CN114279958A - 一种电能计量箱破损状态自动检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能计量箱破损状态自动检测系统及方法，用于对室外的电能计量箱破损状态进行自动检测，包括监控装置、数据终端和软件系统，监控装置由摄像头和监控主机组成，摄像头与监控主机数据连接；软件系统包括破损状态检测程序、服务器端和客户端；当破损状态检测程序发现电能计量箱出现破损状态时，将含有摄像头IP地址的告警信息发送到服务器端；经过服务器端处理后，将含有电能计量箱地理位置的告警信息发送到运维人员的数据终端上，运维人员对该位置的电能计量箱进行维修更换。与现有技术相比，本发明提高运维巡检的实时性、有效性和效率、减少运维人员工作量，降低经济损失，提高巡视工作的自动化水平。

Description

一种电能计量箱破损状态自动检测系统及方法

技术领域

本发明涉及电气设备运维巡检领域，尤其是涉及一种针对室外电能计量箱破损状态自动检测系统及方法。

背景技术

随着电力网络的不断扩大与发展，对电力运维提出了更高的要求。在电网运维中，对电网缺陷发现、消缺、检修等生产闭环的各个流程中，巡视是不可或缺的一环，巡视的质量直接关系着电网的安全和供电的可靠性。因此，提升巡视管理工作的自动化水平和工作效率，具有较高的经济效益和社会效益。

目前，对于传统的巡视方法，现场巡视人员只能通过打印纸质工作单进行巡视，由于巡视工作量大、工作时间长，让巡视结果的记录工作变得艰难，甚至直接导致巡视不到位。同时，巡视后的数据信息不能完整保存和利用，这使得如此重要的工作但往往因为技术手段和管理手段的缺乏显得薄弱。随着深度学习目标检测算法的发展和应用，对改进电力巡视工作提供了新的思路和方法。单阶段目标检测系列算法（You only look once, YOLO）能够非常迅速地识别并定位图像中的目标位置，且经过不断优化后的YOLOv5相比于之前的YOLO系列算法在定位精度和检测时间方面都有了较大的提升，因此该算法有潜力应用于电力巡视中对设备的健康状态进行识别和记录，大大提高巡视人员的工作质量和工作效率。

然而，电能计量箱作为用户侧与供电公司之间的直接纽带，其数量规模十分庞大，地理分布零散。同时，计量箱的安装环境十分复杂，特别是对户外计量箱来说，面临长期经受风吹日晒的严峻考验。对于数量庞大、分布零散、破损可能性较大的电能计量箱，目前还缺乏完善的、系统的破损检测系统。因此，在这种情况下，需要设计发明一种对电能计量箱破损状态的自动检测系统及方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种电能计量箱破损状态自动检测系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电能计量箱破损状态自动检测系统，包括监控装置、数据终端和软件系统，监控装置由摄像头和监控主机组成，摄像头与监控主机数据连接；软件系统包括破损状态检测程序、服务器端和客户端，破损状态检测程序与服务器端交换数据，服务器端与客户端交换数据；破损状态检测程序设置于监控主机内，通过对摄像头传送到监控主机的画面进行检测识别，得出检测结果；服务器端存储有摄像头的IP地址和与其对应的电能计量箱地理位置，能将带有位置信息的检测结果发送到客户端；客户端设置于数据终端内，通过访问服务器端获取检测结果。

进一步的，摄像头设置有太阳能充放电模块和数据通信模块。

进一步的，破损状态检测程序其作用是通过对电能计量箱监控画面进行识别，预测当前计量箱的破损状态，如出现破损状态，则标记出电能计量箱破损区域。

进一步的，服务器端为云平台。

进一步的，客户端为应用程序。

进一步的，数据终端为计算机或智能手机。

一种电能计量箱破损状态自动检测方法，包括如下步骤：

1）对摄像头分配IP地址，将IP地址与电能计量箱的地理位置对应，并存储在服务器端，用以实现对电能计量箱破损状态的定位检测；

2）破损状态检测程序对摄像头传输回来的画面进行检测识别，当发现电能计量箱出现破损状态时，将含有摄像头IP地址的告警信息发送到服务器端；

3）服务器端收到告警信息和摄像头IP地址后，将与摄像头IP地址相对应的电能计量箱的地理位置在地图上标出，然后发送包含有电能计量箱地理位置的告警信息到客户端；

4）客户端收到告警信息后，根据提供的电能计量箱地理位置，运维人员前去对电能计量箱进行维修或更换；

5）当电能计量箱维修或更换完成后，破损状态检测程序对摄像头传输回来的画面进行检测识别，确认电能计量箱无破损后，向服务器端发出解除告警信息；

6）服务器端对电能计量箱出现告警信息到解除告警信息之间的时间进行计时，自动生成一周、一月、一季和一年的自动化报表，帮助用户评估各区域运维巡检效率。

进一步的，步骤3）破损状态检测程序采用改进后的单阶段目标检测系列算法，前期搜集大量电能计量箱图片，包含破损图片和无破损的图片，并分别对破损图片和无破损图片进行标注，将标注后的图片样本提供给改进后的单阶段目标检测系列算法进行训练，对训练好的算法模型进行测试，当算法模型测试准确率达到99%以上后，将该算法模型保存并应用在破损状态检测程序中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明对电能计量箱采用实时监控与破损状态检测相结合的方式，不但能够准确可靠地反映电能计量箱的实时破损状态，标注电能计量箱表面的破损区域，还可以及时反映当前破损电能计量箱的地理位置，使运维人员在到达现场之前对其破损程度、破损部位有所评估，能够及时有效的对破损电能计量箱进行维护处理，真正满足智能电网的需求。

2）本发明对大量电能计量箱的破损状态进行自动检测，在一定程度上减少了运行检修人员的维护工作量和检修工作量，增加了经济效益，避免了由于电能计量箱破损故障而给供电公司来带的经济损失。

3）本发明中摄像头采用太阳能供电系统，使用新能源进行供电，清洁环保，并且避免了现场为各个监控摄像头分配电源线的困难。

4）本发明中摄像头的数据通信模块采用5G通信模块，与监控主机进行交互通信，大幅度提高通信速度的同时，避免了需要在现场布置通信线的困难。

5）本发明中服务器端采用云平台，使得用户可以随时随地用手机或电脑上的应用程序访问云平台上的监测数据，并实时接收告警信息，从而提高了运维监测的实时性和有效性。

6）本发明利用电能计量箱出现告警信息到解除告警信息之间的时间差，自动生成一周、一月、一季和一年的自动化报表，能够帮助用户更好地评估各区域电力公司的运维效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实例提供一种电能计量箱破损状态自动检测系统，用于对室外的电能计量箱破损状态进行自动检测，包括摄像头、监控主机、电能计量箱破损状态检测程序、云平台以及用户端手机和电脑应用程序。摄像头设置有太阳能充放电模块和数据通信模块。将摄像头安装于电能计量箱附近，使电能计量箱完全处于摄像头的监控范围之内，通过太阳能充放电模块对摄像头供电，监控主机通过摄像头内的数据通信模块与其交互通信，电能计量箱破损状态检测程序安装于监控主机上，监控主机通过互联网将数据上传至云平台，用户通过电脑端与手机端应用程序，可以随时随地访问云平台获取相关数据。

实施例2

本实例中，摄像头设置有360度转动云台，摄像头还设置有蓄电池，白天太阳能充放电模块将多余的电量存储到蓄电池中，晚上蓄电池对监控摄像头进行供电，以实现全天候无死角地对电能计量箱进行监控。

实施例3

本实例中，摄像头通过5G通信模块与监控主机进行交互通信，以适应电能计量箱数量多、户外分布分散的特点。

实施例4

本实例中，计量箱破损状态检测程序将摄像头上传的监控画面作为算法的输入，算法的识别结果通过互联网上传至云平台。

实施例5

本实施例中，计量箱破损状态检测程序采用的算法为YOLOv5算法，前期搜集大量实际户外电能计量箱图片，包含破损计量箱图片和无破损的计量箱图片，并利用LabelImg软件对计量箱容易破损的盖板区域进行标注，无破损区域标注为“no defect”，破损区域标注为“defect”，将标注后的样本提供给YOLOv5算法进行训练，对训练好的算法模型进行测试，待算法模型测试准确率达到99%以上后，将该算法模型保存并应用在破损状态检测程序中。

实施例6

本实例中，用户端手机应用程序与电脑应用程序通过互联网访问和接收云平台的数据消息。

实施例7

对各个监控摄像头分配IP地址，将IP地址与各个电能计量箱的地理位置对应并存储在云平台上，同时对该地区所有电能计量箱的分布位置在地图上标记出来，生成当前地区计量箱分布地图，以实现室外电能计量箱破损状态的定位检测，一旦出计量箱出现破损信息，运维人员能够第一时间知道出现故障的计量箱的具体位置。

实施例8

监控主机对摄像头转动云台进行控制，可随时调整摄像头监控画面以实现对计量箱区域的完整画面捕捉。

实施例9

云平台上包含用户区域所有电能计量箱位置分布地图，与监控摄像头的IP地址所对应，当检测到电能计量箱出现破损时，将破损计量箱的位置在地图中标出，并在云平台首页显示出告警信息、破损计量箱所在地理位置和告警时间等，将报警信息发送至用户手机端和电脑端应用程序。

实施例10

在云平台上，记录电能计量箱出现告警信息的时间，待运维人员对告警计量箱进行维护之后，记录该计量箱解除告警的时间，将出现告警信息与解除告警信息之间的时间差记录下来，并作为异常工单处理效率归档到该计量箱所处运维部门档案下，自动生成一周、一月、一季和一年的自动化报表，能够更好地评估各区域电力公司的运维效率。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电能计量箱破损状态自动检测系统，包括监控装置、数据终端和软件系统，其特征在于，所述监控装置由摄像头和监控主机组成，摄像头与监控主机数据连接；所述软件系统包括破损状态检测程序、服务器端和客户端，破损状态检测程序与服务器端交换数据，服务器端与客户端交换数据；破损状态检测程序设置于监控主机内，通过对摄像头传送到监控主机的画面进行检测识别，得出检测结果；服务器端存储有摄像头的IP地址和与其对应的电能计量箱地理位置，能将带有位置信息的检测结果发送到客户端；客户端设置于数据终端内，通过访问服务器端获取检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种电能计量箱破损状态自动检测系统，其特征在于，所述摄像头设置有太阳能充放电模块和数据通信模块。

3.根据权利要求1所述的一种电能计量箱破损状态自动检测系统，其特征在于，所述破损状态检测程序其作用是通过对电能计量箱监控画面进行识别，预测当前计量箱的破损状态，如出现破损状态，则标记出电能计量箱破损区域。

4.根据权利要求1所述的一种电能计量箱破损状态自动检测系统，其特征在于，所述服务器端为云平台。

5.根据权利要求1所述的一种电能计量箱破损状态自动检测系统，其特征在于，所述客户端为应用程序。

6.根据权利要求1所述的一种电能计量箱破损状态自动检测系统，其特征在于，所述数据终端为计算机或智能手机。

7.一种电能计量箱破损状态自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）对摄像头分配IP地址，将IP地址与电能计量箱的地理位置对应，并存储在服务器端，用以实现对电能计量箱破损状态的定位检测；

2）破损状态检测程序对摄像头传输回来的画面进行检测识别，当发现电能计量箱出现破损状态时，将含有摄像头IP地址的告警信息发送到服务器端；

3）服务器端收到告警信息和摄像头IP地址后，将与摄像头IP地址相对应的电能计量箱的地理位置在地图上标出，然后发送包含有电能计量箱地理位置的告警信息到客户端；

4）客户端收到告警信息后，根据提供的电能计量箱地理位置，运维人员前去对电能计量箱进行维修或更换；

5）当电能计量箱维修或更换完成后，破损状态检测程序对摄像头传输回来的画面进行检测识别，确认电能计量箱无破损后，向服务器端发出解除告警信息；

6）服务器端对电能计量箱出现告警信息到解除告警信息之间的时间进行计时，自动生成一周、一月、一季和一年的自动化报表，帮助用户评估各区域运维巡检效率。

8.根据权利要求5所述的一种电能计量箱破损状态自动检测方法，其特征在于，步骤3）所述破损状态检测程序采用改进后的单阶段目标检测系列算法，前期搜集大量电能计量箱图片，包含破损图片和无破损的图片，并分别对破损图片和无破损图片进行标注，将标注后的图片样本提供给改进后的单阶段目标检测系列算法进行训练，对训练好的算法模型进行测试，当算法模型测试准确率达到99%以上后，将该算法模型保存并应用在破损状态检测程序中。

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