CN110969813B - 基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法 - Google Patents

Abstract

一种基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，涉及电力系统技术领域，所解决的是提高监控反应速度及监控效率的技术问题。该方法利用热成像双光谱监控摄像头巡回采集铁路变电站中的各个监控对象的监控信息，再采用边缘计算方法依序计算各个监控信息的监视值、各个监控信息的识别值，各个监控对象的监控综合值，再根据各个监控对象的监控综合值识别出处于异常状态的监控对象，并根据各个监控对象的监控综合值计算铁路变电站的综合报警信号，并根据计算结果适时发送报警信号。本发明提供的方法，适用于铁路变电站。

Description

基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术，特别是涉及一种基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法的技术。

背景技术

铁路变电站多在远郊边远区域，无人值守可减轻人员驻守成本及巡视成本。常规的无人值守采用安防、动环、视频等组合监控，监控系统结构复杂，监控的反应速度和监控效率低，还存在着投资成本高的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种监控反应速度及监控效率高，而且实现成本低的基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)设定铁路变电站中的监控对象，并为每个监控对象设定至少一个监控信息，并在铁路变电站中布设多个能感测温度及光照强度的热成像双光谱监控摄像头，并为热成像双光谱监控摄像头选定至少一个监控对象；

2)每个热成像双光谱监控摄像头巡回采集所选定的各个监控对象的监控信息，采集方法为：先利用热成像双光谱监控摄像头拍摄监控对象的图像，再采用图像分析方法分析所拍摄的图像，通过图像分析获取监控对象的监控信息；

3)对每个热成像双光谱监控摄像头，计算该热成像双光谱监控摄像头对所监测的各个监控信息的监视值；

设S_i，j为第i个监控对象的第j个监控信息，E_a，i，j为能监测到监控信息S_i，j的热成像双光谱监控摄像头中的第a个热成像双光谱监控摄像头对监控信息S_i，j的监视值，则：

如果能监测到监控信息S_i，j的热成像双光谱监控摄像头中的第a个热成像双光谱监控摄像头所监测到的监控信息S_i，j处于预先定义的正常范围内，则令E_a，i，j＝0，反之则令E_a，i，j＝1；

4)计算各个监控对象的各个监控信息的识别值，计算公式为：

如果

则令D_i，j＝0，反之则令D_i，j＝1；

式中，D_i，j为监控信息S_i，j的识别值，m为能监测到监控信息S_i，j的热成像双光谱监控摄像头的数量；

5)计算各个监控对象的监控综合值，计算公式为：

式中，T_i为第i个监控对象的监控综合值，如果T_i的值大于0，则判定第i个监控对象处于异常状态；

式中，n为第i个监控对象的监控信息数量，P_i，j为预先设定的监控信息S_i，j的权重值，P_i，j的取值为1或0；

6)计算铁路变电站的综合报警信号，计算公式为：

式中，f为铁路变电站的综合报警信号，k为铁路变电站中的监控对象数量；

如果铁路变电站的综合报警信号f的值大于0，则发送报警信号到远程监控中心，并将处于异常状态的监控对象的信息发送到远程监控中心。

进一步的，如果铁路变电站的综合报警信号f的值大于0，则利用热成像双光谱监控摄像头实时采集处于异常状态的监控对象的监控信息。

进一步的，所述监控对象包括铁路变电站的电气柜；

电气柜的监控信息包括：电气柜上所测得的最高温度、平均温度，电气柜所处位置的光照强度，电气柜上的各个工况指示灯的状态，电气柜的柜门开闭状态，电气柜上是否有异物，电气柜处是否有活体进入。

本发明提供的基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，利用热成像双光谱监控摄像头来监控铁路变电站中的监控对象，并采用边缘计算方法对监测数量进行计算，能提高监控的反应速度和监控效率，而且实现成本低，安全性高。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系，本发明中的英文字母区分大小写。

本发明实施例所提供的一种基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)设定铁路变电站中的监控对象，并为每个监控对象设定至少一个监控信息，并在铁路变电站中布设多个能感测温度及光照强度的热成像双光谱监控摄像头，并为热成像双光谱监控摄像头选定至少一个监控对象；

所述监控对象包括铁路变电站的电气柜，每个铁路变电站都可以设置多个被监控电气柜；

电气柜的监控信息包括：电气柜上所测得的最高温度、平均温度，电气柜所处位置的光照强度，电气柜上的各个工况指示灯的状态，电气柜的柜门开闭状态，电气柜上是否有异物，电气柜处是否有活体进入；

变电站内由于存在着众多工作时会散发热量的电气设备，因此被监控区域内不同的位置温度会有明显差异；同样的，电气柜内由于包含有众多工作时会散发热量的电气部件，因此电气柜上不同的位置温度也会有明显差异；

2)每个热成像双光谱监控摄像头巡回采集所选定的各个监控对象的监控信息，采集方法为：先利用热成像双光谱监控摄像头拍摄监控对象的图像，再采用图像分析方法(图像分析方法为现有技术)分析所拍摄的图像，通过图像分析获取监控对象的监控信息；

3)对每个热成像双光谱监控摄像头，计算该热成像双光谱监控摄像头对所监测的各个监控信息的监视值；

设S_i,j为第i个监控对象的第j个监控信息，E_a,i,j为能监测到监控信息S_i,j的热成像双光谱监控摄像头中的第a个热成像双光谱监控摄像头对监控信息S_i,j的监视值，则：

如果能监测到监控信息S_i,j的热成像双光谱监控摄像头中的第a个热成像双光谱监控摄像头所监测到的监控信息S_i,j处于预先定义的正常范围内，则令E_a,i,j＝0，反之则令E_a,i,j＝1；

4)计算各个监控对象的各个监控信息的识别值，计算公式为：

如果

则令D_i,j＝0，反之则令D_i,j＝1；

式中，D_i,j为监控信息S_i,j的识别值，m为能监测到监控信息S_i,j的热成像双光谱监控摄像头的数量；

5)计算各个监控对象的监控综合值，计算公式为：

式中，T_i为第i个监控对象的监控综合值，如果T_i的值大于0，则判定第i个监控对象处于异常状态；

式中，n为第i个监控对象的监控信息数量，P_i,j为预先设定的监控信息S_i,j的权重值，P_i,j的取值为1或0，通常将监测数据出错概率较小的监控信息的权重值设定为1，监测数据出错概率较大的监控信息的权重值设定为0；

6)计算铁路变电站的综合报警信号，计算公式为：

式中，f为铁路变电站的综合报警信号，k为铁路变电站中的监控对象数量；

如果铁路变电站的综合报警信号f的值大于0，则发送报警信号到远程监控中心，并将处于异常状态的监控对象的信息发送到远程监控中心，并利用热成像双光谱监控摄像头实时采集处于异常状态的监控对象的监控信息。

本发明实施例中，所述热成像双光谱监控摄像头为现有技术，具体采用的是海康威视公司生产的型号为DS-2TD4136T-9的摄像头，该摄像头具备可见光机芯和红外光机芯，支持测温、区域活体越界、进入/离开区域侦测识别，能实现热成像双光谱监控摄像头对监控对象的多对多监控关系，热成像双光谱监控摄像头的数量越多，监控对象的监控信息就越准确。

Claims (3)

1.一种基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)设定铁路变电站中的监控对象，并为每个监控对象设定至少一个监控信息，并在铁路变电站中布设多个能感测温度及光照强度的热成像双光谱监控摄像头，并为热成像双光谱监控摄像头选定至少一个监控对象；

2)每个热成像双光谱监控摄像头巡回采集所选定的各个监控对象的监控信息，采集方法为：先利用热成像双光谱监控摄像头拍摄监控对象的图像，再采用图像分析方法分析所拍摄的图像，通过图像分析获取监控对象的监控信息；

3)对每个热成像双光谱监控摄像头，计算该热成像双光谱监控摄像头对所监测的各个监控信息的监视值；

设S_i,j为第i个监控对象的第j个监控信息，E_a,i,j为能监测到监控信息S_i,j的热成像双光谱监控摄像头中的第a个热成像双光谱监控摄像头对监控信息S_i,j的监视值，则：

如果能监测到监控信息S_i,j的热成像双光谱监控摄像头中的第a个热成像双光谱监控摄像头所监测到的监控信息S_i,j处于预先定义的正常范围内，则令E_a,i,j＝0，反之则令E_a,i,j＝1；

4)计算各个监控对象的各个监控信息的识别值，计算公式为：

如果

则令D_i,j＝0，反之则令D_i,j＝1；

式中，D_i,j为监控信息S_i,j的识别值，m为能监测到监控信息S_i,j的热成像双光谱监控摄像头的数量；

5)计算各个监控对象的监控综合值，计算公式为：

式中，T_i为第i个监控对象的监控综合值，如果T_i的值大于0，则判定第i个监控对象处于异常状态；

式中，n为第i个监控对象的监控信息数量，P_i,j为预先设定的监控信息S_i,j的权重值，P_i,j的取值为1或0；

6)计算铁路变电站的综合报警信号，计算公式为：

式中，f为铁路变电站的综合报警信号，k为铁路变电站中的监控对象数量；

如果铁路变电站的综合报警信号f的值大于0，则发送报警信号到远程监控中心，并将处于异常状态的监控对象的信息发送到远程监控中心。

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，其特征在于：如果铁路变电站的综合报警信号f的值大于0，则利用热成像双光谱监控摄像头实时采集处于异常状态的监控对象的监控信息。

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的铁路变电站无人值守监控方法，其特征在于：所述监控对象包括铁路变电站的电气柜；

电气柜的监控信息包括：电气柜上所测得的最高温度、平均温度，电气柜所处位置的光照强度，电气柜上的各个工况指示灯的状态，电气柜的柜门开闭状态，电气柜上是否有异物，电气柜处是否有活体进入。