张立武 王迹芳
【摘要】随着数字化变电站的发展，对变电站视频监控智能化提出了更高的要求。本文简要介绍了智能视频监控研究现状，基础知识和在无人值守变电站的典型应用。
【关键词】视频监控;变电站;数字化
一、概述
传统视频监控受到了一些固有因素的限制，其中既包含人类作为监控者自身在生理上的弱点，也包含视频监控系统配置和以及视频监控设备在功能和性能上的局限性。这些限制因素使各类视频监控系统均或多或少的存在报警精确度差、误报和漏报现象多、报警响应时间长、录像数据分析困难等缺陷，从而导致整个系统在安全性和实用性的降低。而随着技术的发展和需求的提高，视频监控技术正向着数字化、网络化、智能化方向发展。智能视频监控是监控领域未来的发展方向，行业称之为第五代电视监控技术。这个技术将改变人们传统监控理念，并使最终用户从中受益，从而接受并大举应用。
二、智能视频监控的研究现状
智能高清视频监控技术是信息（视频、语音）处理数字化、信号传输网络化、信息表现智能化，集通信、网络、处理等多种技术于一体的新一代监控系统。采用高清的CCD或CMOS图像传感器、具有视频行为分析功能、基于IP网络实现图像、声音及各种报警信号的远程采集、传输、储存和处理，提供便捷、经济、有效的远程视频监控解决方案。以智能、高清、无线为特征的视频监控系统将会在安防行业大放异彩。
智能是视频监控规模化发展的必然结果。首先从应用要求来说，传统视频监控需要专人监控画面，而当人长时间面对枯燥的监控画面，其注意力会急剧下降，尤其是随着摄像机数目的快速增加，依靠人工方式盯看监控画面的监控模式将变得越来越低效甚至只变成了一种摆设。其次，随着安防要求的提高，无数事实证明，事后追查是必须的，但事发前的预警提示更为重要，它可以把一些重大事件隐患抑制于萌芽之中，避免出现严重后果。由此可见，智能是监控市场快速规模发展必然的要求。
国内在智能视频监控技术的研究刚开始起步，大多数仍然处在实验室的研究之中，能够应用到产品的关键技术很少。但是智能视频信号处理已经引起许多高校和科研院所的广泛关注。
视频监控中的“高清”概念和标准来自于广播电视业的高清数字电视，可理解为“高分辨率”图像。“高清”视频信号在给压缩编码带来较大压力之外，更重要的是提高智能视频分析的准确度，达到更好的效果。尤其是1080i以上分辨率的图像为监控系统的智能分析提供了更为可靠的保障。
三、智能视频监控基础知识
1.智能视频监控的优势
智能视频监控与传统视频监控相比其优势主要有以下三点：
（1）24x7全天候可靠监控：彻底改变以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，通过嵌入在前端处理设备（智能视频网络摄像机或智能视频服务器）中的智能视频模块对所监控的画面进行不间断分析;
（2）大大提高报警精确度：前端处理设备（智能视频网络摄像机或智能视频服务器）集成强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用戶可以更加精确的定义安全威胁的特征，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量;
（3）大大提高响应速度：将一般监控系统的事后分析变成了事中分析和预警，它能识别可疑活动（例如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长），在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面以提前做好准备，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照预定的计划精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误;
（4）有效利用和扩展视频资源的用途：对事件和画面经过了智能分析和过滤，仅保留和记录了有用的信息，使得对事件的分析更为有效和直接，同时可利用这些视频资源在非安全领域进行更高层次的分析，如智能视频系统还可以帮助零售店的老板统计当天光顾的客户数量，用以分析销售情况等等。
2.智能视频监控系统具备的功能
（1）周界警戒及入侵检测：在复杂的天气环境中（例如雨雪、大雾、大风等）精确的侦测和识别单个物体或多个物体的运动情况并进行运动轨迹跟踪，包括运动方向、运动特征等;
（2）物品被盗或移动检测;当监控场景中的物体被盗和移动，算法将自动检测这种动作，常用于贵重物品和关键设备的监控。
（3）遗留、遗弃物品检测：当一个物体（如箱子、包裹、车辆、人物等）在敏感区域停留的时间过长，或超过了预定义的时间长度就产生报警。典型应用场景包括机场、火车站、地铁站等。
（4）流量统计：统计穿越入口或指定区域的人或物体的数量。例如为业主计算某天光顾其店铺的顾客数量;
（5）拥挤检测;识别人群的整体运动特征，包括速度、方向等等，用以避免形成拥塞，或者及时发现异常情况。典型的应用场景包括超级市场、火车站等人员聚集的地方;
（6）PTZ跟踪;侦测到移动物体之后，根据物体的运动情况，自动发送PTZ控制指令，使摄像机能够自动跟踪物体，在物体超出该摄像机监控范围之后，自动通知物体所在区域的摄像机继续进行追踪;
（7）焰火检测：根据发生火情过程中烟火表现出的时-空特征进行烟火的实时检测;
（8）人体行为分析：在目标检测分类的基础上，利用人体的各种行为特征对其所进行各种行为的描述和分析，提取哪些危险和有潜在危险的行为，如打斗、抢夺和突然倒地等行为;
（9）人脸识别：自动检测和识别人物的脸部特征，并通过与数据库档案进行比较来识别或验证人物的身份;
（10）车辆识别：识别车辆的形状、颜色、车牌号码等特征，并反馈给监控者。此类应用可以用在被盗车辆追踪等场景中。
3.智能视频监控的产品形态
由于应用的千差万别，智能视频监控在将表现出多种产品形态，包括：
（1）智能处理算法加载在网络视频服务器（NVS/DVS）上，形成智能视频服务器;
（2）智能处理算法加载在网络摄像机内，形成智能网络相机;
智能处理算法加载在硬盘录像机内，形成智能分析硬盘录像机;
智能处理算法还将以存软件的方式和视频监控管理软件一起实现集中式分析和处理的能力。
四、视频监控在无人值守变电站的应用
针对无人值守变电站监控的特殊性和自身视频监控系统的特点，本文总结了一些智能视频监控应具备的基本功能，如：人体异常行为识别、入侵目标识别、烟火识别、非法停车、物品遗留或被盗识别等功能。
1.人体异常行为识别
1）人员倒地行为检测
应用场景：变电站室外场地和室内高压变电房等区域
识别方式：当在应用场景内中设定的警戒区域内，当有人出现突发性事件（如触电、生病等情况）倒地时，通过对视频监控图像的智能分析就能够自动对事件产生告警。
事件判定：通过对智能视频画面的分析，我们可以在第一时间发现现场发生的异常行为，并对该事件在第一时间进行处理，避免人员伤亡和经济损失。
2）人体徘徊检测
应用场景：变电站院墙外等
识别方式：在应用场景设置的警戒区域内，有人在一定范围内长时间徘徊则产生告警，其他的固定目标或正常通过行为不产生告警。
事件判定：在事先设定的院墙周围，当发生此类事件，我们初步判定有人在变电站周围踩点，预判可能会有偷盗事件發生。
2.入侵目标检测
1）周界警戒及入侵检测功能
应用场景：变电站院墙、重要电房、监控机房等。
识别方式：在应用场景中我们设置一定的警戒区域（如院墙周边1米的位置等），当有可疑人员闯入到警戒区域内系统就进行报警。
事件判定：当有人员闯入警戒区域发生报警时，我们可以判定是有人员非法闯入变电站，有偷盗事件发生，需要相关部门第一时间进行处理。
五、总结
变电站视频监控系统建设已经持续了数年，现以作为变电站安防系统的重要组成部分包含在基建站设计当中，目前均为基于嵌入式硬盘录像机（DVR）的系统，且摄像头为标清制式。随着各种监控需求的不断提出，各种行为分析、状态分析也可以进行定制，使之更符合监控需求。因此，智能视频监控技术必将在变电站监控，设备运行维护方面的到广泛应用，运维人员也要做好相应技术储备。
