CN104363422B - 基于视频监测的输电线路覆冰预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电线路覆冰预警系统，具体为基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，解决目前缺乏输电线路覆冰预警系统的问题，技术方案为：包括视频采集模块，图像处理分析模块，数据存储模块和状态显示预警模块；视频采集模块包括多个摄像头及无线数据传输芯片，摄像头与无线数据传输芯片连接；图像处理分析模块包括无线数据接收装置和PC机，无线数据接收装置与PC机连接；数据存储模块包括CPU和存储装置；状态显示预警模块包括声音预警装置，发光预警装置；图像处理分析模块的PC机与数据存储模块连接，数据存储模块与状态显示预警模块连接。优点：1、无需人工巡检，减少生产安全事故的产生；2、实时性强；3、可升级更新；4、容错性强。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路覆冰预警系统，具体为基于视频监测的输电线路覆冰预警系统。
背景技术
输电线路覆冰是输电技术领域一个危害较大、防护比较困难的问题之一，是威胁输电线路安全运行的重要因素。输电线路覆冰是在一定的自然环境下发生的，当云中或雾中的水滴在0℃或更低时与输电线路表面碰撞并冻结时，覆冰现象就产生了。08年我国南方就出现过大范围冰雪灾害导致大量输电线路的倒塔、断线、覆冰等事故，对电网和群众的正常生活甚至生命安全造成巨大危害。因此实时监控数据的上传、获取、分析与预警对于保障输电线路的安全具有至关重要的意义，及时发现输电线路的覆冰状况是保证快速处理灾害和减少重大财产损失的先决条件。目前，对于输电线路覆冰情况的监测主要是通过巡视人员现场观测来实现的，但由于输电线路覆冰受各地区地形气候条件影响大，而且有些线路架设在人烟稀少、交通不便的地区，这样就加重了巡查人员的工作量和工作安全，并且获得信息的准确性差、效率低，实时性差。因此就亟需研发一套对于线路覆冰状况能够做出准确判断，工作效率高，实时性强的系统对输电线路覆冰情况进行监测和预警，从而保证输电线路的正常运行，保障电力运行安全。
发明内容
本发明为了解决目前缺乏输电线路覆冰预警系统的问题，提供一种基于视频监测的输电线路覆冰预警系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，包括视频采集模块，图像处理分析模块，数据存储模块和状态显示预警模块；所述视频采集模块包括多个摄像头以及无线数据传输芯片，摄像头与无线数据传输芯片连接；所述图像处理分析模块包括无线数据接收装置和PC机，无线数据接收装置与PC机连接；所述数据存储模块包括CPU和存储装置；所述状态显示预警模块包括声音预警装置，发光预警装置；所述图像处理分析模块的PC机与数据存储模块连接，所述数据存储模块与状态显示预警模块连接。
本发明具有以下优点：1、无需巡线人员在恶略天气下对地形复杂危险的输电线路段进行日常巡检，大大减轻了巡线人员的工作量，避免因恶略天气巡线导致的生产安全事故；2、实时性强，通过无线数据传输，可实时观测预警输电线路的覆冰情况，及时作出预警并通知维护人员进行维护；3、可升级更新，通过知识库写入模块可对数据存储模块进行不断更新升级，提高预警判断的准确性，还可添加新的输电线路段参数，扩大可预警线路段的范围；4、容错性强，当预警功能故障或预警错误时，通过视频显示模块可人工进行预警的判断和修正，避免系统误报误判而造成的人力物力财力的浪费。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为图像处理模块的工作流程图；
图中1-视频采集模块，2-图像处理模块，3-数据存储模块，4-视频显示模块，5-状态显示预警模块，6-知识库写入模块。
具体实施方式
基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，包括视频采集模块1，图像处理模块2，数据存储模块3和状态显示预警模块5；所述视频采集模块1包括多个摄像头以及无线数据传输芯片，摄像头与无线数据传输芯片连接；所述图像处理模块2包括无线数据接收装置和PC机，无线数据接收装置与PC机连接；所述数据存储模块3包括CPU和存储装置；所述状态显示预警模块5包括声音预警装置、发光预警装置；所述图像处理模块2的PC机与数据存储模块连接，所述数据存储模块3与状态显示预警模块5连接。
使用时，视频采集模块1将输电线路实时图像数据采集到之后，通过无线数据传输芯片发送给图像处理模块2的无线数据接收装置，无线数据接收装置将数据传输给PC机，PC机通过视频局部放大技术、边缘检测算法先对视频信号进行抑噪去噪处理，并在图像梯度幅值计算中增加30°、60°、120°、150°四个方向的偏导数计算，从而提高Robert算子的边缘细化处理能力。PC机通过使用邻域平均值来自动计算待测点的阈值，从而实现阈值的自动产生。然后PC机对图像进行二值化处理，并与数据存储模块中的数据进行区域匹配，获得当前图像信号中输电线的尺寸参数，然后计算当前输电线路覆冰厚度的临界值。数据存储模块中的CPU将该临界值与数据存储模块3中存储装置存储的的覆冰厚度预警值进行对比，从而判断当前图像信号中输电线路覆冰厚度是否达到预警临界点，如果达到临界点，则CPU通过状态显示预警模块5发出声、光预警信号。
具体实施时，所述基于视频监测的输电线路覆冰预警系统还包括与数据存储模块3连接的知识库写入模块6，所述知识库写入模块6包括键盘及数据传输接口。键盘及数据传输接口方便技术人员不断向数据存储模块中添加新的输电线路尺寸参数及覆冰厚度预警临界值经验参数，从而提高本发明对输电线路覆冰预警的准确性。所述基于视频监测的输电线路覆冰预警系统还包括与数据存储模块3连接的视频显示模块4，所述视频显示模块4为电子显示屏。电子显示屏可实时显示输电线路的覆冰情况，在本发明的预警功能故障或失效时，通过人工查看电子显示屏的图像也可判断输电线路的覆冰是否达到临界值，及时对线路进行维护，避免造成更大的经济损失以及威胁生命安全的事故，从而提高本发明的容错性。所述状态显示预警模块5还包括数据无线传输装置及数据接收装置。当发生覆冰厚度达到临界值，状态显示预警模块发出预警信息时，数据无线传输装置将预警信息发送至数据接收装置，野外巡线人员可以及时得知达到临界值的输电线路所处位置，及时赶到预警线路段进行维护，提高了消除警报的响应时间，最大程度避免发生危险的可能。
Claims (4)
1.一种基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，其特征为：包括视频采集模块（1），图像处理模块（2），数据存储模块（3）和状态显示预警模块（5）；所述视频采集模块（1）包括多个摄像头以及无线数据传输芯片，摄像头与无线数据传输芯片连接；所述图像处理模块（2）包括无线数据接收装置和PC机，无线数据接收装置与PC机连接；所述数据存储模块（3）包括CPU和存储装置；所述状态显示预警模块（5）包括声音预警装置、发光预警装置；所述图像处理模块（2）的PC机与数据存储模块连接，所述数据存储模块（3）与状态显示预警模块（5）连接；本发明是通过以下方法步骤实现预警的：视频采集模块（1）将输电线路实时图像数据采集到之后，通过无线数据传输芯片发送给图像处理模块（2）的无线数据接收装置，无线数据接收装置将数据传输给PC机，PC机通过视频局部放大技术、边缘检测算法先对视频信号进行抑噪去噪处理，并在图像梯度幅值计算中增加30°、60°、120°、150°四个方向的偏导数计算，从而提高Robert算子的边缘细化处理能力；PC机通过使用邻域平均值来自动计算待测点的阈值，从而实现阈值的自动产生；然后PC机对图像进行二值化处理，并与数据存储模块中的数据进行区域匹配，获得当前图像信号中输电线的尺寸参数，然后计算当前输电线路覆冰厚度的临界值；数据存储模块中的CPU将该临界值与数据存储模块（3）中存储装置存储的的覆冰厚度预警值进行对比，从而判断当前图像信号中输电线路覆冰厚度是否达到预警临界点，如果达到临界点，则CPU通过状态显示预警模块（5）发出声、光预警信号。
2.根据权利要求1所述的基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，其特征为：还包括与数据存储模块（3）连接的知识库写入模块（6），所述知识库写入模块（6）包括键盘及数据传输接口。
3.根据权利要求1或2所述的基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，其特征为：还包括与数据存储模块（3）连接的视频显示模块（4），所述视频显示模块（4）为电子显示屏。
4.根据权利要求3所述的基于视频监测的输电线路覆冰预警系统，其特征为：状态显示预警模块（5）还包括数据无线传输装置及数据接收装置。
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