CN106056821A - 输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，属于智能电网技术领域。系统包括视频图像采集模块、数据分析处理模块、通讯模块。视频图像采集模块采集输电线路的视频图像送往数据分析处理模块，分析异物相对输电线路的运动趋势，对异物进行分类，据此对入侵异物进行预警或报警，同时形成历史数据，评估分析输电线路异物入侵环境。本系统具有输电线路异物入侵预警和报警功能，评估异物入侵环境，有效减少异物入侵引起的输电线路安全隐患的出现，同时消除覆冰覆雪、舞动、弧垂变化的干扰，提高监测结果的准确率，具有智能化程度高、成本低廉、安装维护方便等优点，可广泛应用于输电线路异物入侵智能在线监测。
Description
技术领域
本发明提出了一种输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，属于智能电网技术领域。
背景技术
输电线路常年工作于野外，还会横跨城市经济带、道路、桥梁等复杂环境。城市建筑施工时大型机械车辆经常入侵输电线路保护区域，由于机械碰触或机械与输电线路安全距离不足导致放电等原因引发的线路短路、跳闸、停电等事故时有发生。另外，鸟类飞过、树木倾倒、树枝滑落等自然因素引起的异物入侵，也会危害输电线路的安全稳定运行。因此需要对输电线路入侵异物进行监测评估，确保线路安全稳定运行。
目前，随着智能视频技术的飞速发展，也有采用视频和图像的方式对输电线路入侵异物进行监测的技术，中国专利“一种关于高压输电线路异物侵界的视频监测系统”（申请号：201110385906.6），以及 中国专利“一种高压线异物入侵目标检测方法”（申请号：201410484914.X），均采用图像处理的方式对输电线路入侵异物进行监测，但两者都缺乏对入侵异物类型的区分，以及对异物入侵环境的评估，无法准确评估入侵异物对输电线路的危害；也没有消除输电线路因覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对输电线路异物入侵监测的影响，存在诸多缺陷，急需改进。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，具有输电线路异物入侵预警和报警功能，按异物运动类型特征进行分类，评估异物入侵环境，有效减少异物入侵引起的输电线路安全隐患的出现，同时测量时进行了视频图像矫正，并消除覆冰覆雪、舞动、弧垂变化的干扰，有效提高监测结果的准确率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，包括视频图像采集模块（1）、数据分析处理模块（2）、通讯模块（3），固定安装于现场，并保证视频图像采集模块（1）能够完整采集被监测的输电线路（4）的视频图像，并将所述视频图像实时送往数据分析处理模块（2）。视频图像采集模块（1）可以采用数码摄像机，实时采集输电线路的视频信息。
所述的数据分析处理模块（2）对输电线路（4）的视频图像信息进行分析处理，提取输电线路（4）的轮廓及其附近的所有不与输电线路（4）接触的异物（5）的轮廓，计算异物（5）的运动速度和相对输电线路（4）的运动趋势，追踪异物（5）的运行轨迹，当异物（5）有向输电线路（4）靠近趋势时，通过通讯模块（3）向运行人员的手持机（6）或中心服务器（7）发出预警。
所述的数据分析处理模块（2）实时辨识并存储输电线路（4）附近异物（5）的信息，包括大小、数量、运动速度、运动方向、运动轨迹，辨识异物（5）种类，形成历史数据，据此分析评估输电线路（4）的异物入侵环境。根据评估结果，工作人员可以提前采取措施、安排监控重点、在事故发生前排除安全隐患。
所述的数据分析处理模块（2）采用输电线路（4）两端杆塔之间的档距作为标尺，根据输电线路（4）轮廓的几何信息和预存的档距值，考虑视觉偏差影响，建立实际尺寸与视频尺寸的对应比例标尺，计算异物（5）的实际大小，确定输电线路（4）和运动异物（5）的空间坐标变化规律，计算异物（5）运动的实际速度。档距可以通过实地测量或者由线路参数直接获得，并且档距在视频信息中易于测量，作为标尺可以提高运动异物（5）空间坐标变化的测量精度。所述的考虑视觉偏差影响是指，系统利用水平垂直方向测量传感器采集水平或垂直信息，对视频图像采集模块（1）采集的输电线路（4）的视频图像信息进行角度修正，降低了拍摄角度对输电线路异物入侵监测评估的影响。
所述的数据分析处理模块（2）按照异物（5）运动类型特征对异物（5）种类进行分类，排除不会造成输电线路（4）故障的异物（5），对其余种类异物（5）设定限值，当所述异物（5）与输电线路（4）之间距离小于限值时报警，所述的设定限值是根据输电线路（4）电压等级以及异物（5）靠近趋势和速度来确定的。常见异物（5）入侵包括鸟类飞过，建筑施工时大型机械车辆靠近，树木倾倒，树枝滑落等多种情况，每种情况具有不同的运动类型特征，据此分类评估入侵异物（5）对输电线路的危害性，如鸟类异物短暂入侵输电线路，并不会造成输电线路故障，对此类异物（5）只识别不报警，可有效防止误报警的发生。
所述的数据分析处理模块（2）采用图像处理技术对视频图像采集模块（1）采集到的视频图像信息进行包括滤波去噪、图像增强、灰度化处理、边缘检测处理。进行上述处理可以降低复杂环境背景对系统图像处理的干扰，提高异物入侵监测评估的准确性。
所述的数据分析处理模块（2）对输电线路（4）异物入侵信息进行分析处理时，消除输电线路（4）覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对输电线路（4）异物入侵在线监测的影响。数据分析处理模块（2）对存在覆冰覆雪、舞动、弧垂变化的输电线路（4）视频或图像信息进行分析处理，辨识存在覆冰覆雪、舞动、弧垂变化的输电线路（4）几何信息，结合数据分析处理模块（2）预存的输电线路（4）原始视频或图像，分析覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对输电线路（4）造成的变化，并根据分析结果消除输电线路（4）因覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对异物入侵在线监测的影响。
与现有技术相比较，本发明具有如下优点：
采用智能视频实时监测跟踪输电线路附近异物的运动趋势和轨迹，具有成本低廉、准确高效、报警及时等优点；在监测入侵异物的同时，按照异物运动类型特征对异物种类进行分类，并根据异物种类进行预警或者报警，具有良好的异物入侵预警和报警功能。
评估分析输电线路异物入侵环境，及时发现安全隐患，提前避免事故的发生，提高线路运行的稳定性和可靠性。
对输电线路异物入侵信息进行分析处理时，消除输电线路覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对输电线路异物入侵在线监测的影响，有效提高系统运行的准确性和可靠性。
使用输电线路两端杆塔之间的档距作为标尺，建立实际尺寸与视频尺寸的对应比例关系，利用实际长度作为标尺，有效提高了计算精度，提高测量的准确率，具有智能化程度高、安装维护方便等优点。
附图说明
图1：系统结构示意图。
图2：系统固定式安装结构示意图。
图中：1—视频图像采集模块、2—数据分析处理模块、3—通讯模块、4—输电线路、5—异物、6—手持机、7—中心服务器、8—系统固定式结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
如图1和2所示，系统包括视频图像采集模块（1）、数据分析处理模块（2）、通讯模块（3），集成为一体，构成固定式结构（8）；视频图像采集模块（1）采集的视频数据送给数据分析处理模块（2），数据分析处理模块（2）通过通讯模块（3）与外界交换数据。
如图2所示，系统采用固定式结构（8），固定安装于现场，并保证视频图像采集模块（1）能够完整采集被监测的输电线路（4）的视频图像，并将所述视频图像实时送往数据分析处理模块（2）。视频图像采集模块（1）可以采用数码摄像机，实时采集输电线路的视频信息。
数据分析处理模块（2）对输电线路（4）的视频图像信息进行分析处理，提取输电线路（4）的轮廓及其附近的所有不与输电线路（4）接触的异物（5）的轮廓，计算异物（5）的运动速度和相对输电线路（4）的运动趋势，追踪异物（5）的运行轨迹，当异物（5）有向输电线路（4）靠近趋势时，如图2中，异物（5）以速度v向输电线路（4）靠近，则通过通讯模块（3）向运行人员的手持机（6）或中心服务器（7）发出预警。
数据分析处理模块（2）实时辨识并存储输电线路（4）附近异物（5）的信息，包括大小、数量、运动速度、运动方向、运动轨迹，辨识异物（5）种类，形成历史数据，据此分析评估输电线路（4）的异物入侵环境。根据评估结果，工作人员可以提前采取措施、安排监控重点、在事故发生前排除安全隐患。
数据分析处理模块（2）采用输电线路（4）两端杆塔之间的档距作为标尺，根据输电线路（4）轮廓的几何信息和预存的档距值，考虑视觉偏差影响，建立实际尺寸与视频尺寸的对应比例标尺，计算异物（5）的实际大小，确定输电线路（4）和运动异物（5）的空间坐标变化规律，计算异物（5）运动的实际速度。
数据分析处理模块（2）对输电线路（4）异物入侵信息进行分析处理时，消除输电线路（4）覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对输电线路（4）异物入侵在线监测的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，其特征在于：系统包括视频图像采集模块（1）、数据分析处理模块（2）、通讯模块（3），固定安装于现场，并保证视频图像采集模块（1）能够完整采集被监测的输电线路（4）的视频图像，将所述视频图像实时送往数据分析处理模块（2）；
数据分析处理模块（2）对输电线路（4）的视频图像信息进行分析处理，提取输电线路（4）的轮廓及其附近的所有不与输电线路（4）接触的异物（5）的轮廓，计算异物（5）的运动速度和相对输电线路（4）的运动趋势，追踪异物（5）的运行轨迹，当异物（5）有向输电线路（4）靠近趋势时，通过通讯模块（3）向运行人员的手持机（6）或中心服务器（7）发出预警。
2.根据权利要求1所述的输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，其特征在于：数据分析处理模块（2）实时辨识并存储输电线路（4）附近异物（5）的信息，包括大小、数量、运动速度、运动方向、运动轨迹，辨识异物（5）种类，形成历史数据，据此分析评估输电线路（4）的异物入侵环境。
3.根据权利要求1所述的输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，其特征在于：数据分析处理模块（2）采用输电线路（4）两端杆塔之间的档距作为标尺，根据输电线路（4）轮廓的几何信息和预存的档距值，考虑视觉偏差影响，建立实际尺寸与视频尺寸的对应比例标尺，计算异物（5）的实际大小，确定输电线路（4）和运动异物（5）的空间坐标变化规律，计算异物（5）运动的实际速度。
4.根据权利要求1所述的输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，其特征在于：数据分析处理模块（2）按照异物（5）运动类型特征对异物（5）种类进行分类，排除不会造成输电线路（4）故障的异物（5），对其余种类异物（5）设定限值，当所述异物（5）与输电线路（4）之间距离小于限值时报警，所述的设定限值是根据输电线路（4）电压等级以及异物（5）靠近趋势和速度来确定的。
5.根据权利要求1所述的输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，其特征在于：数据分析处理模块（2）采用图像处理技术对视频图像采集模块（1）采集到的视频图像信息进行包括滤波去噪、图像增强、灰度化处理、边缘检测处理。
6.根据权利要求1所述的输电线路异物入侵智能视频在线监测评估系统，其特征在于：数据分析处理模块（2）对输电线路（4）异物入侵信息进行分析处理时，消除输电线路（4）覆冰覆雪、舞动、弧垂变化对输电线路（4）异物入侵在线监测的影响。
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