CN112311097B - 变电站在线智能巡视集中监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变电站在线智能巡视集中监控系统及方法，与主辅监控系统进行联动交互，获取主辅设备联动信号，根据联动信号获取相关联的设备点位列表，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务或根据需求创建巡检任务；将巡检任务下发至相应的站端，对站端进行集中控制，各站端将对应巡检任务拆分为多个子任务，分别由不同巡检执行系统并发执行相应子任务；接收各站端自身各巡检执行系统并发执行相应子任务所采集的多维巡检数据；利用云边协同方法，确定各站端所采用的智能分析算法，基于所述多维巡检数据，利用所述智能分析算法进行设备状态进行识别，根据识别结果进行告警或/和设备运维。本发明解决了机器人巡检存在巡视盲区、单一视频覆盖范围小、故障应急处置不及时等问题，提高了变电站设备巡检的全面性、准确性、智能性，提升了变电站内系统联动能力。

Description

变电站在线智能巡视集中监控系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统智能巡检技术领域，具体涉及一种变电站在线智能巡视集中监控系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着人工智能、通信技术的不断发展应用，在变电站内利用巡检机器人、固定式高清视频等设备代替人工巡检，实现变电站无人值守已经成为趋势。通过应用边缘计算、大数据、人工智能等先进技术，为运维人员开展远程无人巡视创造条件，从而提高工作效率，降低现场作业风险，提升了变电站运维管理的智能化水平。

根据发明人了解，利用智能机器人和高清视频代替人工完成变电站设备巡检工作，目前存在以下技术问题：

(1)目前的巡检机器人巡视存在盲区，无法实现巡视的全覆盖。

(2)对于设备故障的识别和判别准确率不足，分析算法的实时性、准确率还需进一步优化提升。

(3)目前的变电站监控系统没有处理来自主辅设备监控系统的联动信号，没有做到融合多维信息，并且主辅设备的联动信号是用户比较关心的信息，所以存在系统间数据缺乏共享协同。

(4)目前告警复核方式缺少机器人与高清视频的联合进行告警复核的多维联动复核，并且缺少多台机器人协同进行告警复核的方式，没有提高告警复核的准确性。

(5)目前的检测手段仅仅是通过传感器进行设备参数检测，并没有其他维度检测参考的分析。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种变电站在线智能巡视集中监控系统及方法，本发明通过所辖区域内变电站的巡检执行系统进行远程管理和集中监控，实现自动巡视、实时监控、智能联动及远程遥控，扩展变电站在线智能巡视的应用范围。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种变电站在线智能巡视集中监控方法，包括以下步骤：

与主辅监控系统进行联动交互，获取主辅设备联动信号，根据联动信号获取相关联的设备点位列表，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务或根据需求创建巡检任务；

将巡检任务下发至相应的站端，对站端进行集中控制，各站端将对应巡检任务拆分为多个子任务，分别由不同巡检执行系统并发执行相应子任务；

接收各站端自身各巡检执行系统并发执行相应子任务所采集的多维巡检数据；

利用云边协同方法，确定各站端所采用的智能分析算法，基于所述多维巡检数据，利用所述智能分析算法进行设备状态进行识别，根据识别结果进行告警或/和设备运维。

在本发明中，根据需求创建巡检任务，是指能够根据用户需求，形成的定制化巡检任务方案。

作为可选择的实施方式，所述多维巡检数据，包括但不限于视频数据、设备巡检数据、环境参数数据和声纹数据，设备巡检数据包括但不限于可见光数据、红外数据、紫外数据和声音数据，环境参数数据包括但不限于温度、湿度和光照数据。

作为可选择的实施方式，与主辅监控系统进行联动交互，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务的具体过程包括：

获取主辅设备集中监控系统的主辅设备联动信号，根据联动信号找到关联的光学设备点位列表；

根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表；

判断联动策略列表是否为空，如果联动策略列表不为空，根据设备点位关联的联动策略执行联动动作；

如果联动策略列表为空，则联动结束。

作为可选择的实施方式，与主辅监控系统进行联动交互，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务的具体过程包括：

获取主辅设备监控系统联动信号，根据联动信号的主设备编码找到关联的设备点位列表；

根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表；

判断联动策略列表是否为空，如果联动策略列表不为空，根据设备点位列表和联动策略列表构建变电站设备联合巡检任务；如果联动策略列表为空，联动结束。

作为可选择的实施方式，所述巡检执行系统包括光学巡检系统、机器人巡检系统、环境监控系统和传感参数采集系统中的若干。

作为可选择的实施方式，光学巡检系统执行相应子任务的具体方法包括：光学巡检系统包括布设于站端内的多个光学设备，解析相应子任务的内容，提取待检测目标设备，调用距离所述待检测目标设备一定范围内的光学设备对检测目标设备进行视频采集。

作为可选择的实施方式，环境监控系统执行相应子任务的具体方法包括：对相应子任务进行解析，根据子任务内容控制站内光照和温度。

作为可选择的实施方式，机器人巡检系统执行相应子任务的具体方法包括：机器人巡检系统包括布设于站端内的若干机器人，解析相应子任务的内容，提取待检测目标设备和巡检点，根据设备点位关联的联动策略，在相应的巡检点上执行联动动作，并将目标设备与巡检数据和巡检结果相关联。

作为进一步的限定，机器人执行过程包括：判断机器人是否进行室内和室外环境切换，如果是，则打开保护室自动门，待机器人进入或离开保护室后，再关闭保护室自动门；

如果当前设备点位为室外设备，判断当前是否有雨雪，如果是，根据降雨量和降雪量，判断当前的降雨量和降雪量是否超过机器人承受的阈值；

如果降雨量和降雪量超过机器人承受的阈值，利用当前设备点位的关联的光学设备进行巡检，控制光学设备采集设备点位的巡检数据，进行数据识别，获取巡检结果，根据巡检数据和巡检结果进行分析；

根据机器人当前位置和充电点位置，计算出机器人返回充电室的路线，控制机器人根据路线运动。

作为进一步的限定，如果降雨量和降雪量不超过机器人承受的阈值，控制机器人执行雨刷操作；

控制机器人采集设备点位的巡检数据，进行数据识别，获取巡检结果，根据巡检数据和巡检结果，完成预警分析。

作为进一步的限定，所述巡检点为预先配置得到，且其配置方法包括：获取巡检场所的三维模型，对三维模型进行预处理；

对预处理后的模型进行基准坐标系的配置，进行巡检场所内目标对象的识别，并获取目标对象的位姿、大小信息，提取巡检场所内的可通行路径；

配置巡检点与目标对象之间距离范围、与目标对象的平面法线偏差角度范围的约束条件；

遍历目标对象，根据单一目标对象的位姿、大小及可通行路径信息计算合法配置区域；

对单一目标对象合法配置区域进行全局优化，针对公共交叉区域和不交叉区域，在约束条件下，求解最优巡检点的坐标，得到巡检点信息；

根据每一个目标对象及对应的最优巡检点三维坐标，计算机器人对应三维姿态，得到机器人的巡检点信息列表。

作为可选择的实施方式，利用云边协同确定智能分析算法的具体过程包括：

加载待更新智能分析算法及待更新的各站端布设的在线智能巡视系统的列表，构建并发送身份认证请求至相应站端的在线智能巡视系统；

进行身份认证；

将算法数据分包同时数据进行加密，根据更新命令中的列表，分别发送给相应的在线智能巡视系统；

在线智能巡视系统解析更新命令，解密算法数据包，待所有算法数据包接收完毕后，验证算法的可用性，根据算法应用对象类型，取出智能分析算法仓中旧算法进行压缩备份，将待更新算法添加到智能分析算法仓中。

在本发明中，智能分析算法可以是进一步优化的深度学习模型或人工智能算法。

作为可选择的实施方式，基于采集数据，利用所述智能分析算法进行设备故障诊断分析的具体过程是：基于多维巡检数据，综合对设备运行状态进行识别，至少一种信息分析结果为发生故障时，认定为发生故障。

所述多维巡检数据包括但不限于视频信息、目标设备外观数据和目标设备声音信息。

作为进一步的限定，根据目标设备声音信息进行状态识别的具体过程包括：获取变电站目标设备的声音信息，并对所述声音信息进行预处理；

对于预处理后的声音信息，进行声纹特征提取；其中，所述声纹特征至少包括FBank特征、分贝、基频、短时能量、短时过零率和相关性系数；

将提取的声纹特征输入到训练好的声纹识别模型，输出识别结果；

基于识别结果判断目标设备的运行状态。

一种变电站在线智能巡视集中监控系统，包括：

部署于集控站的在线智能巡视集中监控系统服务器，部署于各站端的在线智能巡视系统，其中：

所述在线智能巡视集中监控系统服务器与主辅设备集中监控系统联动交互，所述在线智能巡视系统包括巡视处理系统与多个巡检执行系统，巡视处理系统与各巡检执行系统通信，且和主辅设备监控系统均通过数据汇集交换设备连接；

所述在线智能巡视集中监控系统服务器或所述在线智能巡视系统根据获取的主辅设备联动信号，构建相关联的设备点位列表，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务，或接收根据需求创建巡检任务；

所述巡视处理系统与在线智能巡视集中监控系统服务器连接，获取巡检任务，将巡检任务拆分为多个子任务，分别由不同巡检执行系统并发执行相应子任务；

所述巡视处理系统被配置为将各系统并发执行相应子任务所采集的多维巡检数据上传至线智能巡视集中监控系统服务器；

在线智能巡视集中监控系统服务器利用云边协同方法，确定采用的智能分析算法，基于采集数据，利用所述智能分析算法进行设备状态识别，根据识别结果进行告警或/和设备运维；

所述巡视处理系统还配置为提供视频分析服务、光谱分析服务、声纹分析服务和模式识别服务。

所述巡视处理系统或/和在线智能巡视集中监控系统服务器部署于云端。

作为可选择的实施方式，传感参数采集系统包括但不限于声纹检测设备、可见光采集设备、红外采集设备、紫外采集设备、声音采集设备中的若干种。

作为可选择的实施方式，在集控站部署在线智能巡视集中监控系统服务器，主辅设备集中监控系统发送主辅设备联动信号到在线智能巡视集中监控系统服务器。

作为可选择的实施方式，不同巡检执行系统包括光学巡检系统、机器人巡检系统、环境监控系统和传感参数采集系统。

作为可选择的实施方式，所述光学巡检系统包括布设于站端内的多个光学设备，所述光学设备包括固定式安装的可见光枪机、可见光球机、红外热像仪、双光谱球机和双光谱云台中的若干种，所述光学设备均与所述数据汇集交换设备连接。

作为可选择的实施方式，所述机器人巡检系统包括若干室外机器人和若干室内机器人，所述室外机器人和室内机器人通过无线或有线方式连接到所述数据汇集交换设备。

作为可选择的实施方式，所述站端内还设置有若干声纹采集装置，声纹采集装置设置于机器人上，或设置于电力设备旁。

作为可选择的实施方式，所述环境监控系统包括光照控制器、窗帘控制器、温度控制器和多个温度传感器、湿度传感器，所述光照控制器用于打开或关闭照明设备，所述窗帘控制用于打开或关闭窗帘，所述温度传感器、湿度传感器用于获取站内温度、湿度，所述温度控制器用于控制温度调节机构。

温度调节机构包括但不限于空调、加热器。

一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述一种变电站在线智能巡视集中监控方法的步骤。

一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述一种变电站在线智能巡视集中监控方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明创新性提出了一种变电站在线智能巡视集中监控方法，通过所辖区域内变电站由巡视机器人和光学设备组成的巡视设备进行远程管理和集中监控，实现自动巡视、实时监控、智能联动及远程遥控，扩展变电站在线智能巡视的应用范围，提高变电站巡视过程及巡检结果处理的信息化和自动化水平，增强变电站巡检和设备缺陷远程处理能力、降低人力成本，推进变电站无人值守进程。

本发明创新性提出了一种巡视数据多维联动复核方法，利用机器人、光学设备、声纹装置等巡视设备联合巡检，全自动智能采集、识别、分析，响应变电站设备告警信息多维联动复核，提高了巡视的全面性、智能性，保障了告警准确性。

本发明创新性提出了一种基于集中监控的云边协同方法，以集中部署的在线智能巡视集中监控系统为大脑、以所辖变电站内部署的在线智能巡视系统为臂膀，采用标准化的交互接口，实现边缘计算单元的标准化接入、算法及应用的自动下载更新和场景迭代，有效节省边端硬件成本、降低边端数据的延迟、自动提升边端应用效果，提升云端数据有效性及资源利用率。

本发明创新性提出了一种机器人系统、光学监控系统与环境监控系统联动控制方法，有效控制了光照、气流等外部环境参数，降低了环境对机器人巡检的干扰，提高了不同巡检场景的机器人巡检适应性，扩大了机器人巡检范围，提升了机器人巡检的可靠性和巡检数据准确性。

本发明创新性提出了一种变电站三维模型与视频融合的立体巡视方法，采用变电站三维全景预览及沉浸式漫游方式，实现场景定位、信息查看巡视资源覆盖分析、未覆盖巡视点位提供新增视频布点策略；改变传统巡视视角单一问题，对设备进行全方位立体化巡视，更好的掌握设备健康状况，更精准的确定故障位置和相关情况，对合理制定检修计划有积极作用。

本发明创新性提出了一种变电站设备声纹监测方法，采用声音采集系统利用声纹特征提取、声纹识别及模型分类的声纹识别技术分析设备声音实现了设备声音异常识别，提高了声音采集精度和识别正确率，为有电力设备运行状态的智能化音频识别提供了技术支持。解决了变电站声音采集定位精度差和频域跨度大的问题，实现了多元定向声音信号的采集，避免了室外环境噪声和人为噪声的干扰，单个麦克风采集的声音信号是多方位声音信号的叠加，能够实现噪声抑制和声源定位，提高了声音采集和识别的准确率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为变电站在线智能巡视集中监控系统结构示意图；

图2为监控系统的示意图；

图3为巡视系统的结构示意图；

图4为机器人系统的结构示意图；

图5为环境监控系统的结构示意图；

图6为变电站在线智能巡视集中监控方法流程示意图；

图7为变电站在线智能巡视任务流程示意图；

图8为变电站在线智能巡视云边协同方法流程示意图；

图9为集控站级联动示意图；

图10为站端主辅联动示意图；

图11为环境系统联动示意图；

图12为巡检任务中巡检点自动配置流程示意图；

图13为设备运维示意图；

图14为基于声纹检测的设备状态识别流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一：

本实施例提供一种变电站在线智能巡视集中监控系统，如图1所示，在集控站部署在线智能巡视集中监控系统服务器，在站端部署变电站在线智能巡视系统，在线智能巡视集中监控系统服务器可管理多个变电站在线智能巡视系统；集控站主、辅设备集中监控系统通过网络阻隔设备给在线智能巡视集中监控系统服务器发送联动信号，实现对联动信号的响应处置。

在本实施例中，在线智能巡视集中监控系统服务器还可以与上层系统通信，为上层系统提供数据支撑。

在本实施例中，上层系统可以包括省级的电网运检智能分析管控系统三维数据中心、电网资源业务中台、国家电网公司统一权限管理平台、统一视频监控平台通信，变电站在线智能巡视系统主要包括巡视处理系统、环境监控系统、视频汇集存储转发设备、网络设备、若干机器人、若干光学设备和若干传感参数采集装置等；下面分别进行详细介绍：

巡视处理系统与在线智能巡视集中监控系统服务器通信，并与数据汇集交换设备连接。数据汇集交换设备作为网络连接的枢纽，连接系统间的网络设备。主辅设备联动信号通过网络阻隔设备发送到数据汇集交换设备，联动的结果及反向联动信号通过网络阻隔设备发回主辅设备监控系统。

环境监控系统、机器人系统中的各个机器人、视频监控系统中各个光学设备和传感参数采集装置中各个传感器或采集模块，通过接入层连接巡视处理系统或数据汇集交换设备。

环境监控系统与数据汇集交换设备连接。环境监控系统包括环境参数检测模块，如温度检测模块、湿度检测模块等，在此不再赘述。还包括或连接有环境参数控制执行机构，如图5所示，可以包括环境监控管理机、协议转换设备、温湿度传感器、风速传感器、雨雪传感器、气体传感器、自动门控制器、照明控制器、窗帘控制器和空调控制器。(在具体环境联动控制部分会详细进行说明)。

若干光学设备包括固定式安装的可见光枪机(枪式网络摄像机简称枪机)、可见光球机(球形网络摄像机简称球机)、红外热像仪、双光谱(同时具备可见光和红外热成像称为双光谱)球机、双光谱云台。若干光学设备通过交换机汇集后与视频汇集存储转发设备通信，并连接到数据汇集交换设备上，视频汇集存储转发设备也与数据汇集交换设备连接。

若干机器人，组成机器人系统，包括若干室外机器人和若干室内机器人。室外机器人通过无线网络连接到数据汇集交换设备，为了保证无线网络接入的安全性，室外机器人首先连接到安全接入模块，安全接入模块连接到无线网桥Station，无线网桥Station通过无线网络连接到无线网桥AP，无线网桥AP连接到安全接入平台，安全接入平台再连接到数据汇集交换设备。安全接入平台与安全接入模块配对使用，通过物理隔离、数据加密、身份认证功能保证无线网络的安全性。室内机器人通过有线网络连接到数据汇集交换设备。

当然，在其他场景，机器人可以根据具体情况选用轨道机器人、轮式机器人、履带式机器人等，在此不再赘述。

若干传感参数采集装置，组成传感参数采集系统，包括但不限于布设于变电站内的可见光采集设备、红外光采集设备、紫外光采集设备、声音采集设备、声纹采集设备、图像采集设备和温度采集模块中的至少一种。

在本实施例中，视频汇集存储转发设备可以选用网络硬盘录像机。接入层提供有线和无线两种安全接入方式，包括但不限于安全接入装置、无线通信模块。数据汇集交换设备可以选用路由器。协议转换设备可以选用串口服务器。

当然，接入层可以连接其他设备，如其他参数的采集模块，在此不进行穷举。

对于变电站在线智能巡视集中监控系统服务器，如图2所示，能够提供在线智能集中监控服务、用户界面、配置工具、历史数据服务、实时数据服务、视频服务等，分别配置有相应的功能模块。网络阻隔设备可以选用正向隔离装置、反向隔离装置。

当然，集中监控系统服务器也可以在云端部署。

在线智能集中监控服务是在线智能巡视集中监控系统服务器的核心业务服务，在线智能集中监控服务包括消息分发、模型管理、智能巡视、智能联动、通信接口、统计分析、配置管理、立体巡视、设备运维9个功能模块。

具体的，消息分发模块负责在线智能集中监控服务各功能模块间的消息流转，其他功能模块可以通过消息的订阅和发布，实现通信消息在功能模块间的传递。

模型管理模块负责管理变电站设备模型、变电站设备点位模型、机器人模型、光学设备模型、在线监测模型，在线同步变电站设备及设备点位。

智能巡视模块负责巡视任务方案配置、巡视任务管理、任务控制、任务状态监控、巡检结果确认、巡视报告生成、巡视信息查询、实时视频监视、远程控制、录像回放等。

智能联动模块负责联动策略配置、联动信号监听、联动判定、联动动作执行、联动执行信息推送。

通信接口模块负责与用户界面、配置工具、历史数据服务、实时数据服务、视频服务、文件服务模块等通信。

统计分析模块负责巡检任务信息、巡检点位信息、机器人应用情况、光学设备应用情况、告警信息、缺陷信息等的查询、统计、分析。

配置管理模块负责本地联动配置、告警设置、轮询方案、权限管理、日志管理等的配置，以及远程设置在线智能巡视系统检修区域、告警联动配置等。

立体巡视模块负责通过三维立体建模实现对变电站的实时监控、信息查看、视野覆盖、工勘测量等空间分析。

设备运维模块负责机器人、光学设备、声纹装置等巡视设备的台帐、运维计划、记录、设备调配等管理。

在本实施例中，用户界面通过Web系统实现，用于给用户提供辖区内管控变电站的在线智能巡视状况，包括统计信息总览、状态查询统计、巡检任务定制和控制、巡检任务进度及状态、巡检任务报表、巡检结果实时显示、告警信息推送、巡检结果查询及审核、告警查询及审核、地图信息显示，机器人和光学设备的实时视频及状态显示、机器人和设备设备控制，巡视设备的维护记录等。

配置工具负责完成在线智能集中监控服务的系统配置、模型配置、数据库配置、文件服务配置和加载模块配置等。

历史数据服务模块负责为在线智能集中监控服务的各个模块提供系统已产生的历史数据查询、统计、增、删、改服务。

实时数据服务模块负责为在线智能集中监控服务的各个模块提供系统最新实时产生数据的查询、统计、增、删、改服务。

视频服务模块负责为用户界面提供机器人、光学设备的视频实时预览、远程控制、录像回放等服务。

文件服务模块负责为在线智能巡视系统，线智能集中监控服务的各个模块、用户界面提供文件存储、访问服务。

如图3所示，巡视处理系统包括巡视主机和其上存储的软件。具体可以提供包括：在线智能巡视服务、用户界面、配置工具、视频执行单元、模式识别服务、深度学习服务、视频分析服务、声纹分析服务；分别包括有上述功能模块。

在线智能巡视服务是巡视处理系统的核心业务服务，在线智能巡视服务包括消息分发、模型管理、任务管理、智能联动、通信接口、实时监控、数据分析、三维应用、云边协同、告警分析、配置管理11个功能模块。

消息分发模块负责在线智能巡视服务各功能模块间的消息流转，其他功能模块可以通过消息的订阅和发布，实现通信消息在功能模块间的传递。

模型管理模块负责管理变电站设备模型、变电站设备点位模型、机器人模型、光学设备模型、在线监测模型，在线同步变电站设备及设备点位，负责与机器人配置的变电站设备点位模型进行绑定。

任务管理负责任务模型管理、任务定制流程、任务定时流程、任务控制、任务状态监控、巡检结果接入及存储、任务报表生成及推送。

智能联动模块负责联动策略配置、联动信号监听、联动判定、联动动作执行、联动执行信息推送。

通信接口模块负责与用户界面、配置工具、视频执行单元通信。

实时监控模块负责机器人实时数据接入、光学设备实时数据接入、在线监测实时数据接入、机器人外设数据接入、历史数据清理、实时数据推送。

数据分析模块负责与模式识别服务、深度学习服务、视频分析服务、声纹分析服务通信，并完成巡检数据的分析，形成巡检结果。

三维应用模块负责提供三维全景浏览和沉浸式漫游展示，告警定位、视频推送、空间测距、资源覆盖分析等功能。

云边协同模块负责智能分析云平台对高级分析服务的分析算法与应用的同步更新。

告警分析模块负责告警阈值设定、告警分析、告警复核、告警信息推送、告警审核、缺陷管理。

配置管理模块负责为用户提供告警阈值设置、告警消息订阅设置、权限管理、标准点位库维护等功能。

用户界面通过Web系统实现，用于给用户提供机器人和光学设备的实时视频及状态显示、机器人和设备设备控制、巡检任务定制和控制、巡检任务进度及状态、巡检任务报表、巡检结果实时显示、告警信息推送、巡检结果查询及审核、告警查询及审核、地图、三维信息显示。

配置工具负责完成在线智能巡视服务的系统配置、模型配置、数据库配置、文件服务配置、加载模块配置。

视频执行单元负责光学设备的任务执行流程、巡检数据采集、视频监控，视频任务执行单元通过与模式识别服务通信，完成可见光图片和红外热图的数据识别分析。

模式识别服务模块负责刀闸分合状态、开关状态、仪表读数、红外温度、灯光、压板、二维码和异物图片等识别功能。

深度学习服务模块负责识别变电站设备外观类缺陷、识别变电站设备状态类缺陷，判别变电站设备的异常变化。

视频分析服务模块负责实时识别安全风险类缺陷，包括：越线/闯入、未戴安全帽、未穿工装、吸烟、烟火识别、小动物识别、积水监测。

声纹分析服务模块负责从变电站设备振动产生的音频信号中提取特征量，并对设备的运行状态进行识别。

如图4所示，机器人系统包括机器人执行单元、运动控制单元、定位导航服务单元、模式识别服务单元、路径规划服务单元、多机器人通信单元。机器人执行单元负责机器人的任务执行流程、巡检数据采集、视频监控、机器人本体报警、自主导航、对外通信。

运动控制单元负责机器人的云台控制、电源控制、驱动控制、自动门控制、电梯控制、控制状态上送。定位导航服务负责提供激光定位导航功能、室内轨道定位导航功能、GPS定位导航功能。

模式识别服务单元与巡视处理系统中的模式识别服务功能相同。

路径规划服务单元负责加载变电站地图模型数据，加载路径规划算法，提供路径规划服务。

多机器人通信单元负责完成多台机器人之间的通信功能，通过消息的发布和订阅，完成多台机器人之间位置信息、环境信息、电量信息、任务状态信息、运动状态信息的共享。

实施例二：

提供变电站在线智能巡视集中监控方法，如图6所示，包括以下步骤：

巡检任务生成步骤：集控站的在线智能巡视集中监控系统与主辅设备集中监控系统进行联动交互，获取主辅设备联动信号，根据联动信号获取相关联的设备点位列表，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务；

当然，在本实施例中，巡检任务不是只能由联动信号触发的，在线智能巡视集中监控系统也可以定制任务创建巡视方案。

在构建巡检任务前，先进行系统使用权限的管理，确定是否为具有权限的操作人员，如果权限管理通过，再进行巡检调度。获取联动信号。在本实施例中，可以为在线智能集中监控系统开始巡检任务启动，系统进入权限管理子系统，根据用户的权限等级，机器人的当前控制状态，启用权限级别认证，认证成功后取得机器人的控制权，并进入在线智能集中监控系统的巡检调度子系统。

巡检调度子系统根据用户的授权、任务序列与远方受控站的变电站在线智能巡视系统进行交互，并授权远方巡检调度子系统，调度站内机器人执行任务序列。在线智能集中监控系统与远方变电站在线智能巡视系统的交互，是在彼此的通用服务调用系统之间，进行通讯协议与数据传输作业，完成彼此的服务订阅、信息收发功能。此项工作是在线智能集中监控系统底层通讯功能，对于服务调用者与被调用者，实现了无缝对接透明处理。

在此步骤中，变电站在线智能巡视系统(部署于站端)，也进行通用服务的调用，与主辅设备监控系统的联动，与在线智能巡视集中监控系统之间进行信号的交互。

数据采集步骤：根据巡检任务，变电站在线智能巡视系统的任务控制系统，将巡检任务拆分为多个子任务，分别由光学巡检系统、机器人巡检系统和环境监控系统并发执行相应子任务；

站端将各系统并发执行相应子任务所采集的视频数据、设备巡检数据(包括但不限于外观图像、设备温度数据)、环境参数数据(包括但不限于温度、湿度、光照和气流)和声纹数据上传至在线智能巡视集中监控系统；

在线智能巡视集中监控系统将获取的数据，交由实时数据库进行存储，并利用云边协同方法，确定站端的智能分析算法，基于采集数据，利用所述智能分析算法进行设备状态识别，也可以称其为设备故障诊断，根据识别结果或诊断结果进行告警或/和设备运维。

具体的，在本实施例中，远方机器人接收变电站在线智能巡视系统巡检调度子系统下达的任务序列，启动任务巡检功能，依次采集站内设备相应的温度数据、音频数据、外观数据(包括仪表读数、分和状态、破损、漏油、外观异常等)，并将采集到的数据实时发送到远方在线智能集中监控系统。

在线智能集中监控系统收到数据后，分别进行实时数据处理、设备故障诊断分析、若有疑似故障设备，则进入智能诊断专家云系统进一步分析处理，之后进入事项系统，将当前的数据采集与分析进行事项统一汇总处理，以相应方式推送至UI客户端。

任务结束过程：任务结束的条件是当前任务序列执行完毕，或异常终止，或用户停止。在线智能集中监控系统将进入事项系统，做任务结束的事项汇报；进入巡检报告，对本次巡检作业做相关的报告处理，如果本次作业有疑似故障设备，先进入疑似故障诊断系统，进一步分析，根据分析结果生成报告。并将疑似故障设备，留存记录，推送给用户相应的疑似故障设备复查任务。至此任务结束。

在上述过程中，巡检任务生成、执行以及后续分析的处理流程，如图7所示，包括以下步骤：

步骤7-1：执行任务定制。

步骤7-2：选择巡检任务需要进行巡检的设备点位。

步骤7-3：设置巡检任务执行类型，包括全面巡检、例行巡检、熄灯巡检、特殊巡检、专项巡检。

步骤7-4：设置任务执行周期，巡检任务根据任务周期定时执行巡检任务。

步骤7-5：判断任务周期是否到期，如果到期，则执行步骤7-6。

步骤7-6：通过任务调度生成视频巡检子任务和机器人巡检子任务。

步骤7-7：多光学设备和多机器人开始并发巡检。

步骤7-8：将采集的巡检数据文件发给模式识别服务进行数据识别，获取巡检结果。

步骤7-9：把巡检结果发送给用户界面进行实时展示。

步骤7-10：根据设备告警阈值设置，对巡检结果进行告警分析。

步骤7-11：通过用户界面对告警结果进行展示。

步骤7-12：视频巡检子任务结束，机器人巡检子任务结束。

步骤7-13：生成巡检任务报告。

集控站利用云边协同方法，确定站端的智能分析算法的过程，如图8所示，具体包括：

步骤8-1：在线智能巡视集控系统的智能算法处理单元加载待更新智能分析算法及待更新的在线智能巡视系统列表。

步骤8-2：在线智能巡视集控系统的智能算法处理单元构建并发送身份认证请求。

步骤8-3：硬件防火墙收到身份认证请求，核对请求发送方的IP地址和端口是否符合安全策略要求。将符合要求的命令发送给通信服务器，不符合要求的命令进行拦截。

步骤8-4：通信服务器收到并解析身份认证请求，根据请求中的在线智能巡视系统列表，分别请求命令发往相应在线智能巡视系统的身份认证服务器进行身份认证。

步骤8-5：在线智能巡视系统的身份认证服务器收到认证请求命令后，核对命令发送方的信息(IP、端口和通信识别标识。该信息在在线智能巡视系统与在线智能分析集控系统建立通信链路时，在线智能巡视系统已存储)，如果请求合法，将请求成功状态和分配的认证合法标识经通信服务器、硬件防火墙返回给在线智能巡视集控系统的智能算法处理单元。

在线智能巡视集控系统的智能算法处理单元分析在线智能巡视系统的认证服务器返回值，如果认证未通过，结束本次更新。如果认证通过，构建智能分析算法更新命令(命令中包含认证合法标识)，经防火墙安全检测后，发送给通信服务器。

步骤8-6：通信服务器收到更新命令后，将算法数据进行分包同时对分包数据进行加密(加密算法支持RSA、DES、3DES、IDEA和MD5等算法，算法种类选择支持配置)，将每个数据包添加分包总数、包号、命令类型、认证合法标识组建为命令包，根据更新命令中的在线智能巡视系统列表，分别发送给相应的在线智能巡视系统的认证服务器。发送之前需判断在线智能巡视系统是否在线，如果在线直接发送命令包，否则启用断线重发机制。

在线智能巡视系统的认证服务器解析更新命令，判断命令类型及认证合法标识是否有效，如果有效，转发给智能算法分析单元。否则，处理结束。

步骤8-7：智能算法分析单元收到更新命令后，解析命令内容，解密算法数据包。待所有算法数据包接收完毕后，验证算法是否可用，如果可用，根据算法应用对象类型，取出智能分析算法仓中旧算法进行压缩备份。将待更新算法添加到智能分析算法仓中。

在本实施例中，智能算法可以进行进一步优化，建立深度学习模型或提供改进的人工智能方法。

上文中所指的联动，具体包括集控站级联动、站端主辅联动、站端环境系统联动。下面进行分别详细叙述。

其中，集控站级联动包括，如图9所示：

步骤9-1：主辅设备集中监控系统通过网络阻隔设备发送主辅设备联动信号到在线智能巡视集中监控系统服务器。

步骤9-2：在线智能巡视集中监控系统服务器中的在线智能集中监控服务根据联动信号找到关联的光学设备点位列表。

步骤9-3：在线智能集中监控服务根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表。

步骤9-4：在线智能巡视服务判断联动策略列表是否为空。如果联动策略列表不为空，根据设备点位关联的联动策略执行联动动作。

步骤9-5：联动结束。

站端主辅联动的具体方案，如图10所示，包括：

步骤10-1：主辅设备监控系统通过网络阻隔设备发送主辅设备联动信号到巡视处理系统。

步骤10-2：巡视处理系统中的在线智能巡视服务根据联动信号的主设备编码找到设备点位列表。

步骤10-3：在线智能巡视服务根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表，并将其发送给集中监控系统。

步骤10-4：在线智能巡视服务判断联动策略列表是否为空。如果联动策略列表不为空，则执行步骤10-5；如果联动策略列表为空，则执行步骤10-13。

步骤10-5：触发联动。

步骤10-6：在线智能巡视服务根据设备点位列表、联动策略列表构建变电站设备巡视任务。

步骤10-7：启动变电站设备巡视任务。

步骤10-8：多光学设备和多机器人开始并发巡检。其中，多光学设备并发巡检操作由巡视处理系统的视频执行单元负责控制完成；多机器人并发巡检由多台机器人独自完成，每台机器人的巡检流程由机器人本体系统的机器人执行单元负责控制完成。

步骤10-9：根据设备点位关联的联动策略执行联动动作。

其中联动策略是指多种联动动作的组合配置及联动动作的参数配置。

联动动作包括：(1)观看，即光学设备或机器人调用到设备点位对应的预置位后，进行观看，用户可以通过巡视处理系统的用户界面的实时视频观看到设备，观看时间超过联动策略配置的观看时长后结束；(2)采集，即光学设备或机器人根据联动策略配置的采集数据类型进行数据采集，采集数据类型包括：可见光图片、红外图片、可见光视频、红外视频、音频、局放检测数据；(3)采集和识别，即执行数据采集后，对采集的数据进行数据识别；(4)观看和采集，即该设备点位同时执行观看和采集两个联动动作；(5)观看、采集、识别，即该设备点位同时执行观看、采集、识别三个联动动作。

步骤10-10：设备点位巡检数据和巡检结果展示。其中，光学设备的巡检数据和巡检结果由巡视处理系统的视频执行单元发送给在线智能巡视服务保存，机器人的巡检数据和巡检结果由机器人本体系统的机器人执行单元发送给在线智能巡视服务保存，然后在线智能巡视服务把巡检结果和巡检数据发送给用户界面进行展示。

步骤10-11：判断是否还有待检设备点位，即光学设备通过巡视处理系统的视频执行单元进行判断，机器人通过机器人本体系统的机器人执行单元进行判断，当光学设备和机器人都没有待检测的设备点位后，则执行步骤10-12；如果还有待检测的设备点位，则执行步骤10-8。

步骤10-12：在线智能巡视服务生成任务报告，并发送给巡视处理系统的用户界面进行展示。

步骤10-13：联动结束。

站端的环境系统联动过程，如图11所示，包括以下步骤：

步骤11-1：由用户通过巡视处理系统的用户界面控制或者在线智能巡视服务定时控制启动变电站设备巡检任务，巡检任务包含巡检任务编码、巡检任务名称、需要巡检的变电站设备点位列表、巡检任务优先级、巡检任务的定时周期、巡检任务创建者、巡检任务创建时间。

步骤11-2：在线智能巡视服务判断巡检任务的设备点位列表是否包含保护室内设备，如果是，则执行步骤11-3；如果不是，则执行步骤11-6。

步骤11-3：在线智能巡视服务发送控制命令到环境监控系统，由环境监控系统控制照明控制器打开照明灯，控制窗帘控制器关闭窗帘。其中，打开照明灯是防止保护室内光线不足影响可见光检测，关闭窗帘是防止太阳光照进保护室内影响可见光检测和红外检测。

步骤11-4：在线智能巡视服务通过环境监控系统获取到的保护室温度，判断保护室温度是否超过阈值，如果是，则执行步骤11-5；如果不是，则执行步骤11-6。

步骤11-5：在线智能巡视服务发送控制命令到环境监控系统，由环境监控系统控制空调控制器打开空调，调节保护室温度至正常范围内，防止影响红外检测。

步骤11-6：在线智能巡视服务进行任务调度，生成视频巡检子任务和机器人巡检子任务。

步骤11-7-A：巡视处理系统的视频执行单元执行视频巡检子任务。

步骤11-8-A：视频执行单元控制光学设备巡检设备点位。

步骤11-9-A：如果当前设备点位为室外设备，说明当前光学设备部署在室外，巡视处理系统的视频执行单元通过环境监控系统的雨雪传感器判断当前是否有雨雪，如果是，则执行步骤11-10-A；如果不是，则执行步骤11-11-A。

步骤11-10-A：视频执行单元控制光学设备执行雨刷操作。

步骤11-11-A：视频执行单元控制光学设备采集设备点位的巡检数据，将巡检数据发送给巡视处理系统的模式识别服务完成数据识别，获取巡检结果，然后将巡检数据和巡检结果发送给在线智能巡视服务，由在线智能巡视服务完成告警分析，在线智能巡视服务将巡检结果和告警发送给巡视处理系统的用户界面进行巡检结果和告警展示。

步骤11-12-A：视频执行单元判断是否还有待检设备点位，如果是，则执行步骤11-8-A；如果不是，则执行步骤11-21。

步骤11-7-B：机器人本体系统的机器人执行单元执行机器人巡检子任务。

步骤11-8-B：机器人执行单元控制机器人巡检设备点位。

步骤11-9-B：机器人执行单元判断机器人是否进行室内和室外环境切换，如果是，则执行步骤11-10-B；如果不是，则执行步骤11-11-B。

步骤11-10-B：机器人执行单元发送控制命令给环境监控系统，由环境监控系统控制自动门控制器打开保护室自动门，待机器人进入或离开保护室后，再关闭保护室自动门。

步骤11-11-B：如果当前设备点位为室外设备，说明当前机器人运行在室外，机器人执行单元通过环境监控系统的雨雪传感器判断当前是否有雨雪，如果是，则执行步骤11-12-B；如果不是，则执行步骤11-16-B。

步骤11-12-B：机器人执行单元通过环境监控系统的雨雪传感器获取降雨量和降雪量，判断当前的降雨量和降雪量是否超过机器人承受的阈值，如果是，则执行步骤11-14-B和步骤11-17-B；如果不是，则执行步骤11-13-B。

步骤11-13-B：机器人执行单元控制机器人执行雨刷操作，然后执行步骤11-16-B。

步骤11-14-B：在线智能巡视服务判断当前设备点位是否有关联的光学设备，如果是，则执行步骤11-15-B。

步骤11-15-B：在线智能巡视服务给视频执行单元发送控制命令，由视频执行单元控制光学设备执行雨刷操作，并控制光学设备巡检当前设备点位，然后执行步骤11-16-B。

步骤11-16-B：机器人执行单元控制机器人采集设备点位的巡检数据，将巡检数据发送给机器人本体系统的模式识别服务完成数据识别，获取巡检结果，然后将巡检数据和巡检结果发送给在线智能巡视服务，由在线智能巡视服务完成告警分析，在线智能巡视服务将巡检结果和告警发送给巡视处理系统的用户界面进行巡检结果和告警展示。然后执行步骤11-20-B。

步骤11-17-B：机器人执行单元将机器人当前位置和充电点位置发送给机器人本体系统的路径规划服务，路径规划服务将计算出机器人返回充电室的路线发送给机器人执行单元，由机器人执行单元根据路线控制机器人返回充电室。

步骤11-18-B：机器人执行单元控制机器人进入充电状态并等待。

步骤11-19-B：机器人执行单元通过环境监控系统的雨雪传感器获取降雨量和降雪量，判断当前的降雨量和降雪量是否低于机器人承受的阈值，如果是，则执行步骤11-20-B；如果不是，则执行步骤11-18-B。

步骤11-20-B：机器人执行单元判断是否还有待检设备点位，如果是，则执行步骤11-8-B；如果不是，则执行步骤11-21。

步骤11-21：巡检任务结束。

步骤11-22：在线智能巡视服务生成巡检任务报告，并发送给巡视处理系统的用户界面进行展示。

巡检任务中包含了机器人需要巡检的各巡检点，在本实施例中，巡检点的配置流程，如图12所示，包括：

获取巡检场所的三维模型，对三维模型进行预处理；

对预处理后的模型进行基准坐标系的配置，进行巡检场所内目标对象的识别，并获取目标对象的位姿、大小信息，提取巡检场所内的可通行路径；

配置巡检点与目标对象之间距离范围、与目标对象的平面法线偏差角度范围的约束条件；

遍历目标对象，根据单一目标对象的位姿、大小及可通行路径信息计算合法配置区域；

对单一目标对象合法配置区域进行全局优化，针对公共交叉区域和不交叉区域，在约束条件下，求解最优巡检点的坐标，得到巡检点信息；

根据每一个目标对象及对应的最优巡检点三维坐标，计算巡检机构对应三维姿态，得到巡检机构的巡检点信息列表。

具体的，对三维模型进行预处理的具体过程包括：对三维模型进行噪点去除和特征拟合。

进行巡检场所内目标对象的识别的具体过程包括：加载预设的训练模型库，采用特征匹配的方法进行全站目标对象的识别，对于识别到的每一个目标对象，将计算出该目标对象在三维模型中的位姿、朝向法向量和大小信息。

巡检点与目标对象之间距离范围是指根据待检测的目标对象，确定理论上巡检机构执行巡检时，与目标对象之间的最大距离，以及最小安全距离，基于最大距离和/或最小安全距离，确定预设巡检点的距离范围。

在本实施例中，可以根据预设巡检点与目标对象之间理论上的最大距离，建立球体方程，求解球体与可通行路径所在平面的交叉线，该交叉线即为合法配置区域的外圈边界；根据相机视场中心线与目标对象平面法线最大夹角约束，建立椎体方程，求解椎体与可通行路径所在平面的交叉线，该交叉线即为合法配置区域的内圈边界，两个交叉线成弧线交叉，在该交叉区域内，计算落入到该交叉区域内的可通行路径的边界，所有满足边界区间的可通行路径区域即为单一目标对象对应的合法配置区域。

在公共交叉区域中，建立多个目标对象的距离、偏差角的加权代价优化函数，该代价函数根据包含多个目标对象与预设巡检点的距离代价、预设巡检点相机视场中心线与多个目标对象平面法的夹角代价，距离代价和夹角代价进行加权，采用优化方法求解该代价函数的最优解，即为多个目标对象复用交叉区域预设巡检点。

对于合法配置区域不存在交叉的目标对象，建立单一目标对象的距离、偏差角的加权代价优化函数，该代价函数包含单一目标对象与预设巡检点的距离代价、预设巡检点相机视场中心线与单一目标对象平面法线的夹角代价：距离代价与夹角代价进行加权，采用优化方法求解该代价函数的最优解，即为单个目标对象专用预设巡检点。

在进行转换时，根据每一个目标对象及对应的预设巡检点三维坐标，通过三角函数关系计算云台的三维姿态，首先根据机器人本体模型，在预设巡检点坐标处，求解出云台旋转中心点的坐标，然后再根据目标对象坐标及云台旋转中心点坐标建立三角函数关系，求解云台的三维姿态。

经过巡检过程，基于视频信息、目标设备外观数据和目标设备声音信息，综合对设备运行状态进行识别，至少一种信息分析结果为发生故障时，认定为发生故障。

其中，基于声纹信息进行状态识别的过程，如图14所示，包括：

获取变电站目标设备的声音信息，并对所述声音信息进行预处理；

对于预处理后的声音信息，进行声纹特征提取；其中，所述声纹特征至少包括FBank特征、分贝、基频、短时能量、短时过零率和相关性系数；

将提取的声纹特征输入到训练好的声纹识别模型，输出识别结果；

基于识别结果判断目标设备的运行状态。

提取FBank特征的过程包括：

通过傅里叶变换得到声音信号的语谱图，计算能量谱；

通过Mel滤波器组进行滤波，得到符合人耳听觉习惯的声谱；

对滤波后得到的声谱求取其自然对数，得到FBank特征。

根据巡检结果，可以进行设备运维，具体过程如图13所示，包括以下步骤：

步骤13-1-A：由用户通过变电站在线智能巡视集中监控系统的用户界面制定例行运维计划，例行运维计划包含变电站名称、例行运维计划名称、计划开始时间、计划结束时间、计划执行周期。

步骤13-1-B：用户按时进行例行运维项目检查，发现并记录巡视设备问题；

步骤13-2-A：变电站在线智能巡视集中监控系统所辖各变电站在线智能巡视集中监控系统正常执行例行巡视任务。

步骤13-2-B：巡视过程中，巡视设备(智能机器人或光学设备)产生异常告警。

步骤13-3：判断例行运维项目检查所发现的巡视设备问题或正常巡视过程中产生的巡视设备异常告警用户是否可以自行解决。

步骤13-3-A：若可以用户自行解决则正常进行下一次用户例行运维或正常执行例行巡视任务。

步骤13-3-B：若用户无法自行解决问题，则反馈问题给设备厂家，进行专业维护；厂家人员现场实际解决巡视设备问题，排除故障；用户将专业运维情况记录至变电站在线智能巡视集中监控系统，以备后续归档及检索。

实施例三：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行实施例二提到的一种变电站在线智能巡视集中监控方法的步骤。

实施例四：一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行实施例二提到的一种变电站在线智能巡视集中监控方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (23)

1.一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：包括以下步骤：

与主辅监控系统进行联动交互，获取主辅设备联动信号，根据联动信号获取相关联的设备点位列表，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务或根据需求创建巡检任务；与主辅监控系统进行联动交互，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务的具体过程包括：

获取主辅监控系统的主辅设备联动信号，根据联动信号找到关联的光学设备点位列表；集中监控是在线智能巡视集中监控系统服务器的核心业务服务，在线智能集中监控服务包括消息分发、模型管理、智能巡视、智能联动、通信接口、统计分析、配置管理、立体巡视和设备运维9个功能模块；智能巡视模块负责巡视任务方案配置、巡视任务管理、任务控制、任务状态监控、巡检结果确认、巡视报告生成、巡视信息查询、实时视频监视、远程控制和录像回放；

根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表；

判断联动策略列表是否为空，如果联动策略列表不为空，根据设备点位关联的联动策略执行联动动作；

如果联动策略列表为空，则联动结束；

将巡检任务下发至相应的站端，对站端进行集中控制，各站端将对应巡检任务拆分为多个子任务，分别由不同巡检执行系统并发执行相应子任务；所述巡检执行系统包括光学巡检系统、机器人巡检系统、环境监控系统和传感参数采集系统中的若干；

机器人巡检系统执行相应子任务的具体方法包括：解析相应子任务的内容，提取待检测目标设备和巡检点，根据设备点位关联的联动策略，在相应的巡检点上执行联动动作，并将目标设备与巡检数据和巡检结果相关联；

接收各站端自身各巡检执行系统并发执行相应子任务所采集的多维巡检数据；

利用云边协同方法，确定各站端所采用的智能分析算法，基于所述多维巡检数据，利用所述智能分析算法进行设备状态进行识别，根据识别结果进行告警或/和设备运维。

2.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：所述多维巡检数据，包括视频数据、光谱数据、设备巡检数据、环境参数数据和声纹数据中的若干，设备巡检数据包括可见光数据、红外数据、紫外数据和声音数据中的若干，环境参数数据包括温度、湿度、光照和气流数据中的若干。

3.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：与主辅监控系统进行联动交互，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务的具体过程包括：

获取主辅监控系统联动信号，根据联动信号的主设备编码找到关联的设备点位列表；

根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表；

判断联动策略列表是否为空，如果联动策略列表不为空，根据设备点位列表和联动策略列表构建变电站设备联合巡检任务；如果联动策略列表为空，联动结束。

4.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：光学巡检系统执行相应子任务的具体方法包括：解析相应子任务的内容，提取待检测目标设备，调用距离所述待检测目标设备一定范围内的光学设备对检测目标设备进行视频或光谱采集。

5.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：环境监控系统执行相应子任务的具体方法包括：对相应子任务进行解析，根据子任务内容控制站内光照和温度。

6.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：机器人执行过程包括：判断机器人是否进行室内和室外环境切换，如果是，则打开保护室自动门，待机器人进入或离开保护室后，再关闭保护室自动门；

如果当前设备点位为室外设备，判断当前是否有雨雪，如果是，根据降雨量和降雪量，判断当前的降雨量和降雪量是否超过机器人承受的阈值；

如果降雨量和降雪量超过机器人承受的阈值，利用当前设备点位的关联的光学设备进行巡检，控制光学设备采集设备点位的巡检数据，进行数据识别，获取巡检结果，根据巡检数据和巡检结果进行分析；

根据机器人当前位置和充电点位置，计算出机器人返回充电室的路线，控制机器人根据路线运动。

7.如权利要求6所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：如果降雨量和降雪量不超过机器人承受的阈值，控制机器人执行雨刷操作；

控制机器人采集设备点位的巡检数据，进行数据识别，获取巡检结果，根据巡检数据和巡检结果，完成预警分析。

8.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：所述巡检点为预先配置得到，且其配置方法包括：获取巡检场所的三维模型，对三维模型进行预处理；

对预处理后的模型进行基准坐标系的配置，进行巡检场所内目标对象的识别，并获取目标对象的位姿、大小信息，提取巡检场所内的可通行路径；

配置巡检点与目标对象之间距离范围、与目标对象的平面法线偏差角度范围的约束条件；

遍历目标对象，根据单一目标对象的位姿、大小及可通行路径信息计算合法配置区域；

对单一目标对象合法配置区域进行全局优化，针对公共交叉区域和不交叉区域，在约束条件下，求解最优巡检点的坐标，得到巡检点信息；

根据每一个目标对象及对应的最优巡检点三维坐标，计算机器人对应三维姿态，得到机器人的巡检点信息列表。

9.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：利用云边协同确定智能分析算法的具体过程包括：

加载待更新智能分析算法及待更新的各站端布设的在线智能巡视系统的列表，构建并发送身份认证请求至相应站端的在线智能巡视系统；

进行身份认证；

将算法数据分包同时数据进行加密，根据更新命令中的列表，分别发送给相应的在线智能巡视系统；

在线智能巡视系统解析更新命令，解密算法数据包，待所有算法数据包接收完毕后，验证算法的可用性，根据算法应用对象类型，取出智能分析算法仓中旧算法进行压缩备份，将待更新算法添加到智能分析算法仓中。

10.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：基于采集数据，利用所述智能分析算法进行设备状态进行识别的具体过程是：基于多维巡检数据，综合对设备运行状态进行识别，至少一种信息分析结果为发生故障时，认定为发生故障。

11.如权利要求1所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：所述多维巡检数据包括但不限于视频信息、光谱信息、目标设备外观数据和目标设备声音信息。

12.如权利要求11所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法，其特征是：根据目标设备声音信息进行状态识别的具体过程包括：获取变电站目标设备的声音信息，并对所述声音信息进行预处理；

对于预处理后的声音信息，进行声纹特征提取；其中，所述声纹特征至少包括FBank特征、分贝、基频、短时能量、短时过零率和相关性系数；

将提取的声纹特征输入到训练好的声纹识别模型，输出识别结果；

基于识别结果判断目标设备的运行状态。

13.一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：包括：

部署于集控站的在线智能巡视集中监控系统服务器，部署于各站端的在线智能巡视系统，其中：

所述在线智能巡视集中监控系统服务器与主辅监控系统联动交互，所述在线智能巡视系统包括巡视处理系统与多个巡检执行系统，巡视处理系统与各巡检执行系统通信，且和主辅监控系统均通过数据汇集交换设备连接；

所述在线智能巡视集中监控系统服务器或所述在线智能巡视系统根据获取的主辅设备联动信号，构建相关联的设备点位列表，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务，或接收根据需求创建巡检任务；与主辅监控系统进行联动交互，根据设备点位和预先配置的联动策略构建巡检任务的具体过程包括：

获取主辅监控系统的主辅设备联动信号，根据联动信号找到关联的光学设备点位列表；集中监控是在线智能巡视集中监控系统服务器的核心业务服务，在线智能集中监控服务包括消息分发、模型管理、智能巡视、智能联动、通信接口、统计分析、配置管理、立体巡视和设备运维9个功能模块；智能巡视模块负责巡视任务方案配置、巡视任务管理、任务控制、任务状态监控、巡检结果确认、巡视报告生成、巡视信息查询、实时视频监视、远程控制和录像回放；

根据设备点位列表从联动策略配置中获取关联的联动策略列表；

判断联动策略列表是否为空，如果联动策略列表不为空，根据设备点位关联的联动策略执行联动动作；

如果联动策略列表为空，则联动结束；

所述巡视处理系统与在线智能巡视集中监控系统服务器连接，获取巡检任务，将巡检任务拆分为多个子任务，分别由不同巡检执行系统并发执行相应子任务；所述巡检执行系统包括光学巡检系统、机器人巡检系统、环境监控系统和传感参数采集系统中的若干；

机器人巡检系统执行相应子任务的具体方法包括：解析相应子任务的内容，提取待检测目标设备和巡检点，根据设备点位关联的联动策略，在相应的巡检点上执行联动动作，并将目标设备与巡检数据和巡检结果相关联；

所述巡视处理系统被配置为将各系统并发执行相应子任务所采集的多维巡检数据上传至线智能巡视集中监控系统服务器；

在线智能巡视集中监控系统服务器利用云边协同方法，确定采用的智能分析算法，基于采集数据，利用所述智能分析算法进行设备状态识别，根据识别结果进行告警或/和设备运维；

所述巡视处理系统还配置为提供视频分析服务、光谱分析服务、声纹分析服务和模式识别服务。

14.如权利要求13所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：所述巡视处理系统或/和在线智能巡视集中监控系统服务器部署于云端。

15.如权利要求13所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：传感参数采集系统包括声纹检测设备、可见光采集设备、红外采集设备、紫外采集设备和声音采集设备中的若干种。

16.如权利要求13所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：在集控站部署在线智能巡视集中监控系统服务器，主辅监控系统发送主辅设备联动信号到在线智能巡视集中监控系统服务器。

17.如权利要求13所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：不同巡检执行系统包括光学巡检系统、机器人巡检系统、环境监控系统和传感参数采集系统。

18.如权利要求17所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：所述光学巡检系统包括布设于站端内的多个光学设备，所述光学设备包括固定式安装的可见光枪机、可见光球机、红外热像仪、双光谱球机和双光谱云台中的若干种，所述光学设备均与所述数据汇集交换设备连接。

19.如权利要求17所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：所述机器人巡检系统包括若干室外轮式机器人和若干室内轨道机器人，所述室外轮式机器人通过无线网络连接到所述数据汇集交换设备，室内轨道机器人通过有线网络连接到所述数据汇集交换设备。

20.如权利要求13-18中任一项所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：所述站端内还设置有若干声纹采集装置，声纹采集装置设置于机器人上，或设置于电力设备旁。

21.如权利要求17所述的一种变电站在线智能巡视集中监控系统，其特征是：所述环境监控系统包括光照控制器、窗帘控制器、温度控制器和多个温度传感器、湿度传感器，所述光照控制器用于打开或关闭照明设备，所述窗帘控制器用于打开或关闭窗帘，所述温度传感器、湿度传感器用于获取站内温度、湿度，所述温度控制器用于控制温度调节机构。

22.一种计算机可读存储介质，其特征是：其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-12中任一项所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法的步骤。

23.一种终端设备，其特征是：包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-12中任一项所述的一种变电站在线智能巡视集中监控方法的步骤。