電力行業(yè)的建設和發(fā)展是國家經濟發(fā)展的重要支撐，而智能電網作為電力系統的重要組成部分，它的安全高效運行關乎到整個電力系統乃至民生的穩(wěn)定和安全。為了加快國家經濟的發(fā)展以及滿足人們對電力的需求和用電可靠性的要求，國家早在十二規(guī)劃中就提出了電網改革，現階段，國家更是加大力度支持電網的智能化建設。

　　前段時間，粵港澳大灣區(qū)發(fā)展綱要的出臺引起很大的轟動，其中智能電網建設就是其中重要的部分。據悉，2018年-2022年，珠三角地區(qū)電網投資將超過1700億元，加快粵港澳大灣區(qū)智能電網規(guī)劃建設，目標是到2022年基本建成安全可靠、綠色高效的智能電網。 當然，不僅粵港澳大灣區(qū)，其他省市區(qū)也正在加緊智能電網建設，為地區(qū)經濟發(fā)展提供基礎支撐。

　　由于電力行業(yè)對生產安全穩(wěn)定要求極度苛刻，因此較早就引入了安防設備和系統，不過早期用于電力行業(yè)的安防系統是以視頻監(jiān)控應用為主，主要保衛(wèi)發(fā)電廠、變電站等場所，防止電力設施被盜、被破壞。而當前，隨著智能電網概念的逐漸落地，電力行業(yè)對安防技術應用提出了一些新要求。

　　首先，加強前端采集功能

　　早期階段，應用于電力行業(yè)的安防系統側重于對電力設備的“防盜、被破壞”的安全防范，而忽視了電力設備的運行情況、站點溫度、故障報警、遠程遙控開關等動力環(huán)境或報警信息的采集。不少變電站部署的相關前端采集設備，無論是功能和質量均無法滿足電力作業(yè)需求，甚至現在有不少變電站還需要安排專人定期抄表。

　　大多數變電站處在雷擊、電暈、噪音、電磁場干擾等復雜環(huán)境，對監(jiān)控設施要求較高，前端監(jiān)控攝像機必須具有防暴特性，以增加在恒溫恒濕環(huán)境中的適應力。同時前端采集溫度、濕度、電流、電壓、儀表等模擬量的傳感器需要具有很高的靈敏度，可根據實際應用來設置不同的區(qū)間。另外，前端也需安裝一些報警信號采集設備，用來采集相關數據以及主動識別分析輸變電線路是否發(fā)生漏電和短路，重要設備是否被水浸，機房和倉庫是否發(fā)生火災或盜竊現象等等，并主動預警，保障電力設備在不斷的環(huán)境變化和長時間工作下能夠正常安全運行以及人員安全。

　　其次，接入移動視頻設備

　　由于電力作業(yè)場所的高危險性以及安全風險等特性，巡檢機器人、輸電線路無人直升機智能巡檢系統以及車載、單兵等移動視頻設備的接入，可以代替人工“執(zhí)勤”，滿足隨時隨地對變電站內外部進行監(jiān)控及巡檢的安防需求。

　　特別是在存在積水、光線黑暗、通風不足，甚至有毒有害氣體的電力遂道內，巡檢機器人將發(fā)揮重要的應用價值，可以代替人員進行常規(guī)巡檢，保證電力隧道內設備的正常工作，防止偷盜、私拉電線等非法行為。

　　此外，機器人通過智能化技術充分發(fā)揮“感、看、聞”等技能，比如，通過紅外熱成像儀可以準確感知電力設備溫度，并能通過各種傳感器感聞出空氣中的溫濕度，煙霧、特定氣體(CO，O2，CH4，H2S……)濃度等，而且通過可見光攝像頭監(jiān)控隧道內場景看到儀表讀數，并且，當發(fā)現可疑情況會自動判斷并報警，甚至可以自助呼叫滅火機器人能進行滅火。

電力工業(yè)是基礎產業(yè)，充足可靠的電力供應是國民經濟和社會發(fā)展的基礎，建立健全有效的電力安全應急機制，正確、有效和快速地處置和應對電力突發(fā)事件，對維護人民生命財產安全具有十分重要的意義。 電力搶修場景復雜多變，確?，F場高清視頻快速、穩(wěn)定、可靠的獲取與回傳是保證電力應急搶修工作順利進行的有效保障。 AI+5G物聯網+時代，人工智能、大數據技術等前沿科技飛速發(fā)展，改變著人們的生活生產、工作方式?！?/p>

電力行業(yè)的發(fā)展和整個社會息息相關，在供電企業(yè)的安全生產中，經常會涉及多家施工單位、監(jiān)理單位等，人員復雜，環(huán)境復雜，管理力度大，為了預防現場安全意外的發(fā)生，電力施工現場的安全監(jiān)控十分必要。遠程視頻監(jiān)控目前處于技術發(fā)展的前沿，從模擬到高清，從窄帶到寬帶，從有線到無線，從地面到空中。在此過程中，使用最新的移動視頻監(jiān)控技術，可以進一步保障電力系統的電力生產安全。電力作業(yè)現場安全綜合管控平臺主要使用移動網絡，結合無線網絡傳輸與流媒體技術，使視頻監(jiān)控技術能夠更好地為安全供電服務。隨著4G網絡的應用和普及，移動通信系統的網絡寬帶有了大幅度的提高，有效解決了視頻監(jiān)測點分散、線纜鋪設難等問題，監(jiān)控點視頻圖像可以隨時隨地地聯網查看，從而實現作業(yè)現場監(jiān)控。

5G/4G智能安全帽，智能頭盔，安全帽攝像頭、攝錄安全帽、頭盔攝像頭，執(zhí)法記錄儀，工作作業(yè)記錄儀，其音視頻通訊功能可以通過5G/4G/WiFi網絡實時傳遞現場作業(yè)狀況；指揮中心亦可同時監(jiān)管多個重點區(qū)域，從而全局把握現場作業(yè)實況，為下達下一步指示提供依據。作業(yè)現場若出現技術性難題或者操作不當的情況，指揮中心可以進行遠程指導及監(jiān)管。對于產生問題或者操作手法更科學的視頻畫面進行存檔，為后面現場作業(yè)總結提供更好的事實依據，更具說服力及宣傳效果。

2. 設計原則

　　1. 專網專用、信息安全

　　建立一套獨立的電力作業(yè)現場安全綜合管控平臺，專網專用;

　　2. 技術先進性

　　各種設備采用技術成熟。穩(wěn)定且具備先進設計理念的產品，系統在建成后能夠通過平滑升級保持其先進性，延長生命周期;

　　3. 高可靠性

　　系統必須具有高度的可靠性，系統設備必須能夠可靠、 穩(wěn)定工作。采用成熟、穩(wěn)定和通用的技術和產品，所選用的產品經過各種質量認證，并在國內外的實際應用中被證明穩(wěn)定可靠;使用具有備份和保障能力的系統軟件，以保證系統長期穩(wěn)定運行，并有較強的容錯和恢復能力，以保證系統運行的穩(wěn)定可靠;關鍵部分采用備份、冗余等措施。

　　4. 高安全性

　　解決方案從主機、數據及網絡等多方面采取相應措施，從分考慮防止非法接入、病毒傳染、防雷擊、過載、斷電、電磁干擾和人為破壞等方面的安全防護。

　　5. 高可用性

　　以實用為主，在項目設計和實施的過程中，始終把工程的實際需求放在首位。統籌考慮環(huán)境條件、監(jiān)控對象、投資規(guī)模、維護保養(yǎng)等因素，選擇實用性強的設備，合理設置系統功能，使系統操作方便、簡潔、高效。同時采用優(yōu)化的流程設計確保系統的高效率。

　　6. 易維護性

　　系統硬件可以方便的實現遠程管理維護，并提供友好的人機接口，確保系統的 易維護性。

　　7. 靈活的擴展性

　　系統可完全保證隨著用戶的增加，實現系統的平滑擴容。軟件系統架構充分利用網絡擴展性強的特點，采用分散控制、集中管理的結構，使得系統可擴展性極強。網絡加厚靈活，即可實現平臺的集中處理，又能提供全面的透過網絡的分散能力，適應多種應用環(huán)境及場合。

　　8. 良好的開放性

　　系統采用業(yè)界主流的硬件平臺、操作系統平臺、數據庫平臺以及標準的協議，保證系統的開放性。

　　9. 高的性價比

　　以滿足用戶實際需求和品質要求為標準，為用戶提供最優(yōu)化，具有最高性價比的方案。

　　10. 規(guī)范性

　　系統開發(fā)要嚴格遵照國家軟件工程規(guī)范進行，根據開發(fā)進度及時提供有關開發(fā)文檔。

3. 平臺總體設計

3.1. 設計思路

　　電力作業(yè)現場安全綜合管控平臺(以下簡稱“平臺”)主要用于監(jiān)控現場作業(yè)人員行為，實現以下功能:一是錄像查看，實現作業(yè)現場的視頻傳輸和語音對話、事后追溯、人員行為分析;二是實時監(jiān)控，實現應急搶修、高風險作業(yè)、大型綜合作業(yè)等情況下的實時視頻傳輸和語音對話，開展遠程輔助研判、應急指揮。

　　平臺定位為對電力生產的服務和監(jiān)督，監(jiān)控范圍覆蓋運檢配電、變電、輸電及基建作業(yè)等專業(yè)?！　?/p>

3.2. 技術路線

　　對作業(yè)現場人員的行為監(jiān)控，以實時視頻監(jiān)控與就地錄像事后查看相結合，并鼓勵基層創(chuàng)新方式手段進行模擬補充。歸納起來，具體有以下三種方式：

　　方式一：實時視頻，聯網通信。在各單位配置帶4G無線實時傳輸功能的前端設備，主要用于計劃檢修、自然災害、應急搶修或作業(yè)現場比較復雜的場景，如應急搶修指揮、輸電線路組塔、變電站建設施工等。實時視頻數據傳輸到無線視頻服務器上進行遠程查看。

　　方式二：就地錄像，事后查看。在公司層面統一部署建立一個視頻文件管理服務器，開發(fā)平臺管理軟件。實現作業(yè)前將工單與相關應用信息系統的對接和配對，作業(yè)時對現場作業(yè)過程進行錄像，作業(yè)后將現場監(jiān)控視頻進行上傳和歸檔。監(jiān)督人員可通過管理軟件對現場作業(yè)的歷史視頻進行查閱、分析。

　　方式三：變電站視頻監(jiān)控。未來平臺保留接口與已有的變電站輔助綜合監(jiān)控系統進行通信，將站內現場作業(yè)的視頻保存在變電站本地，供實時作業(yè)行為查看和事后查閱。監(jiān)督人員根據各單位的周作業(yè)計劃信息，提前將站內視頻探頭設置對準待作業(yè)區(qū)域，實現現場作業(yè)行為的實施展示，方便對作業(yè)期間工作人員行為的隨時查看。

　　再次，智能視頻分析應用

　　業(yè)界皆知，人臉識別、運動偵測、禁區(qū)檢測等智能視頻分析功能已不是安防行業(yè)的新鮮詞，它們已經越來越多的應用在平安城市、金融等領域，不過，智能視頻分析功能在智能電網中的應用還處于初步階段，但未來，智能視頻分析會更多的結合電力場景需求應用，其與電力場所具有天然的適應能力，更能大展拳腳。

　　據業(yè)內某電力行業(yè)安防解決方案企業(yè)負責人表示，在變電站的綜合監(jiān)控系統中嵌入人臉識別技術，通過智能分析服務器捕獲視頻流中的人臉，根據預先建立好的人臉數據庫區(qū)分進行識別比對等，一旦發(fā)現無關人員或非法人員時，立即發(fā)出報警。

　　另有業(yè)內人士表示，在變電站建智能讀表與刀閘狀態(tài)分析系統，利用視頻智能分析技術，直接通過視頻讀取變電站現場表盤度數及分析刀閘開合狀態(tài)，使視頻分析技術為變電站智能監(jiān)控添加了新的應用方式。

　　根據《國家電網公司變電運維通用管理規(guī)定(試行)》規(guī)定，變電站應積極應用智能巡檢機器人開展巡檢工作，與運維人員巡視互相補充建立協同巡檢機制。而在山西陽煤礦區(qū)110千伏變電站，“五自”智能巡檢機器人已成功上崗半月，并已成為護佑陽煤集團礦區(qū)電網安全運行、確保集團本部礦井安全的 “利器”。

　　據介紹，“五自”智能巡檢機器人是一款具有“自動前行、自動拍攝、自動識別、自動存儲、自動報警”功能的機器人。在礦區(qū)110千伏變電站服役后，“五自”智能巡檢機器人充分利用自身搭載的可見光傳感器、紅外熱成像傳感器等，實現視覺檢測、紅外測溫、表計識別、遠程控制、智能分析、刀閘和開關狀態(tài)判別及自主充電等綜合功能的應用，同時有效發(fā)揮自身移動和旋轉的功能，實現設備區(qū)域的無死角監(jiān)控。

5G智能電網能讓電力工作人員通過超高清攝錄鏡頭監(jiān)察輸電線路和配電設施，能及時發(fā)現故障，節(jié)省80%巡查人力。而且傳統電網的電力系統故障識別和定位時間較長，停電的范圍會較大，恢復供電的時間往往超過1日。但現時通過5G技術能夠快速定位故障位置，停電時間已經縮短到幾秒甚至更少。

　　國網青島供電公司負責人表示，日后將在5G電力機械人、無人機智能巡檢、精準負荷控制等方面作進一步研究，提升電網互通能力。

　　相關人員表示，智能巡檢機器人上崗后，不僅減輕了變電運維人員的巡視任務，還提高了巡視效率。通過人工巡檢和機器人巡檢相結合的方式，能有效提高設備缺陷和故障查找的準確性和及時性，為礦區(qū)電網的安全運行提供堅強保障。

　　最后，各系統融合并聯動

　　電力行業(yè)安防系統包括視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、消防、智能控制、安全周界、門禁管理及智能巡檢等眾多智能化設備和系統。后端編碼處理設備必須集成并統一管理視頻數據、環(huán)境數據、動力數據、報警數據等各子系統信息，并實現數據之間的聯動報警，建立起實現變電站設備安全、人員安全以及環(huán)境安全的全方位立體化安全管控體系，從而保證整個智能電網系統安全、穩(wěn)定和可靠運行，這也是當前電廠和變電站對安防技術應用的要求。

　　同時，安防監(jiān)控系統與智能電網自動化管理系統融合也是安防技術在大型企業(yè)深化應用的創(chuàng)新與發(fā)展朝向。兩者的融合可以助力電網信息化、自動化和互動化，為電網減員增效提供多種輔助手段，讓電網運維更加穩(wěn)定，防護更加安全，從而保障國民經濟發(fā)展和社會進步對安全用電的強勁需求。

　　總結：

　　在國家大力支持智能電網建設趨勢下，根據需求，安防企業(yè)以先進的AI、物聯網和大數據等技術為核心的大型聯網監(jiān)控平臺、高清攝像機、智能視頻分析、機器人等高端產品將有很大施展空間。毫無疑問，以監(jiān)控為表率的安防系統正成為電網智能化的尖兵，未來將更多地參與電力安全生產管理，為提高智能變電站的運行、管理效率和供電安全貢獻力量。