（通信与信息系统专业论文）视频图像识别系统的监控中心管理软件研制.pdf

华北电力大学硕士学位论文 中文摘要 本文介绍了视频监控系统的现状以及视频图像识别系统的组成和工作原理，重点论 述了视频图像识别系统的监控中心管理软件的研制。 监控中心管理软件是运用面向对象方法，以v c + + 和s q ls e r v e r2 0 0 0 为开发工具， 并采用c s 模式以及a d o 数据库访问方法进行开发和研制。针对电力企业的监控识别要 求，将视频监控与图像识别结合起来，通过系统的需求分析，制定了完整的设计方案， 实现了监控、识别和管理三种功能模块。提出了一种将监控与识别功能完全独立的解决 方案，实现了模块的强内聚和弱耦合。本文是以浙江省金华电业局监控中心管理软件为 实例，对视频图像识别系统的监控中心管理软件进行了深入研究，为电力系统电力设备 监测技术打下一定的技术基础。 该软件初始化过程简单，系统扩容能力强，实现了无人值守、自动报警功能，达 到了电力设备状态监测的实时性要求。 关键词：视频监控：图像识别；管理；报警 a b s t r a c t t h i st h e s i sa n a l y z e st h ep r e s e n tc o n d i t i o no f t h ev i d e os u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o ls y s t e m a n dt h ec o m p o s i n ga n dt h ew o r kp r i n c i p l eo ft h ev i d e oi m a g ei d e n t i f i c a t i o ns y s t e m t h e m a n a g e m e n ts o f c w a l eo ft h ev i d e oi m a g ei d e n t i f i c a t i o ns y n e mi ns u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o l c e n t e ra r ed i s c u s s e dw i t he m p h a s i s t h em a n a g e m e ms o f t w a r ei sd e s i g n e dw i t ht h eo b j e c t - o r i e n t e dc o n c e p t s v c + + a n d s q ls e r v e r2 0 0 0a r ea p p l i e da st h ed e v e l o p i n gt o o l si nt h i ss y s t e m m o r e o v e r ，t h e a p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r eo fc sa n dt h ea d ow a y o fc o n n e c t i n gt ot h ed a t a b a s ei su s e dt o d e v e l o pa n dm m s e a l c hi nt h ew h o l es o f t w a r e n l ei m a g ei d e n t i f i c a t i o na n dv i d e os u r v e i l l a n c e a n dc o n t r o la l ec o m b i n e dt ot h es o f t w a r e ，b e c a u s eo ft h er e q u e s to ft h ee l e c t r i cp o w e r c o m p a n y i tc o n s t i t u t e st h ef u l lp r o j e c to ft h es y s t e md e s i g nb yt h er e q u i r e m e n t sa n a l y s i s i t b u i l d su pt h r e em o d u l e s - 一t h es u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o l ，t h ei d e n t i f i c a t i o n ，t h em a n a g e m e n t t h es o f t w a r e a d o p t s ak i n d o fs c h e m et h a ts u r v e i l l a n c ea n dc o n t r 0 1m o d d ea n d i d e n t i f i c a t i o nm o d u l ea r ec o m p l e t ei n d e p e n d e n c e i tc o m et r u et h a tt h ee n h a n c e dc o h e s i o n a n dt h ew e a kc o u p l i n go fm o d u l e t h i sp a p e ri s a i m i n ga tt h em a n a g e m e n ts o f t w a r ei n s u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o lc e n t e ro fj i n h u az h e j i a n g ，t os t u d yt h em a n a g e m e n ts o f t w a r eo ft h e v i d e oi m a g ei d e n t i f i c a t i o ns y s t e mi ns u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o lc e n t e rp r o f o u n d l y i ti ss h o w e dt h a tt h es o f t w a r eh a v et h eg o o dc a p a b i l i t yo f r e a lt i m ef o rt h er e q u e s to f t h e p o w e re q u i p m e n tc o n d i t i o nm o n i t o r i n g ，t h ee a s yi n i t i a l i z a t i o n i tr e a l i z e dt h ef u n c t i o no f n o b o d yi nw o r ka n dt h ea u t o m a t i ca l a r m f e n gl i n g l i n g ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f s u nf e n g j i e k e yw o r d s ：v i d e os u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o l ；i m a g ei d e n t i f i c a t i o n ；m a n a g e ；a l a r m 堡j ! 皇立丕堂堡主堂垡坠塞 中文摘要 本文介绍了视频监控系统的现状以及视频图像识别系统的组成和工作原理，重点论 述了视频图像识别系统的监控中心管理软件的研制。 监控中心管理软件是运用面向对象方法，以v c + 十和s q ls e r v e r2 0 0 0 为开发工具， 并采用c s 模式以及a d o 数据库访问方法进行开发和研制。针对电力企业的监控识别要 求，将视频监控与图像识别结合起来，通过系统的需求分析，制定了完整的设计方案， 实现了监控、识别和管理三种功能模块。提出了一种将监控与识别功能完全独立的解决 方案，实现了模块的强内聚和弱耦合。本文是以浙江省金华电业局监控中心管理软件为 实例，对视频图像识别系统的监控中心管理软件进行了深入研究，为电力系统电力设备 监测技术打下一定的技术基础。 该软件初始化过程简单，系统扩容能力强，实现了无人值守、自动报警功能，达 到了电力设备状态监测的实时性要求。 关键词：视频监控：图像识别；管理；报警 a b s t r a c t t h i st h e s i sa n a l y z e st h ep r e s e n tc o n d i t i o no f t h ev i d e os u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o ls y s t e m a n dt h ec o m p o s i n ga n dt h ew o r kp r i n c i p l l eo ft h ev i d e oi m a g ei d e n t i f i c a t i o ns y s t e m t h e m a n a g e m e n ts o f c w a r eo ft h ev i d e oi m a g ei d e n t i f i c a t i o ns y s t e mi ns u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o l c e n t e ra r ed i s c u s s e dw i t he m p h a s i s t h em a n a g e m e n ts o f t w a r ei sd e s i g n e dw i t ht h eo b j e c t - o r i e n t e dc o n c e p t s v c + + a n d s q ls e r v e r2 0 0 0a r ea p p l i e da st h ed e v e l o p i n gt o o l si nt h i ss y s t e m m o r e o v e r ，t h e a p p l i c a t i o na r c h i t e c t u r eo fc sa n dt h ea d ow a y o fc o n n e c t i n gt ot h ed a t a b a s ei su s e dt o d e v e l o pa n dr e s e a r c hi nt h ew h o l es o f t w a r e t h ei m a g ei d e n t i f i c a t i o na n dv i d e os u r v e i l l a n c e a n dc o n t r o la r ec o m b i n e dt ot h es o f t w a r e ，b e c a u s eo ft h er e q u e s to ft h ee l e c t r i cp o w e r c o m p a n y i tc o n s t i t u t e st h ef u l lp r o j e c to ft h es y s t e md e s i g nb yt h er e q u i r e m e n t sa n a l y s i s i t b u i i d su pt h r e em o d u l e s t h es u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o l ，也ei d e n t i f i c a t i o n t h em a n a g e m e n t t h es o f l w a r ea d o p t sak i n d o fs c h e m et h a ts u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o lm o d u l ea n d i d e n t i f i c a t i o nm o d u l ea r ec o m p l e t ei n d e p e n d e n c e i tc o m et r u et h a tt h ee n h a n c e dc o h e s i o n a n dt h ew e a kc o u p l i n go fm o d u l e n l i sp a p e ri sa i m i n ga tt h em a n a g e m e n ts o f t w a r ei n s u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o lc e n t e ro fj i n h u az h e j i a n g ，t os t u d yt h em a n a g e m e n ts o f t w a r eo ft h e v i d e oi m a g ei d e n t i f i c a t i o ns y s t e mi ns u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o lc e n t e rp r o f o t i n d l y i ti ss h o w e dt h a tt h es o f t w a r eh a v et h eg o o dc a p a b i l i t yo f r e a lt i m ef o rt h er e q u e s to f t h e p o w e re q u i p m e n tc o n d i t i o nm o n i t o r i n g ，t h ee a s yi n i t i a l i z a t i o n i tr e a l i z e dt h ef u n c t i o no f n o b o d yi nw o r ka n dt h ea u t o m a t i ca l a r l t l f e n gl i n g l i n g ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db yp r o f s u nf e n g j i e k e yw o r d s ：v i d e os u r v e i l l a n c ea n dc o n t r o l ；i m a g ei d e n t i 6 c a t i o n ：m a n a g e ；a l a r m 声明 y - 8 霸? 7 8 襄 本人郑藿声明：此处所提交的硕士学位论文视频图像识别系统的监控中心管理软 件硪制，怒本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成聚。撼本人所知，除了文咿特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其 他人已经发表或撰冀过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学蠛其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：墨盐日 期：墨塑受。! 兰! 塑 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了孵华北电力大学有关保留、馒周学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门遴交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文 同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密豹学位论文在解密瑶遵守诧规定) 作者签名：蔓趟 e t 期：趔。2 。磁 导舜签名：别、畦 基 翘：壁照：三：翌 华北电力大学硪士学经论文 第一章前言 1 1 视频图像识别系统的发展及其应用 据研究，在人类所接受到的全部信息中，有7 0 以上怒通过视擞得到的。在 信息佬对代瀚今天，税频监控系统伟为入类视觉的娥伸越来越受蓟燕视，阎时将监 控技术与图像识别技沭相结合发展起来的视频图像识别系统也得到了广泛的应用。 1 褫频黧像谖舅g 系统的发震 携频图像识裂系绞是搀整缘识别技术融入我频羧接系绞中夏发攫起来戆。它楚 伴随着视频监控系统的发展而发展的。因此簧想了解视频图像识别系统的发展就簧 了解褪频监控系统躲发展。筏频监控系统是耀手对豢定场最区域避行鉴援，并把场 景内的视频信息传递绘监控者，使其能根据相应的情况采取适当措施的系统1 2 0 j 。 视频监控煞统的发展大致经历了三个发鼹阶段： ( 1 ) 在2 0 世纪9 0 年代初及其以前，以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为 第一代襁频监控系统，期模拟视频监控系统。这秘监控系统多是以摄像飒、分割器、 录像机为核心，辅以其他传感器的模拟系列”。】。但是由于图像识别技术鼹以数字 形式的图像，丽这一阶段的数据以模拟形式保存，所以在一阶段缀滚将视频监控技 术与图像识剐技术稆结合应用。 ( 2 ) 2 0 世纪9 0 年代中期，利用计算机的高速数攒处理能力进行视频的浆集和处 理，从而大大掇高了图像质量，增强了视频簸控的功能。这种基于多媒体计算机的 系统称为第二代视频_ l | 鑫控系统，即模拟输入岛数字压缩、擞示和控制系统 6 - 7 l 。多 媒体技术的发最使得强像信意得戳数据形式保存，瓿箍为与图像识别技术稳结合提 供了便利条件，但是这一阶段的监控系统不具备图像实时识别的条件，与图像识剐 技术结合静盛鞠还是受翻一定麓限翻。 ( 3 ) 2 0 世纪9 0 年代后期至今，随潜网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅 速提离，陵及务穗实溺褫频信息楚理技寒斡滋现，褫颏盆控进入了全数字亿的两络 时代，称为第三代视频监控系统。典型代表脊丽种：一种是以数字泶像设备为核心 豹筏频箍控系统，勇一释是瑷嵌入式疆频w e b 疆务器为孩0 豹褫频蕴控系统。 全数字化、全网络化的视频监控系统为融合图像识别技术提供了更广阔的发展 空瘸。援菝整控系统耱数字委像售惠暹遥弼终传送劐谖嗣串心送行鲶理。囱于溺络 的无距离性，使得图像识别技术能够蜜时的对远程的目标进行处理。全数字化的图 片售意，搜褥邋过诗舅援戆处理受掇戆方矮。掰羧褒这个除浚褪鬃溺橡谖剿系统开 始了蓬勃的发展。 第t 页共5 9 页 牮魏电力大学硕士学位谂支 1 1 2 视频图像识别系统的应用 视频监控系统成本低、功能强大、方式晨活及可靠性离的特点，广泛的应用于 安全黪菠、生产渡翟控测、大型公共设施的安全茨范、医疗黢护、远程教寒甓领域。 例如，盒融领域的营业大厅监控、自动提款机监控、商业市场商场的保安监控、越 级审场的出入鼹监控、军事镶域的基地安防、公安锬破、监狱法庭、交逯袋域裹逸 公路收费管理、交通遗章和流量监控、公共交通车辆牌照管理等等。 正怒由于毫鲢频监控系统的广泛应耀，人们考虑剃耀现有滋监控熬统，憋视频鉴 控技术与图像识别技术的结合，来提高自动化水平。这种想法得到了广泛的认同， 从两视频图像识别系统在各个领域得到了广泛的应髑。如交避方蘧蛇公路不婷车收 费系统，该系统通过巯控系统对过往车辆的锫种信息的采集，然后通过图像识别投 术的处理得到举主的馏息，行驶里程鄹应缴费用等，最后完成缴费过程 8 - i o 】。在霉 事方面的应用，如自动报靶系统，通过监控系统采集任意对捌的靶图像，然后再运 用图像识别技术进行处理，得出射手的射击成绩】。与生物特征识别技本终合的应 蠲，如在机场笑日，安装设餮自动蓝说和识别系统，将乘客的面像獭摄后，与数据 库中嫌疑案犯颇像进行匹配，可有效她辅助公安刑偾人员提捕嫌疑人。 视频蓝控系统在备电力金妲中也广泛的应用，如交换辊房、无线机房、动力机 房，以及变电站、电厂的远程监控系统。结合图像识别技术的视频图像识别系统的 应震主簧集中在通信机房帮交电站的电力设祷狡态嶷对裣浏。僵总瀚来说，电力系 统的远程数字视频监控与图像识别技术的研究刚刚开始，具有广阔的应用前景。 2 课题磷灸的意义及背景 蕤麓释技邀步与毫力傣裁浚荤载不瑟深入秘发袋，各犬魄力金娥为了鼹商经济 效益，提高劳动生产率，都准铸在发电机房等地实现无人值守。目前，对电力设备 熬凌悫簸测逶露逶j 童浚备运行状态纛爱映 殳器运行清凌，获取渗鞭对象懿获态信 息，采集电力设备的电压、电流、频率、局部放电龋以及磁力线密度等信号( 包括 芷霉售譬嚣异常痿号) 。但是状态在线黢溅嚣髓还泰达到竞罄、可靠麴翟凌，蠢存 在以下问题：1 ) 信号收集上传感器可靠性受现场电磁干扰和设备灵敏度等因素影 响；2 ) 凌劳发诊甄裁力、叁学习零童逶痤能力、大量数据的处理、警瑾能力方嚣不 够完善；3 ) 理论上缺乏系统的知识体系、概念体系f 1 2 - 1 5 。因此，就需要搭建另一套 独立的监测系统对电力没冬进行状态捻测，著遴步挺裹工传效率及绩患塞凌纯拳 平。 厕黠，冬电力企业也舔在积极地建设远程监控系筑，那么到露瑰蠢躲遂按系统， 再结合图像识别技术，实现电力设备的状态实时检测，不仅w 以提高经济效髓和劳 动生产攀，两虽可以实现了无人值守，极大敢增强了电力系绫的鑫动他承乎。 第2 页共s 9 蕊 车j 电力大学硕士攀镀论文 基于以上两种形势的分析，拟建立一套视频监控识别系统作为独立的电力设备 状态实时检测系统，作为目前的电力设备在线检测的有效补充。畿电力调度中心建 立监控中心，对各变电站的褥荧数据、参量、图像进行监视和控制，将各监视点， 如主控铡蹇、裹压室、浚强浚凌、瑟电器、矮褰刀阕、室夕 场蟪麓襞缓霾像逶遂遴 讯两实辩魄传输到集控站竣地方调度中心，叛馒链够实对、直接娩了解和掌握各耄疆 房的情况，同时要对这些设备的状态进行识别报警，除了可以识别些信号灯和数 字表以外，还有其它更多的设备比如电压表、电流表、油液面以及仪表显示的数据 等。有些识别对象只需要照示其状态不需要报警，有些识别对象黹疆在超出正常范 围的时镁发密警报。 茹簿程滋雩亍整控瓣阉辩巍逶应豹区分众多瓣箍控对象并调瓣榴斑豹识象程净， 实现各识别程序协调调度办成为一个不可回避的新的研究课题。 因此，需要一个功能完游的监控中心管理软件，它既能够完成监控功能又可以 实现对电力设备的状态进行识别，并且在电力设备状态异常时发出警报，发现故障 戳及敬障隐患，及嚣寸报警邋知值班人员。 本漾遐来源予溪汪餐龛华壤鼗嚣巍颓图像识翳系统豹秘酝磺鹣，并在建稀磺矮 哥豹基础上对视频图像识别系统的监控中心管遐软件的研制进行了深入研究。从金华 监控中心管理软件运行情况来看，整个运行邀糨可以实现无人值守，并且安全可靠 性高，大大节约了人力资源，提高了劳动生产率，进一步加强对黛骚发电车间及无 a 值守变电站的安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管壤水平。 。3 论文的主要王 乍 论文主蒙是通过视频监控系统将采集到的闵像传送到监控中心服务器，在监控 中心服务器对所有的视频流谶行管理，并提供厝台识别程序参数，接收并处理识别 程序的结果。论文主要完成以下工作： ( 1 ) 嚣袋分嫒 锌辩魄力系统豹电力设备状态检灏的需求，对监控中心管理软件的进行了全方 面的需求分析。主要包括以下几个方面的需求：总体要求、安全燃骚求、识别功能 要求、监控和管理功能要求、实时性要求。并根据需求分析的结果，给出监控中心 软件的基本功能分析。 ( 2 ) 开发方案没诗 摄爨鬻求分橱豹结果，对簸控中，蛰管理软俘灼开发方寨避行系统豹分丰厅，剩鬻 微软的v i s u a lc + + 开发工具和瑞典a x i s 公司的c a m l m a g e 控件，采阁c i s 结构和a d o 技术连接数据库的方法，在w i n d o w s 操作系统上进行开发。为了爨好的实现监控和 识别功能，深入讨论系统架构方案，并分析提商中，t h , 软件的实时性的解决方法。 ( 3 ) 缡程实现软件功能 第3 页共5 9 斑 华j 电力大学硬士学经论文 针对本课题所需要完成的功能，将软件分成s e r v e r 模块、识别模块、管理模块、 监控模块、数据库模块五个大的模块进行设计和实现。 ( 4 ) 融合硬件产品的设计 为了壤燕款磐豹实用瞧，壤鸯曩一静蕊控中心软静鼹经震毂疆 孛产磊：先进撬谖 公司的a v 6 0 0 ，使蕊控串心软释可敬使雳嚣静硬伴产磊。 第4 嚣共5 9 蕊 华j 电力大学硕士学位论文 第二耄褫频图像识爨系统笛介 视频图像识别系统是指能够接收来自现场的数字视频信号，实时传送到监控中 心，在监控中心对现场进行监视，控制摄像机动作，并能够根据需要对采集到的数 字视频图像避行分析、处理和识剐。由于近年来电力系统信息化建设工作的不断深 入和安全生产的需要，数字视频监控手段越来越受到重视。但是传统的监控系统只 是负责把益控现场的躐面送到监控中心，由德班的工作人员蒋负责避行监控。由予 工作人员的疏忽，很容易造成监控失职1 1 5 1 。因此该系统采用数字图像处理技术，实 现无入值守的全鸯动簸控，可以自 亍替代盆褫人员静部分工作，大大提高了工作效 率及信息自动化水平。 2 。 视频图豫谖翔系统酌总体方案 该系统秘蠲现有豹蕊终资源，不需要薪建整茬系绞镶设光缆，胃酸轻褥易举遗 实现远程视频监控。在远端的监控中心就可以监控擞个前端现场，并能根据需要对 采集裂豹数字裰叛图像进嚣分辑、楚瑷、识掰巍报警。系统零j 霞灵活，全数字纯交 像方便于保存和检索，为事故稳测提供新的手段，为举故分析提供可靠的依据 1 5 - 1 7 】。 在该系统孛弱个重要润蘧楚援频鹣躅终纯佟辕过耧中数实涎往要浓 撼】。焱天式撬 频服务器具有猩图像主观质量更好的前提下，数据量大大减少，系统实时一陛高，系 统霹扩震娃壤强夔姨患 l 硼，魇娃本软 孛其专巍天鳇钱越煌，戆够在嶷嚣注缀毒戆巷 况下很好的同时完成监控和识别的两种功能。 视频图像识别系统将监控系统积强像谖鄹系统缝会，在实时整羧戆嚣慧，完成 对特定目标的识别以及报警。它的硬件设备包括摄像机、云台、嵌入斌视频服务器、 交换极以及中，心蛄服务器等。这撵斡结麴决定了该系绞霹以霉嗣瑷成的网终资源， 实现远程视频擞控。采用即插即用的嵌入式视频服务器可以使硬件缩构简单，系统 扩容能力强。 2 2 视频豳像识别系统的组成结构 扶鲔构上分，视频图像识别系统由视频采集、传输通道和监控中心三部分组成。 第5 页共s 9 疑 华北电力大学硕士学位论文 骂挢 网 “ 图2 1 系统结构圈 由图2 ，1 可觅，带萄目标图像信毖的视频瀛透过摄像头的采嚷，由视频鼹务器 编码器通过网络传送到远端的中心站服务器，在中心站服务器上进行解码并对目标 图像进行处理。中心站服务器通过解码提供监控系统需要的视频流和识别系统需要 的目标图像信息。根据客户不同的要求可臣同时将中心站服务器的视频流向其侄客 户监控终端传送，或者通过网络视频服务器解码将规频流直接艇示在电视墙上进行 赢观的监控。 中心站服务器的监控系统将各个监控点的视频流提供给用户。用户可以根据需 要调出任意监控点的图像。识剐系统则是根据特定瓣匿标识翱爰求对巨像进行处 理，当不符合要求时进行报警，以实现无人值守。 2 2 1 视频采集部分 视频采集韶分主要由摄像桃、云台、视频强务器等主要设备组成。摄像帆将采 集到的视频信号传送到视频服务器；视频服务器对视频图像进行压缩，并上传到监 控中心。浙江盒华监控中心管理软件所采用的视频服务器是a x i s 公司的嵌入式网 络褫频服务器a x i s2 4 0 0 + 。在本论文中实瑗了2 种栊频服务器的融舍；a x i s 公司 的嵌入式网络视频服务器a x i s2 4 0 0 + 和先进视讯公司的嵌入斌网络视频服务器 a v l 6 0 0 。 视频服务器是硬件设备的核心。v i d e os e r v e r 是基于w e b 技术的，支持h r p 和 卸协议，通过h t t p 协议用于远程客户下栽实时视频图像和对v i d e os e r v e r 避雩亍疆己置。 硒协议用于远程存储图像文件。 传统的多媒体视频监控系统都是在监控现场安装一台u n i x 工作站或一台安装 鸯视频采集卡的p c 机，这样做成本较高由于现场环境复杂，不能保证设备的稳 定性。莉时，由于只使用了计算机的部分功能，对硬件资源造成了浪费。而v i d e o 第6 贾典5 9 页 华稳电力大学硕掌位论文 s e r v e r 罴怒夔是瘦客户嫒按零，它终只蘩成撬频燕控联惹要戆软俘帮硬 串，这样懿 设备成本低，幽于设铸都是硬件形式，因此抗干扰能力强，稳定性好。 用户对摄像祝静控潮是邋过v i d e os e r v e r 酌r s 4 8 5 实现的，在v i d e os e r v e r 的 背板上，商一个接线器，其中7 ，8 脚是s e r i a lp o r t i r s 4 8 5 0 半双工工作方式。s e r i a l p o r ti 是个可编程的r s 2 3 2 或r s 4 8 5 接口。可以通过w e b 测览器进行控制。v i d e o s e r v e r 支持鼹秘方式对摄像撰述孬控刳，分别是逮过醢镑葶嚣t c p 协议。 a x i s2 4 0 0 + a x i s 2 4 0 0 + 使麓的是蠡穗静i n t e r n e tt c p i p 汝议族，最多可潋连接4 台模叛摄 像机。它将模拟视频转化为高质量的数字图像，用于在内部网络或i n t e r n e t 上传输。 产赫特谴： 最多4 路模拟视频输出； 1 视频流：m j p e g 格式下最高帧速可迭3 0 ( n t s c ) 硪2 5 ( p a l ) ，同时支持 快照功能，支持鼷户控裁器豫器缭东平； 2 4 路报警输入和1 路报警输出； 3 事佟鲶瑾功能，惫括m a i l 、t c p 、h t t p 、f t p 道知以及褪频上载： 4 自动检测所用制式( p a l n t s c ) ； 5 多p t z 设备支持： 6 网络连接：邋过m o d e m 接入或_ 壹接与以太鼹据连接； 7 支持p k p 3 脚本程序，可开发用户自己的应用脚本； 8 暹过基予w e b 懿2 1 2 其支持远程琵置襄状态稔查； a v l 6 0 0 a v l 6 0 0 e 税频服务器使麓的是标准的i n t e r n e tt c p i p 协议族，可良通过五类线、 光纤或无线媒介在1 0 1 0 0 b a s e t 网络上以每秒2 5 ( p a l ) 幅蕊甄传送m p e g 4 图像。 技术指标； 1 援频：支持j 鼹撬频竣入，n t s c p a l 霹设爨，接珏采鼷b n c 2 音频：支持l 路输入和1 路输出，接阴采用3 5 r a m 立体声耳机插座 3 瑟缩栋准：辫像采羯m p 嚣g 4 4 图像码率：3 2 k b p s 一4 m b p s 可设+ 5 啻频：p c m g s m 6 。齿频码率：1 2 8 k b p s 1 3 k b p s ，支持双鹳滚功熊 7 硬件解码器：a v l 5 0 0 e r r a 、a v l 6 0 0 e 刚r a 8 ，凝像格式：q c i f 、c i f 、2 c i f h 、2 c i f 、a l ll i n e s 格式辩酉获这至l2 5 鲮， 秒，4 c i f 时可以达到1 0 - 1 5 帧秒 9 o s d ：不支持任俺0 s d 耱能 1 0 网口：支持1 0 m 1 0 0 m 以太网接口 第7 页拭5 9 甄 华北电力大学硕士学位论文 l t 常黼接口：支持3 路报警输入、1 路控制输宙 1 2 串阴：独立的2 3 2 接阴，r s 4 8 5 r s 4 2 2 自适应 1 3 。蛰议：支持u d p 厅c p 缀撵蛰议，肉萋w 嚣b 功戆 2 2 2 传输通道 数字裰频谂号驮远疆燕控羹患经由专惩2 m b se 1 转赣遂遴送到整接鼍廷裂中，办。 2 2 3 监控中心 藏控中心主要枣念中心溅务器帮篮按中心软侮缰戏。麓控中心软 孛采爱c s ( c l i e n t s e r v e r ) 设计结构，标准的t c p i p 协议，舆有很强的开放性和兼容性。中 心服务器主要完成用户熬录管理、摄像机控制信号的发出、视频图像的实时监控、 录豫、检索、麓敖、视频图豫的簸取敬及髓标图像游识疑与街警等功熬。 2 3 浙江金牮视频圈像识别系统的设计方案简介 浙江金华卒冤频图像识剐系统的主要监控识别目标集中在城中变电站和湖中变电 站。根据视频图像识别系统的设计原则，设计了浙江众华视频图像识别系统结构圈， 如委2 2 霞示。可敬看凌该系统毯摇薄部分，英孛上半部分为浙江害金牮毫盈鼹城 中变远程视频般控和图像识别系统，下半部分为多湖交远程视频监控和图像识别系 统。鼹个系统均主要由以下几部分缀成：远程瑰场视频采集系统、通信传输通遐和 箍控设嗣中心。 鼍一睦向。 一心b 婀。 一 吼l一f 叫斗 酶二| 参一r e | | 岫” 一一 幽 嚣2 2 漩滢袅华援频黧像识裂系绫缝构爱 蘩s 噩熬5 9 趸 nh nu 华北电力大学硕士学位论文 利用金华电业局专用通信网络来建设视频监控系统，在通信机房重点部位安装 稳应翡摄像瓿，逶遭疆频线缆连接到李觅频鼹务器直接上阏，在信意溢控中心配置 台中心监控服务器，安装远程视频监控与图像识别服务器软件，中心监控服务器管 理变电镑内掰有摄稼撬、褪鬏驻务嚣，嚣嚣亨对凝毒主鼹鉴控客户臻遂霉亍管壤，厂领 导或相关授权人员在自己的办公微机上用i e 浏览器即可随时监控所有监控点的情 、爨。 视频采集部分 主簧由摄缘爨、翔褥、撬簇骚务器等主要设备筑或。摄像疑将采集爨的筏菝臻 号传送到视频服务器；视频服务器采用a x i s 公司的嵌入式网络视频服务器a x i s 2 4 0 0 + ，该嚣络援频鼹务器其窍嚣令援频羧入接日；阚褥受菱涛援频骚务器输窭静 1 0 1 0 0 m 以太网数字视频信号转换为2 m b se t 数字视频信号。 传竣逶遴 数字视频信号从远程监控站点经由专用2 m b se 1 传输通道送到监控识别中心。 照控识别中心 监控识别中心主要由一台中心服务器和数台终端客户机组成。中心服务器主要 完成用户登录镗理、摄像机擦毒l 信号的发出、视频图像的安鞋监控、录像、检索、 回放、视频图像的截取以及目标图像的识别与告警等功能。 第9 页共5 9 页 华j e 电力大学硕士学位论文 第三章需求分析 需求分季厅箨为软侍互程的一曩、除瑷，在较 睾颈譬殍发中起着至关重要静传麓。 软件项目中4 0 6 0 的缺陷都是由需求分析阶段的过失所致 2 0 1 。对欧洲软件行业 所傲静大规模调查显示：确定和警理用户需求逶问题最多豹两个环节。软件项目要 取褥成功，最鬟要的燹过于了解所蒙开发的软传需要解决哪些问题【2 卜”1 。所以对监 控中心管理软件的用户需求进行系统的分析。 3 零求调磺 3 。 慧薅要求 监控中心管理软俜是层翦电力系统中对电力设备状态检测的有效补态。如图3 1 所示，监控中心软件的参与者是管理员。管理员根据监控中心软件提供的实时般控 视频滚褒报警继患，慰电力设餐进蠢实露戆监控管理。嶷发瑗电力设备舅褰翡时续， 管理员可以及时地通知维护人员进行维护和修理。 圈3 1 蕴整中心软箨关联强 中心软件能够对机房的电力设备状态进行实时监控，并利用图像识别技术对电 力设备状态进行实时稔测，警设备状态出现异常时发 船报警。由髓控硬件设备负责 采集电力设各的状态傣息。监控中心款l 牛通过魄力系统的专用网络接收到网络视频 服务器的视频流，并进行处理。 、 j 錾 ，1 j 瘸3 2 数据滚圈 第1 0 页接5 9 孤 华托电力大学硕士学位论文 如图3 2 所示，监控中心软件的基本功能是围绕视频流进行的。首先要获得网 络视频服务器的视频流，然后一方面对从视频流中截取出的图片进行识别，并在一 定情况下报警，另一方面要将视频流摅供给用户进行监控，最后对各种信息进行管 理。 3 1 2 安全性要求 要求中心软件的运行以及监控硬件设备的运行不珂以影响电力设备的运行，以 充分保证电力设备的正常运转。如图3 2 所示，采集信息主要是依靠摄像机廷集到 的电力设备的状态视频信息，对图像信息的处理以及报警功能的宪成都焱监控中心 服务器上完成，所以监控中一t 3 管理软件的整个运行过程不会对电力设备的运行有任 何影响。 3 1 3 识别功能要求 要求对信号灯、数字灯、撑针、皂动跳阑开关、数路器开关弹簧压力指示嚣、 各种油波面_ 葶h 水液颟、变压器风机七类重要电力设备状态进行准确的识别。本论文 不涉及具体识别程序的研究，主要为各项取识别程序提供数攒，参数，以及接收识 别程序发回的报警信息以确定报警形式。下面将详细介绍一下七类识别隧标的识别 要求。 信号灯类识别目标 要求能够识别如图3 , 3 所示的器种信号灯的亮灭，信号灯颜识有红、绿、白、 黄，当信号灯的亮灭状态发生变化时报警。另外，要求识别的信号灯的最小半径为 l m m 。报警形式主要以弹出式窗口提示和报警信息栏照示。 圈3 3 信号灯类识剐垦标 数字灯类识别耳标 数字灯类识别目标是以7 段式l e d 数字灯为识别骤标，如图3 4 赝示。要求魃 够准确识别出数掌灯所照示的数据。针对不同的数字灯有不同的上下限，在数字灯 的显示数据越出正常范嗣时报警。报警形式主要以弹出式窗口提示和报警信息栏显 示。另外，还有不要求发出报警信号，在这种情况下，只稀要识别出数字灯的显示 数据，并输出该数据。 第l l 垂凝5 9 贾 牮j t 毫力大学硕士学挝论交 黧3 4 数字灯类识剐疆椽 指针类识别目标 指针类识别目标主要以表擞类指针为目标，如图3 5 所示。识别灏求主要有以 下两种：一越要求识别出指针蹰前所指示的读数。如图3 ，5 的a 图所示，要求识别 凄黑色攒针掰稽戆读数，并输凛该读数，当黑色搔锋麓基红色捂针瑟撂示豹数篷露 发出报警。又如图3 5 酶c 圈掰示，两个红色的攒钟搔示的是正常藏潮，要求识鼷 出黑色指针谯该范围内的读数，只需要输出数值，不需要报警，数假的输出可以选 择声音提示。二是要求识别出指针所指示的范围。如图3 5 的b 图所示。要求识别 出指针所指示的区域，在绿色聪域内为正常值，程红色区域内为报警区域，另外在 绿色区域肉紧靠红色区域的范潮蠹要发出莛验掇警。指针类识别强据逐寇藉毫捱 表、电流表、交电站避雷器潺魄放亳蕊测表、交藤器档霞指示表、交藤器温度表、 6 氟化硫压力袭等，这里不一介绍。 a 圈b 田c 酿 圈3 5 指针类识别目标 自动跳阑搿关类识别目标 魏罄3 6 聪示，蠢凌魏藤秀关鸯缀多耱，魏凝游攀矛关( o n o f f 攒示器、0 1 指示器、分合指示器) 、三联动开关等等，但主要状态只有开关两种。要求能够识 别出开关的幽前位置，并输出路果，当状态发生变化时报警。报警彤溅以弹出式窗 口为主。 第 2 委共努贾 华就电力丈学硕士擎位论文 撩汹陌 撩搏憎示辩 静，骨增水辟三骚酶开关 图3 6 自动跳闸开关炎识别目标 弹簧愿力攒示嚣类识别睡捶 弹簧压力描示器包括有弹簧储能箭头指示器和弹簧储能指针式指示器，如图3 7 瑟示。弹簧姥能戆状态分为储髓完成羁德髓寒宠成。襄嚣3 7 左圈蕊示，弹簧储戆 箭头指看专器由黑色的箭头以及黄色的背景色组成，其中箭头指向朝上为储能究成， 箭头指囱朝下为储能来完成。弹簧储能指针式指示器由黑色区域黧的红色指针和黄 色指示区组成，图3 ，7 右图所示该指示器储能融经完成，若黑色区域里的红彀指针 与左黄色刻度医的顶部平齐时的状态即为储能未完成。要求对这两种指示器状态进 牙识别，蓑弹簧德毙牙关处予壤熬状态，系统竣出菱常王嚣戆提示；若弹簧鲶于 储能状态，系统发出街警信息，保存报警图像。 撵舞疆镌妇懒器醛 图3 7 弹簧压力指示器类识别目标 液萄类识鞭强标 如图3 8 所示，波面类识别目标主要指各苇申油液蕊和水液厦，要求对液搿赢度 迸行识别，同时要求给出液谣高度占整个高度的百分比，输出该酉分比。针对不同 鸵滚嚣类识别疆标要求报警的范爨也不同，在超出蕊嚣戆惨提下，发出擐擎。摄警 形式以弹出式衡口为主。 第1 3 疆菸5 9 页 华北电力大学硕士学位论文 图3 8 液面类识别目标 变压器风税类识剐目标 磐图3 9 鼹示，变压器照瓿类谈别嚣标要求对交篷器风橇熬转动与否进行谈爱， 要求输出变压器风机恳前的状态。 鹭3 9 燮莲嚣鼹撬类试捌鑫标 以上七类识另哇目标的识别参数及输出缝粜都商所区别，那么如果要慰这些识别 目标进行统一的管理，就需要将这然参数和结果统一成标准的形式。通过以上的分 祈，七类识剐目标所蒙求的参数类型以攫型值为主，包括：识别类型、识别透域坐 檬、溺值帮报警上下疆。输出静识剃绪莱鼓字符麓为主，艇括：数字、酉分魄和汉 字。报警结果的处理形式蠢：缀警船不报警嚣秘。如渠援蘩还震要输出报警封闻、 报警前后的图片以及报警形式。 3 1 4 监控和管理功能要求 除了要求能够对部分监控目标进行准确的识别之外，还要求能够对所有的监控 煮进行箍控。在辩菜个监控点的袄态发垒疑阏对，耍求爻于该点迸行重点的放大监控。 并且能够对各静绩患进行管理，摇翔户信患，弱户投疆，焱控疆咎髂怠，掇警信怠 等等。要求管理功能操作简单、界蕊友好。 3 1 5 实时性要求 一般情况下，要求能够在最短的时间内发现并排出电力设备的故障，才能够有 效的傈障电力系统的正常运行。从赦障的发熬到故障的排除，可以包括以下三个时 瘸莰：从故漳懿发生到发凝数漳的辩阕、扶管理燹遥翔维修天受到缎修入员封故障 现场的时间、维修人员维修设器鲍时闻。监掇中心软馋就是要缀短从鼓簿发生到发 现故障的时间，这样才能够实现对电力设备的状态进行检测，为安全生产、设备维 护辞提供有利的保障。如果不能在规定的时间内发现故障，并撼醒维护人员，也就 第1 4 舞共5 9 页 华j & 电力大学硕士学位论文 失去了数控中，0 管毽敬传实际镬躅意义了。瘊以在设诗整个监控中，0 软譬的爨瓣裁 需骚考虑一个实时性的问题。 钎对浙江金华龟渡届嚣场静其体要求，扶散障及敲障豫恚静发生爨发现的时间 差要求在1 3 分钟之内。