CN111025962A

CN111025962A - 一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法

Info

Publication number: CN111025962A
Application number: CN201911170554.5A
Authority: CN
Inventors: 余钟民; 傅晓飞; 朱骏; 纪坤华; 陆敏安; 盛慧; 杨波; 王蓓菁; 陶志平
Original assignee: Shanghai Shine Energy Info Tech Co ltd; State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Current assignee: Shanghai Shine Energy Info Tech Co ltd; State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2039-11-26
Also published as: CN111025962B

Abstract

本发明涉及一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，包括以下步骤：S1)建立静态数据信息表；S2)拍摄各采集点变配电室内外的全景图像，生成各采集点的全景地图；S3)生成全景地图的全景数字模型，标记其中的关键点和电气设备并编号；S4)将全景地图对应数字模型与关键点和电气设备进行热点关联，并关联静态数据信息表；S5)在相邻采集点的全景数字模型之间建立方向上的热点关联，实现全景地图根据实际地理空间位置的自然切换；S6)采集变配电室环境和电气设备的动态数据，并与全景数字模型中对应的关键点和电气设备进行热点关联；S7)根据动态数据和设定阈值，实现变配电室的实时监控和异常报警，与现有技术相比，本发明具有减少人员成本、提高工作效率并减少不必要的安全隐患等优点。

Description

一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法

技术领域

本发明涉及变配电站室内监控领域，尤其是涉及一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法。

背景技术

变配电站是电力系统运行过程中的重要的环节所在，电网调度与控制中心需要实时掌握站内外运行情况，做到24小时精准监控和管理。但是电网变配电站位置分散，如果对其中每一个设备都进行24小时实时监控，变配电室必须配备多名人员轮班值守，定期巡检，导致工作效率低，但人员和管理费用较高。随着远程监控技术的发展，现在大多变配电站都配有远程监控或视频监控系统，可以减少一定的巡查人员。但是仍然无法做到对变配电室的所有空间区域的全面监控，尤其是不能将监控画面与设备状态数据结合，在完整性、直观性、实时性方面存在欠缺，管理过程中出现设备信息查询不连贯，故障隐患排查不全面的问题，会浪费大量工作时间。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能解决现有监控方式不能实现所有空间区域的全面监控，存在完整性、直观性、实时性方面欠缺问题的基于全景图的变配电站室内可视化监控方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，包括以下步骤：

S1)采集变配电室环境关键点和电气设备的静态信息，建立静态数据信息表；

S2)拍摄各采集点变配电室内外的全景图像，生成各采集点的全景地图；

S3)生成全景地图的全景数字模型，标记其中的关键点和电气设备并编号；

S4)将全景数字模型中各关键点和电气设备的编号，分别与变配电室环境中对应的关键点和电气设备进行热点关联，并关联静态数据信息表；

S5)在相邻采集点的全景数字模型之间建立方向上的热点关联，实现全景数字模型根据实际地理空间位置的自然切换；

S6)采集变配电室环境和电气设备的动态数据，并与全景数字模型中对应的关键点和电气设备进行热点关联；

S7)根据动态数据和设定阈值，实现变配电室的实时监控和异常报警。

进一步地，所述的步骤S2)具体包括：

S21)在一个采集点上使用全景影像拍摄设备对变配电站内部和外部街景进行图像采集，得到多个框幅式采集图像；

S22)通过球面投影，将多个框幅式图像投影到以焦距为半径的球面坐标系中；

S23)将投影后的影像进行拼接，并对重叠区域进行加权融合形成该采集点的一张全景地图；

S24)对全景地图进行切割，对切割后的图像全部加载后，再次合成一幅完整的全景地图；

S25)重复步骤S11)～步骤S14)，直至生成所有采集点的全景地图。

进一步地，所述的步骤S3)具体包括：

S31)利用数字孪生技术将各采集点的全景地图进行全要素数字化，生成全景数字模型，同时在该数字孪生体模型上附着用于被计算机识别的语意及属性；

S32)识别某一采集点全景数字模型中的关键点，并进行标记和编号，对不同采集点中的相同关键点标记相同的编号；

S33)对该采集点的全景地图中的电气设备设施进行筛选，并在全景数字模型中进行标记和编号，对不同采集点中的相同电气设备标记相同的编号；

S34)重复执行步骤S32)和步骤S33)，直至对每一个采集点的全景数字模型均进行标记和标号。

进一步地，所述的步骤S1)具体包括：

S11)采集变配电站室内外的关键点和电气设备并编号；

S12)采集关键点和电气设备的静态信息；

S13)将关键点和电气设备的编号与对应的静态信息绑定，形成静态数据信息表。

更进一步地，所述的步骤S4)具体包括：

S41)将全景数字模型中标记的关键点和电气设备的编号，与变配电室环境中对应的关键点和电气设备的编号绑定；

S42)在全景数字模型中建立对应关键点和电气设备与静态数据信息表的热点关联。

进一步地，所述的步骤S5)具体包括：

S51)对不同采集点的全景地图中的相同电气设备进行绑定；

S52)建立具有相同电气设备的全景地图之间的位置关联关系；

S53)结合采集点的物理空间关系，生成不同采集点的全景地图之间切换的热点并进行编号；

S54)对切换编号相同的热点建立关联绑定；

S55)根据绑定的切换热点和绑定的相同电气设备，建立全景数字模型的关联切换。

进一步地，所述的步骤S6)具体包括：

S61)通过物联网装置采集变配电室环境关键点和电气设备的动态信息，并对动态数据的来源接口进行编号；

S62)将编号的接口与全景数字模型中对应的数字模型进行绑定；

S63)将物联网装置采集的动态数据传送到相应接口；

S64)将各接口的动态数据与全景图数字模型建立关联绑定；

S65)将各接口的动态数据在全景图数字模型中转换成动态展示。

进一步地，所述的步骤S7)具体包括：

S71)将关键点的静态数据信息表和动态数据进行关联整合；

S72)筛选需要重点监控的动态数据并编号；

S73)将关联整合的静态数据和动态数据存储在对应的关键点上；

S74)设置关键点的点击动作与关键点对应热点的关联关系；

S75)对需要重点监控的动态数据设置阈值，并进行关联绑定；

S76)当监控的动态数据超出阈值时，生成报警信号；

S77)将报警信号传送至监控台。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)选取变配电站的室内和街景的所有采集点，并在采集点形成全景地图；同时建立不同全景地图之间相同设备和位置关系的热点关联；建立全景数字模型中所有关键点和电气设备的热点关联，可以使监控管理人员在不切换监控屏幕的情况下，在监控中自由转变视角，并且无论那个角度，该视角都与观察者真实视野保持一致，给人身临其境的感觉。同时可以通过全景图之间的位置关系，完成站内全景图之间的无缝切换，使变配电站室内、室外街景的监控更全面、更直观；

2)利用数字孪生技术，将采集点的全景地图进行全要素数字化，在图片影像数字化的同时附着模型以语意及相关属性，使之能被计算机识别，以便全景地图与物联网数据接口连接。全景地图中的所有要素都具有数字孪生体，可实现在全景地图基础上增加更多的信息化技术和数据监控；

3)通过物联网装置采集变配电室的环境状态、关键点的动态实时信息，建立动态数据的来源接口与全景地图中对应关键点之间的关联；通过物联网技术，将物联网装置采集动态信息传送到相应接口；再接口的实时数据再全景图中展示。使变配电站的监控不再是图片信息，更附着各设备、关键点静态数据、实时动态数据，实现变配电站室内、室外全方面、全生命周期、实时监控。

附图说明

图1为本发明总体流程的示意图；

图2为实施例中本发明的实施流程图；

图3为实施例中步骤A的具体实施流程图；

图4为实施例中步骤B的具体实施流程图；

图5为实施例中步骤C的具体实施流程图；

图6为实施例中步骤D的具体实施流程图；

图7为实施例中步骤E的具体实施流程图；

图8为实施例中步骤F的具体实施流程图；

图9为实施例中步骤G的具体实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1和图2所示，本发明综合应用全景图无缝屏接技术、数字孪生技术、物联网技术，提供一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，构建一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，本实施例中，实施的流程包括如下步骤：

A、使用全景影像拍摄设备对变配电室室内、街景进行图像采集，并将在一个采集点采集的多个图像进行无缝拼接形成一个360度的全景地图。

如图3所示，其具体过程为：

A1)使用全景影像拍摄设备对变配电站内部、外部街景的各个采集点进行图像采集，每个采集点均得到多个框幅式采集图像；

A2)通过球面投影，将对应某一采集点的多个框幅式图像投影到以焦距为半径的球面坐标系中；

A3)对应该采集点，将投影后的影像进行拼接，并对重叠区域进行加权融合形成该采集点的一张全景地图；

A4)对该采集点的全景地图进行切割，对切割后的图像全部加载后，再次合成一幅完整的全景地图；

A5)对多个采集点均进行以上步骤，每一采集点均合成对应一幅完整的全景地图。

B、对变配电室的室内外环境、相关电气设备进行信息采集，并建立对应的数据信息表。

如图4所示，其具体过程为：

B1)对变配电站内、街景所有电气设备及需要监控的关键点进行采集和编号；

B2)对上述采集关键点的设备进行静态信息采集，如：设备铭牌、档案、台账等，并记录形成静态数据信息表；

B3)将设备编号与对应设备的静态数据信息表进行绑定。

C、利用数字孪生技术将全景地图进行全要素数字化，形成全景地图的孪生数字体，即全景数字模型，同时识别全景数字模型中的关键点和电气设备，并进行标记和编号。

如图5所示，其具体过程为：

C1)通过采集点的多个框幅式图像及合成的全景地图，利用数字孪生技术将全景地图进行全要素数字化；

C2)在图片影像数字化的同时附着模型以语意及相关属性，使之能被计算机识别；

C3)识别全景数字模型中的关键点，并进行标记；

C4)对该采集点全景地图中标记的电气设备进行筛选，进行标记并编号；

C5)对每一个采集点均进行以上操作，对于不同采集点的全景数字模型中出现的相同的关键点和电气设备，标注相同的编号；

D、将全景数字模型中所有标记的关键点、编号与变配电室环境中的对应点和设备设施进行热点关联，并关联所采集的设备数据信息表。

如图6所示，其具体过程为：

D1)将全景数字模型中所有标记的关键点编号与变配电室环境中的对应点和电气设备编号进行绑定；

D2)在全景数字模型中，建立对应关键点、关键点编号、关键点静态数据表的热点关联。

E、结合变配电站实际环境，将相邻地图之间建立方向上的热点关联，实现图片在实景中的自然切换。

如图7所示，其具体过程为：

E1)在不同采集点全景地图中出现相同的设备的，对不同全景图中的相同设备在进行绑定；

E2)对于上述同采集点全景地图中出现相同设备的全景图，建立全景地图之间的位置关联关系，如上下左右前后等；

E3)通过图片识别技术和模糊相似算法，结合采集点的物理空间关系，对于上述同采集点全景地图中出现相同设备的全景图，生成不同采集点全景地图之间切换的热点并进行编号；

E4)对上述全景地图之间切换编号相同的热点，建立关联绑定；

E5)对上述全景地图之间绑定的切换热点，及不同全景地图之间绑定的相同设备，建立图片关联切换。

F、通过物联网技术，将变配电室的环境状态，设备的运行状态等信息与地图中对应设备的热点关联。

如图8所示，其具体过程为：

F1)通过物联网装置采集变配电室的环境状态、关键点的动态信息，对各动态数据的来源接口进行编号；

F2)将上述接口编号与全景数字模型中对应的数字模型进行绑定；

F3)通过物联网技术，将物联网装置采集动态信息传送到相应接口，

F4)将上述接口的动态数据与全景图数字模型建立关联绑定；

F5)通过可视化的方式，将接口的动态数据在全景图对应关键点转换成动态展示；

G、建立对变配电室所有设备的全生命周期实时监控和状态管理，以及异常报警管理等。

如图9所示，其具体过程为：

G1)对关键点的静态数据表、与实时动态数据进行关联整合；

G2)对需要重点监控的动态数据进行筛选和编号；

G3)将上述关联整合的静态、动态数据存储在对应关键点；

G4)设置在关键点的点击动作与关键点对应热点的关联关系，可实现点击查看该关键点的静态和动态数据；

G5)对需要重点监控的动态数据设置阈值，并进行关联绑定；

G6)当监控的动态数据超出阈值时，生成报警数字信号；

G7)将上述报警数字信号传送至监控台。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，其特征在于，所述的步骤S2)具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，其特征在于，所述的步骤S3)具体包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于全景图的变配电站室内可视化监控方法，其特征在于，所述的步骤S1)具体包括：