变电所无人值守方案

1.      设计背景
随着高铁技术的发展,一带一路建设,铁路沿线牵引动力变电站的数量随之增大,与此同时,由于变电站数量大、位置分散,甚至有的处于很偏僻的位置,安全隐患较多。因此如何构建规范的、符合安全标准并便于监测管理的智能化无人值守变电站,并采用先进技术和研究成果对变电站监控环境进行改进,逐步实现变电站的少人,甚至是无人值守,已成为铁路电气化发展中的一项重要课题,对提高沿线变电站管理水平具有重要的意义。
2.      系统整体结构
系统采用星型拓扑结构,如图2-1所示:

图2-1 系统整体结构
网络摄像头实时采集现场图像供系统处理;硬盘录像机存储视频记录供后期调取;服务器是系统的核心,包括图像工作处理和数据库存储处理两部分;客户端负责集中显示,危险信息记录,报警以及部分识别功能。
3.      系统功能说明
3.1智能识别+传感联动
a)        人脸识别
用于对关键出入口的行人进行识别,当发现许可人员出入或许可之外的人员出入时,均会产生记录并推送信息,可用于日常管理或出入记录追溯。
b)        入侵检测
用于对空旷的敏感区域进行控制,在系统启动后,任何可疑的入侵均会产生记录并推送信息,并且能够区分是人产生的入侵,还是非人产生的入侵。
c)        火焰检测
用于对易着火的重点消防区域进行控制,可以检测到火焰与烟雾,检测灵敏度可以自行调整。当发现疑似火焰与烟雾时,便会产生记录并推送信息。
d)        传感器联动
用于单机对多点区域进行控制,根据传感器检测险情,并实时切换视角至预设区域,并保存图像和录像。
3.2深度学习+智能识别
采用随机森林分类与深度网络技术的视觉识别分析引擎,实现了智能识别,随着训练数据的不断补充,可对分析引擎进行不断的训练与完善。
3.3量身定制+无缝衔接
可以根据不同的场所灵活配置前端摄像机的功能,满足各种应用情境。
既可实现对重要布控区域1对1的针对性重点监测,识别;也可使用少量摄像机+传感器辅助,实现对多个局部区域的低成本监测,识别。
可选的随身报警短信推送,随时随地,第一时间掌控布控区域安全状况。
3.4多点布控+远程管理
统一的管理级客户端,千里之外随时检查下属任意一点的布控区域安全状况,查看可疑情形记录。
4.      系统技术指标
4.1    系统运行参数
表4-1 系统运行参数
参数名称 参数值 单位 描述
平均故障时间(MTBF) 3000 小时 可稳定运行的时间
内存占用 8.0~10.0 Gbyte 运行所需内存
硬盘空间占用 77.9 Mbyte 运行所需硬盘空间
 
 
4.2    系统功能参数
表4-2 系统运行参数
功能名称 准确度(识别率) 反应时间
人脸识别 >95% <1s
入侵检测 >95% <3s
火焰检测 80%~90%(随灵敏度配置浮动) 1~5s(随灵敏度配置浮动)
传感器联动 x <1s
 
5.      系统环境要求
n  操作系统:Windows10专业版
n  系统环境:Matlab R2016b、.NET Framework 4.5及以上版本、CUDA7.5、MySQL5.6.24
n  硬件设备:服务器计算机(至少一台)
客户端计算机(至少一台)
海康威视云台Ip摄像机若干
海康威视硬盘录像机若干
n  硬件配置要求:
①   服务器计算机(识别功能部署,系统数据管理)
电脑型号:超微 X10SRA Main Server Chassis 
操作系统:Windows 10 专业版 64位 ( DirectX 12 )
处理器:英特尔 Xeon(至强) E5-2683 v3 @ 2.00GHz
主板:超微X10SRA ( 英特尔 Haswell-E DMI2 - Wellsburg )
内存:32 GB ( 三星 DDR4 2133MHz )
主硬盘:希捷 ST2000NM0055-1V4104 ( 2 TB / 10000 转/分 )
显卡:Nvidia GeForce GTX 1060 3GB ( 3 GB / 微星 )
显示器:MON2380 L238 ( 23.8 英寸  )
声卡:瑞昱 High Definition audio @ 英特尔 Wellsburg  高保真音频
网卡:英特尔 I210 Gigabit Network
② 客户端计算机(无人值守操作客户端运行)
电脑型号:Alienware X51 R3
操作系统:Windows 10 64位 ( DirectX 12 )
处理器:英特尔 Core i7-6700 @ 3.40GHz 四核
主板:Alienware 026CD3 ( 英特尔 Skylake-S - 100 Series/C230 Series 芯片组 Family - A145 )
内存:16 GB ( 海力士 DDR4 2133MHz )
主硬盘:NVMe PM951 NVMe SAMSU ( 256 GB / 固态硬盘 )
显卡:Nvidia GeForce GTX 960 ( 2 GB / Nvidia )
显示器:华硕 ACI20C1 ASUS VS207 ( 19.4 英寸  )
声卡:瑞昱 ALC899 @ 英特尔 High Definition Audio 控制器
网卡:英特尔 Dual Band Wireless-AC 7265
③ 海康威视云台IP摄像机
a)        海康威视高清智能红外高速球(室外)
 电源:AC24V:32W max
 工作温度和湿度:-10℃ — 50℃;湿度小于90%
  防护等级:IP66;TVS 4000V防雷、防浪涌、防突波,GB/T17626.5四级标准符合
  尺寸:185mm×330mm
  重量:4kg
  水平范围:360°
  垂直范围:-15°— 90°
  主码流分辨率及帧率:50Hz:50fps(1280×960,1280×720)
                      60Hz:30fps(1280×960,1280×720)
子码流分辨率及帧率:50Hz:25fps(704×576,352×288,320×240)
                      60Hz:30fps(704×480,352×240,320×240)
b)        海康威视迷你球(室内)
  电源:DC12V:9W max
  工作温度和湿度:-10℃ — 50℃;湿度小于90%
  防护等级:IP66;TVS 4000V防雷、防浪涌、防突波,GB/T17626.5四级标准符合
  尺寸:125mm×136.7mm
  重量:650g
  水平范围:350°
  垂直范围:0°— 90°
  主码流分辨率及帧率:50Hz:25fps(1920×1080,1280×960,1280×720)
                      60Hz:30fps(1920×1080,1280×960,1280×720)
子码流分辨率及帧率:50Hz:25fps(704×576,352×288,320×240)
                      60Hz:30fps(704×480,352×240,320×240)
④ 海康威视网络硬盘录像机(最低配置)
电源:DC12V
功耗:<10w
工作温度:-10℃ — 55℃
20硬盘驱动器:2个SATA接口(每个接口支持容量最大硬盘4TB)
 
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