电力视频监控系统的发展经历了由模拟到数字、由录像人工检查到状态智能分析、由实地操作到远程遥控的过程^[1]。目前电力视频监控系统中，设备的种类和数量不断增多，故障率居高不下，不仅影响正常的电力调度工作，严重时还会导致国民经济受到难以弥补的损失。因此一旦视频监控设备发生故障，需要快速及时地实现故障定位并派遣维修人员到现场。

        电力监控设备分散在各变电站站端系统中，地理位置差别较大，如果都派人值守，会浪费大量的人力和物力^[2]，与“建设无人值守变电站”的目标相冲突。本文设计了基于云的电力视频故障管理系统，整合了云平台服务和网络远程控制方法^[3-4]。利用该系统，电力管理人员能够实时查看各个监控设备的状态，发现故障地理位置信息和故障原因。维修人员在已知故障类型和地点的情况下，能够做到有的放矢，加快维修速度，提高维修质量，保证设备的利用率和可靠性。

1 故障管理与电力视频云平台研究

        故障管理的目的是对硬件设备进行监测、诊断、报告和记录，其核心技术是对故障信息智能检测、分类管理和历史维修记录分析^[5-6]。根据故障发生的原因和常见的类型进行数据特征分析,系统功能如图1所示。

        将故障管理分为如下几个步骤：(1)故障检测，查找异常状态；(2)对异常视频信息智能分析分类；(3)故障报警，提示派遣维修人员；(4)记录处理过程和结果。结合目前电力视频监控网络云平台的建设情况，可以将故障管理系统作为一种云服务,从而充分利用已有硬件资源，节约经济成本。电力视频监控网络云平台的主要思路是利用基础硬件资源获得虚拟化的资源池，由主服务器进行统一的资源分配和调度管理，其结构如图2所示。

        基于云的电力视频故障管理系统属于VSaaS(监控软件即服务)，同时利用IaaS(基础设施即服务)和PaaS(平台即服务)实现对底层资源的访问、信息采集、分析处理和云存储。将大运算量的视频故障智能分析融入云计算方法能够最大化资源利用率。管理员使用Web接口方式就能获得实时、统一的故障信息，并且维修人员的操作记录和处理结果将有据可查。

2 系统结构设计

2.1 逻辑和网络结构

　　系统在逻辑上分为三层：信息接口层、业务处理层和管理层。其中信息接口层主要负责与外部系统实现信息交互，实现对监控设备的直接控制、视频数据标准化处理和压缩、通信传输等功能；业务处理层主要进行任务分配和数据计算，实现视频信息分析、故障分类、维修帮助、历史记录等功能；管理层用于高级用户对整个系统的管理和权限分配。系统逻辑结构如图3所示。

        视频数据首先在云平台内进行标准化处理，然后经由各级路由器或HUB传输到监控中心。系统采用H.264压缩技术和TCP通信协议，管理器通过光端机或者微波设备对网管代理发出指令，网管代理返回结果，从而实现设备管理功能^[7]。

2.2 硬件结构

        由于系统是基于云平台建设，因此硬件方面主要利用云平台已有资源，增置施工人员的专用客户端，结构如图4所示。

        高级和中级用户仅需配置可连接互联网的普通计算机，安装相关软件，即可实现视频故障管理。根据派单施工人员所需的功能对专用客户端进行模块化设计，通过软硬件配合完成故障施工记录和实时通信功能。

3 系统软件功能实现

        故障管理系统的目的是对监控设备进行日常的维护和管理工作，其特点主要表现在以下几个方面：(1)人性化、操作性强、可定制的高度灵活界面；(2)远程监控视频调用，系统闲置时自动巡检；(3)自动报告设备的故障信息，更新至云服务器；(4)用户权限管理；(5)环境兼容性和功能可扩展，能在不同的硬件设备和操作系统上正常使用，并允许用户自行编写功能扩展程序；(6)安全性，通过非对称式加密算法和多重密码认证保证管理权限，拒绝未授权用户的访问申请，保障系统安全^[8-9]。

        根据以上特点，将故障管理系统软件分为三部分:(1)客户端。其功能主要是根据授权用户的权限级别,载入与之对应的配置信息和功能，Web采用ActiveX控件。(2)服务端。为客户端提供视频调用、故障报警和数据记录服务，还能够监测客户端的用户名、使用权限、IP地址、连接通道和状态信息。(3)管理端。高层管理终端能够对整个系统进行设置，包括用户信息更改、报警设置、视频监控设备增删等功能。

        由于系统软件功能庞大，以下面视频故障监测处理为例进行简要介绍。

3.1 故障处理流程

        视频故障监测处理的流程如图5所示。

        当系统巡检发现视频故障时，立刻向管理员报警，同时提取当前视频数据和历史记录进行分析，对视频故障分类(包括图像丢失、图像失真、云台损坏不可靠和镜头抖动等)并记录；管理人员发现警报后在系统中录入故障申报单，选择维修施工单位；系统将故障单转发给具备维修能力的最近施工单位；监控施工进度，为维修人员提供帮助；完工后由施工人员填写故障原因和处理结果，系统将该次故障处理信息保存至云服务器，形成数据库。

3.2 软件设计

        视频故障监测处理过程首先需要调用设备视频信息数据，然后进行分析，得到处理方案和结果，并记录维修过程信息。代码部分包括初始化监控设备、调用视频数据、分析处理和跟踪维修进度等几个方面(详细代码略)。工作过程：首先对设备进行初始化，使之能够与服务器通信；然后进行视频数据的获取，对视频数据进行分析，正常则返回巡检程序，如有异常则判断为故障并报警；实时跟踪维修进度；维修完成后记录相关数据并上传至云服务器。

        电力视频故障管理系统是基于电力视频监控云平台架构的服务应用，实现了远程管理、设备监控、故障报警维修和资源共享，提高了故障维修的实时性和目的性，满足大规模数字视频监控系统的运行和维护需求，解决了电力视频监控的可靠性问题。未来还可以在该系统的基础上进一步扩展，实现电力监控视频的智能化、集中化管理[^10]。

参考文献

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[7] 杨鹏,李兰,于日平.基于VC视频监控设备管理系统的设计与实现[J].计算机与信息技术，2008(3):32-37.

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[10] 王凯,李可. 计算机网络监控管理系统的故障管理模块设计[J]. 齐齐哈尔大学学报,2008,24(1):37-40.