变电站安全监控的视频智能终端布点优化策略

李强

摘要：传统的变电站视频监控终端布点时，设计随意性大、标准化程度低、资源分配不均匀、视频终端安装位置不合理。通过网格化处理，设定坐标系，将所有视频监控终端点进行坐标转化，建立数学优化模型，输入相应的边界参数，计算出最优的视频监控终端布点结果，继而根据优化结果对现有布点进行修正。为后续变电站监控视频终端布点设计提供了参考，保证视频监控终端布点设计更加高效、更加精准，实现了布点设计自动化扣信息化。

关键词：变电站;安全监控;视频智能终端;布点;优化

引言

无人值守变电站是未来发展趋势，尤其是信息技术、智能技术的发展，为无人值守变电站建立了技术基础。现阶段大部分变电站都部署了远程监控系统，监控设备也从单纯的安防监控转变为变电站设备运行状态监控。其中摄像机探头是远程监控的基础，其合理、正确的布点是提高远程监控效果，变电站运行的重要保障。但是现阶段变电站视频智能终端布点存在不足，影響了变电站运行安全。

一、视频智能终端布点

所谓的视频智能终端，在变电在安全监控系统中，视频智能终端主要是智能化视频摄像头，其一般有镜头、CCD或CMOS成像器件、MD转换及预处理、智能算法模块、编码压缩模块以及网络连接模块，其中最为重要的一个部分是智能算法模块，它可以按照预定的规则对每一帧视频图像进行仔细的甄别和过滤，一旦识别出有违规或者异常情况，就可以截取该段视频图像，通过网络传输给指挥终端。相较于传统的摄像头终端，智能摄像头在图像增强与复原，浓缩播放以及人脸识别等方向有着巨大优势。

视频智能终端布点的概念是在变电站平面中对视频智能终端进行空间布置，继而实现监控区域全覆盖，强化对重点设备监控，完成对变电站设备安全监控。

二、视频智能终端布点现状

视频智能终端布点合理与否，直接影响着变电站设备监控状态。但是目前视频智能终端布点存在以下问题：

2.1布点随意性大

设计人员在变电站平面图上对视频智能终端布点，根据自己的经验对相应的点位进行布局安装。这种随意性不仅仅是设计人员缺乏理论系统的布局知识，同时在摄像头布点方面研究成果较少，可参考资料缺失。

这种布点形式不合理造成视野模糊、多点、漏点、死角等现象。

2.2视频智能终端布点标准化程度低

在对视频智能终端布局时，仅考虑远程监控功能，功能单一。无法满足对重要设备的远方操作联动，智能巡检，智能分析等生产要求。

2.3视频资源分配不均匀

监控设备资源配置不合理，无法使重叠区域达到最佳状态。如果为了保证视频全覆盖需要增加投入，这也是监控布局需要考虑的问题。如何实现低成本、高效率布局也是焦点问题。

2.4视频智能终端布局位置差

视频智能终端布局时，仅考虑某个点位布局，视频终端安装位置容易出现掉落、难安装以及隐蔽性差等问题，或者设备运行产生干扰，继而影响对设备的监控。降低了视频智能终端监控质量。

三、视频智能终端布点优化策略

3.1布设原则拟定

1）精简原则

监控点不是越多越好，而是讲究精准到位。在设计时如果使用过度的监控点，就会增加系统负担和施工成本，降低了系统的稳定性。同时大量的视频数量对系统的CPU压力过大，增加了系统反应时长，对于监控人员而言，观看难度较大。

2）经济性原则

在变电站安防监控设备的视频终端布点，需要从布点经济性考虑，是否容易安装加工。在达到有效覆盖的基础上，充分考虑布点设计的经济效益。

3）视觉效果原则

在布点时，要考虑摄像头是否和周围环境搭配。视频监控设备主要是为了保证变电站安全。如果摄像头布点位置明显，容易被破或者被遮挡。在安装时要考虑周围环境是否有高树或者其他建筑物。

3.2视频智能终端优化措施

1）网格化处理

首先将变电站平面图进行网格化处理，将总面积划分成有限个小方格，方格大小根据视频监控终端的监控分辨率确定。若视频监控终端的有效分辨率为30cm，则每个网格的边长为30cm，将所有面积划分完成。

2）设定监控坐标系

将平面图划分完成以后，设置直角坐标系，每个监控终端的监控范围有定值。因此，将一个监控终端布点作为视频原点，确定坐标系的x轴和Y轴。

3）建立数学模型

根据上述的分布将现有的视频监控终端描画在网格图中，根据迭代算法、结合监控点重要度和设备重要性概念，利用遗传算法的交叉、迭代、变异等数学模型来完成数学模型构建。

4）计算分析优化

根据数学模型，输入相关的边界参数，来完成视频终端布点优化，从而得出视频监控方案中最为合理的布局，从而缩短布点设计时间、降低工程投入成本。

5）得出结论

根据视频优化计算结果，完成对变电站安全的布点优化，达到布点最优。

3.3试验论证

在完成布局优化以后，就需要对摄像头点位进行设定，设定完成以后，验证视频终端监控效果，发现问题以后要及时修正。因为在实际优化中，很多未考虑因素，如变电站外部环境影响。如存在高树或者建筑物，可能会对监控布点产生影响或者对监控效果产生影响。

3.4视频监控终端辅助设备优化

在视频监控终端布点优化完成以后，还需要考虑视频监控终端辅助设备的优化。单纯的依靠视频监控终端布点并不能提高视频监控终端效果，还需要安装视频监控终端辅助设备，保证监控效果。

视频监控终端辅助设备主要包括电路系统、控制系统以及视频处理系统。其中电路系统在布局时，要根据视频监控终端的布局合理施工，保证电路系统布线合理，满足视频终端布点需求的情况下，减少电路系统对于变电站其他运行设备的影响。

其次，控制系统的升级和优化。视频监控终端不仅仅是对某个点位定点监控，还需要旋转监控，同时对于某个位置能够聚焦放大等等功效。因此控制系统必须要灵活可靠，保证视频监控终端移动效果。

最后，视频处理系统的升级和优化。视频监控处理系统是视频处理的大脑，是保证变电站安全的主要部位。智能视频监控终端在智能锁定嫌疑以后，数据处理系统能够快速反映到人机界面，发出报警信息，继而变电站管理人员可以实时处理，降低风险发生，提高视频监控终端工作的高效性。

3.5视频智能终端布点优化发展趋势

视频智能终端的布点优化是一个数学与工程相交叉的问题，在设计时不仅仅要考虑视频终端布局的最优化问题，还需要考虑工程的经济性和可行性。因此未来视频智能终端布点优化会向着以下几个方面发展：

1）视频监控终端布点研究不断丰富。现阶段在视频布点研究成果较少，对于变电站视频布点指导性较弱，因此必须加强科研投入，提高布点设计的科学性。

2）视频监控终端布点的智能化和模块化发展。未来只需要将变电站平面图输入系统以后，提高了视频监控终端布点设计效率，缩短设计时间，减少设计成本。

结束语

变电站运行质量直接决定了地区用电质量和电力运行平稳性。传统的变电站视频监控终端布点时，设计随意性大、标准化程度低、资源分配不均匀、视频终端安装位置不合理。针对这些问题，结合变电站视频监控终端布点原则，通过网格化处理，设定坐标系，将所有视频监控终端点进行坐标转化，建立数学优化模型，输入相应的边界参数，计算出最优的视频监控终端布点结果，继而根据优化结果对现有布点进行修正，并对优化结果进行检测，判断优化效果是否明显。为后续变电站监控视频终端布点设计提供了参考，保证视频监控终端布点设计更加高效、更加精准，实现了布点设计自动化和信息化。