平台。4G无线通信和OPGW光缆是现场主机与监控运维平台间发送/接收控制指令与传输实况视频、图像、现场监测数据及预警信息的桥梁。电源采用太阳能板加锂电池为工作电路部分和元器件不间断提供电能，以保证平台不间断运行。

3.2市监控中心监控运维平台

管理服务器是核心，提供多个智能警示平台的注册功能，并与其保持实时连接，是中心通信枢纽。存储服务器主要对图像视频的远程存储、历史回放、调看前端DVS视频等进行存储。Web服务器主要提供客户端的浏览访问模式，实现平台管理、视频监控等功能。智能警示平台的摄像机将采集到的视频图像通过4G通信模块或OPGW光缆回传至监控运维平台。监测人员通过分析现场情况，使用高音喇叭对有危及输电线路安全运行的行为进行喊话制止，并安排最近点巡视人员赶往现场处理。

4智能警示系统功能及特点

4.1通信方式多样性

输电线路智能警示系统的通信主要是指安装在杆塔上的高清摄像机、警示灯、高音喇叭与安装在杆塔上的主机之间的通信，主机与监控运维平台之间的通信。通信采用4G方式与OPGW光缆线路相结合，其中4G方式见效快、成本低，OPGW光缆线路通信性能好、数据传输能力强、安全性高。两者结合的传输方式进一步提高了系统通信的稳定性。

4.2两种电源互补性

供电是输电线路智能警示系统实用化的最大难题。本系统采用双备份太阳能板供电单元与三备份聚合物锂电池供电单元相结合方式进行供电。既解决了太阳能板受昼夜、季节、阴雨等因素导致的不稳定性问题，又解决了锂电池生产成本高、储存电量有限的问题。根据温州地区的光照特性和设备能耗（约40W）计算，选用了两组（输出功率为100W/组）太阳能板保证转化效率，蓄电池容量设计为160A，在光照不足情况下仍能保证四五日的有效供电，确保智能警示平台不间断运行。

4.3远程操控便捷性

运维人员可通过监控运维平台对智能警示平台进行操控。通过发送命令的方式，可以完成以下控制功能：①可以控制高清摄像机进行远程调节，对摄像机上下左右调节，同时能够设定预置位；②对图像采集参数进行设置，设置图像的色彩、分辨率、饱和度、亮度、对比度等参数；③设置拍照时间表参数，使摄像机每天定时定点拍照；④根据时令变化调节警示灯开闭时间；⑤通过高音喇叭对输电线路通道突发危机情况进行喊话。

结束语：

本文详细论述了输电线路智能警示系统的工作原理，介紹了系统各部分组成及功能。系统经过6个月的试运行，运行稳定。已通过本单位的测试和验收，系统结构合理、操作简单、可靠性高，有效防止了输电线路外力破坏情况的发生，将外力破坏事故消灭在萌芽状态，在当前运维人员、车辆严重不足以及输电线路外部环境日益复杂等不利条件下，保障了输电网的安全运行。

参考文献：

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