CN105654659A - 基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统 - Google Patents

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CN105654659A CN201610205169.XA CN201610205169A CN105654659A CN 105654659 A CN105654659 A CN 105654659A CN 201610205169 A CN201610205169 A CN 201610205169A CN 105654659 A CN105654659 A CN 105654659A
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程伟华
袁杰
潘留兴
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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Jiangsu Electric Power Information Technology Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统，包括摄像机和供电系统，在摄像机上集成有传感器板、编码器板、无线通信单元和报警单元，设有图像传感器的传感器板和编码器板连接，编码器板上含有图像信号处理器、视频信号处理器、编码器、微处理器和内存，外破模式识别算法固化在nand？flash介质上，nand？flash介质嵌在编码器板上；报警单元和无线通信单元均与编码器板连接，供电系统与摄像机连接。本发明能够高效准确的发现输电线路的外破行为，并通过无线发射系统主动通知工作人员，实现自动报警，功耗低、故障节点少、总体质量体积减少，其成本也能相应减少。

Description

基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统
技术领域
本发明属于电力技术领域，涉及一种输电线路智能防外破集成预警系统。
背景技术
高压输电线路具有覆盖范围大、分布区域广、传输距离长、自然和地理条件复杂多变、破坏源头多等特点，给线路的日常运行、维护和检修带来极大挑战。杆塔或线路附近的吊车、挖掘机等机械施工外破行为给输电线路的正常运行造成极大的威胁。传统的人工巡线方式虽然能在一定程度上检测出电力线路隐患或者故障，但其存在两方面的较大缺陷，一是人工巡检一般只能对外破故障进行事后补救或发现持续时间较长的外破隐患，不能及时发现持续时间较短的外破行为；二是人工巡线会耗费大量人力物力，巡视周期长，不能满足实时在线监测的要求。以上多方面原因导致输电线路外破行为得不到及时发现和处理而酿成诸如输电线路断线、闪烙、杆塔倾倒等严重的电网安全事故，使得人工巡线方式逐渐难以满足电网的运行维护要求。
近来年，各种新的技术和装备不断引入用于对电力设施的外破行为进行自动检测，主要可以分为雷达、视频分析和激光对射等三类。基于雷达的方法采用雷达对检测区域进行扫描以发现可疑目标，但这类方法受到雷达检测角度和检查结果可视化不佳的约束，一般还需结合如摄像头等其它手段进行监测，且成本较高，因此应用很少。基于视频分析的方法利用图像处理和人工智能技术，自动对摄像头获取到的视频图像信息进行处理和防外破行为识别，并通知工作人员。基于激光对射的方法采用一对激光对射装置在防范区域内形成一个激光围栏，当有入侵者入侵时，就会阻断光通路内的激光接收，从而触发报警。这种方法一般也要结合摄像头进行现场捕捉。因输电线路的自然和地理条件复杂多变且处于室外，一般不能采用外接电源，而多采用风能、太阳能等电源，因此要求防外破装置具有低功耗、高可靠的特性。基于雷达和激光对射的方法因单台检测区域功率较大，价格较为昂贵，因此在输电线路防外破应用中并不多。
目前，基于图像处理的输电线路在线监测装置开始在输电线防外破应用中已有一些应用，现有的基于图像处理的输电线路在线监测装置一般分四个部分组成：工控机（箱体及图像识别处理器），摄像机，含有路由组网的通信系统，供电系统。图像识别处理过程需在工控机中进行，体积和重量较大，不利于上塔安装且稳定性较差；图像处理数据传输过程中则需采用路由器进行组网，功耗较大，节点多，成本较高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统，该系统不再采用工控机进行智能分析和路由器进行网络组网，而是将传感器板，编码器板，无线通信单元，报警单元和供电系统集成于球形摄像机中，本发明功耗低、高可靠、体积小、质量轻。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统，其特征在于：该系统包括摄像机和供电系统，在摄像机上集成有传感器板、编码器板、无线通信单元和报警单元，设有图像传感器的传感器板和编码器板连接，编码器板上含有图像信号处理器、视频信号处理器、编码器、微处理器和内存，外破模式识别算法固化在nandflash介质上，nandflash介质嵌在编码器板上；报警单元和无线通信单元均与编码器板连接，供电系统与摄像机连接。
进一步，所述无线通信单元包括4G模块。所述供电系统包括太阳能电池板、电池、电源控制器。所述报警单元与主站通讯连接，进行声光报警。所述摄像机是球形摄像机。
本发明中，外破模式识别算法固化在nandflash介质上，nandflash介质嵌在编码器板上，编码器板和无线通信单元连接，编码器板还与报警单元连接，供电系统为球形摄像机提供电源。
使用图像处理、模式识别、人工智能等技术，实时处理采集到的视频信息，当有吊车、挖掘机、水泥车等大型车辆在镜头内出现时，根据它们的行为进行相应级别的报警，如大型施工车辆直接经过，则发出潜在级别报警；如大型施工车辆停留，则发出一般级别报警；如大型车辆扬臂，则发出严重级别报警。所述报警单元将报警信息回传主站，进行声光报警。
本发明的有益效果是
1、采用图像处理、模式识别、人工智能等技术，能从复杂的背景中识别吊车、挖掘机、水泥泵车等大型施工机械，使得外破预警的准确率有了显著提高，从而提高了巡检人员的工作效率。
2、由于采用集成芯片，体积、重量和功耗大大减小，对输电线路的场景适应性更好，且降低了施工难度。
3、设备数减少，所以故障点减少，可靠性增强。
4、不再需要路由器和工控机，使得成本大大减少。
本发明能够高效准确的发现输电线路的外破行为，并通过无线发射系统主动通知工作人员，达到自动报警的目的，优点是集成了外破行为模式识别算法和无线通信单元于球形摄像机中，从而不再采用工控机进行智能分析和路由器进行网络组网，使得整体方案功耗低、故障节点少、总体质量体积减少，其成本也能相应减少。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的使用状态图。
具体实施方式
一种基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统，图1为本发明的结构示意图。该系统包括摄像机和供电系统，在摄像机上集成有传感器板、编码器板、无线通信单元和报警单元，设有图像传感器的传感器板和编码器板连接，编码器板上含有图像信号处理器、视频信号处理器、编码器、微处理器和内存，报警单元和无线通信单元均与编码器板连接，供电系统与摄像机连接。外破模式识别算法固化在nandflash介质上，nandflash介质嵌在编码器板上，编码器板通过USB接口与无线通信单元连接，编码器板还与报警单元连接，供电系统为球形摄像机提供电源。
图2为本发明的使用状态图。当设备开始运行，传感器板对目标区域进行图像光学信号采集，并对光学信号进行处理得到图像视频数字信号，通过编码器板对其进行外破模式识别，使用图像处理、模式识别、人工智能等技术实时处理采集到的视频信息，当有吊车、挖掘机、水泥车等大型车辆在镜头内出现时，根据它们的行为进行相应级别的报警，如大型施工车辆直接经过，则发出潜在级别报警，如大型施工车辆停留，则发出一般级别报警，如大型车辆扬臂，则发出严重级别报警，报警单元将报警信息回传主站。

Claims (5)

1.一种基于模式识别的输电线路智能防外破集成预警系统，其特征在于：该系统包括摄像机和供电系统，在摄像机上集成有传感器板、编码器板、无线通信单元和报警单元，设有图像传感器的传感器板和编码器板连接，编码器板上含有图像信号处理器、视频信号处理器、编码器、微处理器和内存，外破模式识别算法固化在nandflash介质上，nandflash介质嵌在编码器板上；报警单元和无线通信单元均与编码器板连接，供电系统与摄像机连接。
2.根据权利要求1所述的输电线路智能防外破集成预警系统，其特征在于：所述无线通信单元包括4G模块。
3.根据权利要求1所述的输电线路智能防外破集成预警系统，其特征在于：所述供电系统包括太阳能电池板、电池、电源控制器。
4.根据权利要求1所述的输电线路智能防外破集成预警系统，其特征在于：所述报警单元与主站通讯连接。
5.根据权利要求1所述的输电线路智能防外破集成预警系统，其特征在于：所述摄像机是球形摄像机。
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