CN111082523A - 一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统，包括控制单元、刀闸控制回路、视频采集单元、视频分析单元、通信单元，其中，刀闸控制回路与变电站刀闸设备匹配连接设置；视频采集单元设置在变电站刀闸设备位置，且视频采集单元的输出端与视频分析单元的输入端连接；视频分析单元的输出端与控制单元的输入端连接；通信单元的输入端与控制单元的输出端连接；通信单元中预设有运维人员终端的通信地址；控制单元的输出端分别与刀闸控制回路的输入端、视频采集单元的输入端连接、视频分析单元的输出端、通信模块的输入端连接。本发明还提出了一种基于视频识别的变电站刀闸顺控方法，实现有效判断当前刀闸是否正确执行下发的操作指令。
Description
技术领域
本发明涉及视频图像智能识别技术领域以及自动化控制技术领域，更具体地，涉及一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统和方法。
背景技术
目前变电站已经实现了调度中心对现场设备进行远程的遥测、遥调、遥信和遥控，但是变电站现场设备中涉及刀闸操作的动作仍需要变电站值班员在现场配合进行。考虑变电站现场运维的安全问题，刀闸的状态判定需要“双重判据”确认，即调度员远方遥信传输确认和值班人员进行现场设备机械位置确认，因此存在工作量大、工作效率低的问题。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的变电站刀闸状态判定存在工作量大、工作效率低的缺陷，提供一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统和方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统，包括控制单元、刀闸控制回路、视频采集单元、视频分析单元、通信单元，其中：
刀闸控制回路与变电站刀闸设备匹配连接设置，用于根据接收的操作指令控制刀闸的分合状态；
视频采集单元设置在变电站刀闸设备位置，且视频采集单元的输出端与视频分析单元的输入端连接；视频采集单元用于根据接收的操作指令采集刀闸的实时分合闸状态视频数据；
视频分析单元的输出端与控制单元的输入端连接；视频分析单元用于根据从视频采集单元发送的视频数据进行分析得到当前分合闸状态结果，然后发送到控制单元中；
通信单元的输入端与控制单元的输出端连接；通信单元中预设有运维人员终端的通信地址；
控制单元的输出端分别与刀闸控制回路的输入端、视频采集单元的输入端连接、视频分析单元的输出端、通信模块的输入端连接；控制单元用于向刀闸控制回路、视频采集单元发送操作指令，以及根据视频分析单元反馈的到分合闸状态结果经通信单元发送到运维人员的终端。
本技术方案中，控制单元向刀闸控制回路发送开闸或合闸指令，同时向视频采集单元发送工作指令；刀闸控制回路根据所接收的指令控制刀闸进行开闸或合闸动作，同时视频采集单元采集当前刀闸的开合闸状态视频数据，然后发送到视频分析单元中；视频分析单元从控制单元获取向刀闸控制回路发送的开闸或合闸指令，并根据所接收的开合闸状态视频数据进行分析处理：若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果一致，则向控制单元反馈的分析结果为完成开闸信号或完成合闸信号；若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果不一致，则向控制单元反馈的分析结果为开合闸异常信号；控制单元根据从视频分析单元反馈的分析结果，通过通信单元将分析结果发送到运维人员的终端，从而实现高效率的变电站刀闸状态判定。
优选地，通信单元包括4G模块、GPRS模块、GSM模块、RF模块中的一种。
优选地，视频采集单元包括若干摄像头，所述摄像头分别设置在变电站刀闸设备的若干角度位置，用于从多角度采集变电站刀闸设备开合闸状态视频数据。
优选地，摄像头包括数字化网络摄像机、反转云台摄像机、高空球形摄像机、双目热成像摄像机中的一种。
优选地，视频采集单元还包括补光灯，用于与摄像头匹配使用，提供补光功能，提高视频采集的清晰度。
优选地，视频采集单元搭载设置在自动巡航设备上，所述自动巡航设备预设有巡航路线及巡航周期，视频采集单元通过自动巡航设备的巡航功能连续采集视频数据，从而得到多角度的开合闸状态视频数据。
本发明还提出了一种基于视频识别的变电站刀闸顺控方法，应用于上述的一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统，其包括以下步骤：
S1：顺控系统向控制单元发送工作信号，所述控制单元向刀闸控制回路发送开闸或合闸指令，同时向视频采集单元发送工作指令；
S2：所述刀闸控制回路根据所接收的指令控制刀闸进行开闸或合闸动作，同时所述视频采集单元采集当前刀闸的开合闸状态视频数据，然后发送到视频分析单元中；
S3：所述视频分析单元从控制单元获取向刀闸控制回路发送的开闸或合闸指令，并根据所接收的开合闸状态视频数据进行分析处理：若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果一致，则向控制单元反馈的分析结果为完成开闸信号或完成合闸信号；若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果不一致，则向控制单元反馈的分析结果为开合闸异常信号；
S4：所述控制单元根据从视频分析单元反馈的分析结果，通过通信单元将分析结果发送到运维人员的终端。
优选地，变电站刀闸顺控方法还包括以下步骤：
步骤A：所述控制单元中预设有自判断工作周期，当所述控制单元没有接收到由顺控系统发送的工作信号时，所述控制单元根据其预设的自判断工作周期定时启动，然后向所述视频采集单元发送工作指令；
步骤B：所述视频采集单元采集当前刀闸设备的分合闸状态视频数据后发送到所述视频分析单元中；
步骤C：所述视频分析单元根据所接收的视频数据对分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态进行比对：若当前分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态相同，则存储本次分合闸状态信息；若当前分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态不一致，则向所述控制单元返回异常信号，所述控制单元经通信单元向运维人员的终端发送报警信号以及当前分合闸状态信息。
优选地，视频分析单元采用数字压缩技术将所述视频采集单元发送的模拟视频信号压缩转换为用于在通信网络上传输的数据流，然后经通信单元发送到运维人员的终端。
优选地，S2步骤中，所述视频采集单元采集当前刀闸的开合闸状态视频数据的采集时间设置为30秒～3分钟。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：通过结合变电站内调度自动化系统和视频监控，对所采集的变电站刀闸开合闸状态进行视频拍摄以及视频图像分析，再经过开合闸状态与操作指令的比对得到当前开合闸状态的分析结果，能够有效判断当前刀闸是否正确执行下发的操作指令，减少了运维人员的监控工作量，同时提高了变电站刀闸状态判定的工作效率。
附图说明
图1为实施例1的基于视频识别的变电站刀闸顺控系统的结构示意图。
图2为实施例2的基于视频识别的变电站刀闸顺控方法的流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提出一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统，如图1所示，为本实施例的基于视频识别的变电站刀闸顺控系统的结构示意图。
本实施例提出的基于视频识别的变电站刀闸顺控系统中，包括控制单元1、刀闸控制回路2、视频采集单元3、视频分析单元4、通信单元5，其中：
刀闸控制回路2与变电站刀闸设备匹配连接设置，用于根据接收的操作指令控制刀闸的分合状态；
视频采集单元3设置在变电站刀闸设备位置，且视频采集单元3的输出端与视频分析单元4的输入端连接；视频采集单元3用于根据接收的操作指令采集刀闸的实时分合闸状态视频数据；
视频分析单元4的输出端与控制单元1的输入端连接；视频分析单元4用于根据从视频采集单元3发送的视频数据进行分析得到当前分合闸状态结果，然后发送到控制单元1中；
通信单元5的输入端与控制单元1的输出端连接；通信单元5中预设有运维人员终端的通信地址；
控制单元1的输出端分别与刀闸控制回路2的输入端、视频采集单元3的输入端连接、视频分析单元4的输出端、通信模块的输入端连接；控制单元1用于向刀闸控制回路2、视频采集单元3发送操作指令，以及根据视频分析单元4反馈的到分合闸状态结果经通信单元5发送到运维人员的终端。
本实施例中，通信单元5采用4G模块。
本实施例中，视频采集单元3包括若干数字化网络摄像机，其中，视频采集单元3中的摄像机与补光灯配合使用，并分别设置在变电站刀闸设备的若干角度位置，用于从多角度采集变电站刀闸设备开合闸状态视频数据。
在具体实施过程中，控制单元1向刀闸控制回路2发送开闸或合闸指令，同时向视频采集单元3发送工作指令；刀闸控制回路2根据所接收的指令控制刀闸进行开闸或合闸动作，同时视频采集单元3采集当前刀闸的开合闸状态视频数据，然后发送到视频分析单元4中；视频分析单元4从控制单元1获取向刀闸控制回路2发送的开闸或合闸指令，并根据所接收的开合闸状态视频数据进行分析处理：若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果一致，则向控制单元1反馈的分析结果为完成开闸信号或完成合闸信号；若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果不一致，则向控制单元1反馈的分析结果为开合闸异常信号；控制单元1根据从视频分析单元4反馈的分析结果，经通信单元5将分析结果发送到运维人员的终端，从而实现高效率的变电站刀闸状态判定。
本实施例中的基于视频识别的变电站刀闸顺控系统，通过结合变电站内调度自动化系统和视频监控，实现对设备遥控操作与刀闸分合闸状态可视化联动，实现对刀闸设备的视频监控，从而为变电站运行的安全提供保障。
实施例2
本实施例提出一种基于视频识别的变电站刀闸顺控方法，应用于实施例1提出的一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统。如图2所示，为本实施例的基于视频识别的变电站刀闸顺控方法的流程图。
本实施例提出的一种基于视频识别的变电站刀闸顺控方法中，包括以下步骤：
S1：顺控系统向控制单元1发送工作信号，控制单元1向刀闸控制回路2发送开闸或合闸指令，同时向视频采集单元3发送工作指令。
S2：刀闸控制回路2根据所接收的指令控制刀闸进行开闸或合闸动作，同时视频采集单元3采集当前刀闸的开合闸状态视频数据，然后发送到视频分析单元4中，其中，视频采集单元3采集当前刀闸的开合闸状态视频数据的采集时间设置为30秒～3分钟。
S3：视频分析单元4从控制单元1获取向刀闸控制回路2发送的开闸或合闸指令，并根据所接收的开合闸状态视频数据进行分析处理：若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果一致，则向控制单元1反馈的分析结果为完成开闸信号或完成合闸信号；若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果不一致，则向控制单元1反馈的分析结果为开合闸异常信号。
S4：控制单元1根据从视频分析单元4反馈的分析结果，通过通信单元5将分析结果发送到运维人员的终端。
本实施例中，视频分析单元4采用数字压缩技术将视频采集单元3发送的模拟视频信号压缩转换为用于在通信网络上传输的数据流，然后经通信单元5发送到运维人员的终端。
实施例3
本实施例提出一种基于视频识别的变电站刀闸顺控方法，在实施例2提出的基于视频识别的变电站刀闸顺控方法的基础上，增设了以下步骤：
步骤A：控制单元1中预设有自判断工作周期，当控制单元1没有接收到由顺控系统发送的工作信号时，控制单元1根据其预设的自判断工作周期定时启动，然后向视频采集单元3发送工作指令；
步骤B：视频采集单元3采集当前刀闸设备的分合闸状态视频数据后发送到视频分析单元4中；
步骤C：视频分析单元4根据所接收的视频数据对分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态进行比对：若当前分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态相同，则存储本次分合闸状态信息；若当前分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态不一致，则向控制单元1返回异常信号，控制单元1经通信单元5向运维人员的终端发送报警信号以及当前分合闸状态信息。
本实施例中，当顺控系统没有接收或发出任何操作指令时，控制单元1根据其预设的自判断工作周期进入休眠或唤醒工作。当控制单元1唤醒工作时，控制单元1向视频采集单元3发送工作指令，视频采集单元3采集当前刀闸设备的分合闸状态视频数据后发送到视频分析单元4中进行分析，判断当前刀闸分合闸状态与上一自判断工作周期中所存储的分合闸状态是否一致，若一致则保存本次自判断工作周期得到的分合闸状态，否则向控制单元1返回异常信号，控制单元1经通信单元5向运维人员的终端发送报警信号以及当前分合闸状态信息，从而实现变电站刀闸分合闸状态的自判断。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于视频识别的变电站刀闸顺控系统，其特征在于，包括控制单元、刀闸控制回路、视频采集单元、视频分析单元、通信单元，其中：
所述刀闸控制回路与变电站刀闸设备匹配连接设置，用于根据接收的操作指令控制刀闸的分合状态；
所述视频采集单元设置在变电站刀闸设备位置，且所述视频采集单元的输出端与所述视频分析单元的输入端连接；所述视频采集单元用于根据接收的操作指令采集刀闸的实时分合闸状态视频数据；
所述视频分析单元的输出端与所述控制单元的输入端连接；所述视频分析单元用于根据从所述视频采集单元发送的视频数据进行分析得到当前分合闸状态结果，然后发送到所述控制单元中；
所述通信单元的输入端与所述控制单元的输出端连接；所述通信单元中预设有运维人员终端的通信地址；
所述控制单元的输出端分别与所述刀闸控制回路的输入端、所述视频采集单元的输入端连接、所述视频分析单元的输出端、所述通信模块的输入端连接；所述控制单元用于向所述刀闸控制回路、视频采集单元发送操作指令，以及根据所述视频分析单元反馈的到分合闸状态结果经通信单元发送到运维人员的终端。
2.根据权利要求1所述的变电站刀闸顺控系统，其特征在于：所述通信单元包括4G模块、GPRS模块、GSM模块、RF模块中的一种。
3.根据权利要求1所述的变电站刀闸顺控系统，其特征在于：所述视频采集单元包括若干摄像头，所述摄像头分别设置在变电站刀闸设备的若干角度位置。
4.根据权利要求3所述的变电站刀闸顺控系统，其特征在于：所述摄像头包括数字化网络摄像机、反转云台摄像机、高空球形摄像机、双目热成像摄像机中的一种。
5.根据权利要求3所述的变电站刀闸顺控系统，其特征在于：所述视频采集单元还包括补光灯。
6.根据权利要求1所述的变电站刀闸顺控系统，其特征在于：所述视频采集单元搭载设置在自动巡航设备上，所述自动巡航设备预设有巡航路线及巡航周期。
7.一种基于视频识别的变电站刀闸顺控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：顺控系统向控制单元发送工作信号，所述控制单元向刀闸控制回路发送开闸或合闸指令，同时向视频采集单元发送工作指令；
S2：所述刀闸控制回路根据所接收的指令控制刀闸进行开闸或合闸动作，同时所述视频采集单元采集当前刀闸的开合闸状态视频数据，然后发送到视频分析单元中；
S3：所述视频分析单元从控制单元获取向刀闸控制回路发送的开闸或合闸指令，并根据所接收的开合闸状态视频数据进行分析处理：若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果一致，则向控制单元反馈的分析结果为完成开闸信号或完成合闸信号；若开闸或合闸指令与视频分析得到的开合闸状态结果不一致，则向控制单元反馈的分析结果为开合闸异常信号；
S4：所述控制单元根据从视频分析单元反馈的分析结果，通过通信单元将分析结果发送到运维人员的终端。
8.根据权利要求7所述的变电站刀闸顺控方法，其特征在于：所述变电站刀闸顺控方法还包括以下步骤：
步骤A：所述控制单元中预设有自判断工作周期，当所述控制单元没有接收到由顺控系统发送的工作信号时，所述控制单元根据其预设的自判断工作周期定时启动，然后向所述视频采集单元发送工作指令；
步骤B：所述视频采集单元采集当前刀闸设备的分合闸状态视频数据后发送到所述视频分析单元中；
步骤C：所述视频分析单元根据所接收的视频数据对分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态进行比对：若当前分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态相同，则存储本次分合闸状态信息；若当前分合闸状态与上一自判断工作周期的分合闸状态不一致，则向所述控制单元返回异常信号，所述控制单元经通信单元向运维人员的终端发送报警信号以及当前分合闸状态信息。
9.根据权利要求7所述的变电站刀闸顺控方法，其特征在于：所述视频分析单元采用数字压缩技术将所述视频采集单元发送的模拟视频信号压缩转换为用于在通信网络上传输的数据流，然后经通信单元发送到运维人员的终端。
10.根据权利要求7所述的变电站刀闸顺控方法，其特征在于：所述S2步骤中，所述视频采集单元采集当前刀闸的开合闸状态视频数据的采集时间设置为30秒～3分钟。
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