CN116074342A - 一种水电站多模式智能巡检系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水电站多模式智能巡检系统及运行方法，包括：数据采集模块，用于采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；巡检控制模块，用于设定巡检信息并输出控制指令，控制所述数据采集模块进行数据采集，所述巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；智能巡检专用GPU服务器，用于对所述标准巡检数据与所述实时巡检数据进行处理、比对，并生成比对结果数据，具有对实时巡检结果与标准数据进行比对分析，进而使得操作人员，能够快速直接获知水电站运行情况的优点。

Description

一种水电站多模式智能巡检系统及运行方法

技术领域

本发明涉及水电站巡检的技术领域，特别是涉及一种水电站多模式智能巡检系统及运行方法。

背景技术

水电站巡检是保障水利发电系统安全稳定运行的重要工序，为了实现巡检的自动化，通常会开发水电站智能巡检系统，但现有的智能巡检系统通常功能较为单一，只能实现简单的自动巡检，并无法对巡检结果进行比对分析，进而使得操作人员，无法快速直接获知水电站运行情况，如CN110110869A公开的一种水电站智能巡检系统。因此，对于水电站智能巡检系统的改良是值得我们研究的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种水电站多模式智能巡检系统。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水电站多模式智能巡检系统，包括：数据采集模块，用于采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；巡检控制模块，用于设定巡检信息并输出控制指令，控制所述数据采集模块进行数据采集，所述巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；智能巡检专用GPU服务器，用于对所述标准巡检数据与所述实时巡检数据进行处理、比对，并生成比对结果数据。

优选地，所述智能巡检专用GPU服务器包括：标准数据处理模块，用于接收标准巡检数据，并生成正常特征数据；正常特征数据存储单元，用于存储所述正常特征数据；实时数据处理模块，用于接收实时巡检数据，并生成实时特征数据；比对模块，用于对所述正常特征数据与所述实时特征数据进行比对，并生成比对结果数据。

优选地，还包括智能巡检专用数据库，用于存储所述比对结果数据。

优选地，还包括巡检结果展示模块，用于对所述比对结果数据、所述正常特征数据、所述实时特征数据进行展示。

优选地，所述数据采集模块包括无人机采集单元，用于采集现场的图像、音频、温度的数据采集；所述无人机采集单元包括：无人机控制平台，用于无人机飞行控制以及无人机智能机库监测；所述无人机智能机库用于安置无人机、无人机电池、传感器吊舱；还用于所述无人机控制平台与所述无人机之间的信息交互。

优选地，所述数据采集模块包括图像采集单元、音频采集单元、红外采集单元；所述图像采集单元，用于现场图像数据的采集；所述音频采集单元，用于现场音频数据的采集；所述红外采集单元，用于现场红外测温采集。

优选地，还包括区域交换机、核心交换机；所述区域交换机与所述数据采集模块之间通过数据线传输，所述区域交换机与所述核心交换机之间通过光缆传输。

一种水电站多模式智能巡检系统运行方法，包括：标准设定步骤，包括设定巡检信息并输出控制指令，其中，所述巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；数据采集步骤，包括根据所述控制指令采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；数据处理步骤：包括对采集的标准巡检数据与实时巡检数据进行处理，并生成比对结果数据。

优选地，所述数据处理步骤包括：设备初始稳定运行阶段，获取标准巡检数据，并进行数据处理，生成正常特征数据并存储；设备日常运行阶段，获取实时巡检数据，并进行数据处理，生成实时特征数据；在设备日常运行阶段，调用所述正常特征数据，并将其与所述实时特征数据进行比对，生成比对结果。

所述数据处理步骤还包括：获取图像巡检数据，并对所述图像巡检数据进行要素识别；获取音频巡检数据，并对所述音频巡检数据进行分段截取并降噪处理；获取红外测温数据，并对所述红外测温数据进行分段截取。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种水电站多模式智能巡检系统，在最开始设备运行平稳时，能够利用数据采集模块对水电站的标准巡检数据进行收集，又能够在设备后续运行过程中，实时收集水电站的实时巡检数据，一方面采用数据采集模块实现多数据收集，可减少硬件的投入，另一方面收集的标准巡检数据与实时巡检数据能够传输至智能巡检专用GPU服务器进行处理与比对，进而能够快速将实时巡检数据与标准巡检数据进行比对，并生成比对结果数据，使得操作人员能够快速获知设备运行情况并处理，有利于保证设备的安全稳定运行，此外，巡检控制模块用于设定巡检信息，进而可针对不同设备或不用的巡检区域进行针对性巡检，使得巡检数据更准确，且更有针对性，即有利于操作人员自动设定巡检方式，针对不同区域进行巡检。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种水电站多模式智能巡检系统的连接示意图。

图2为一种水电站多模式智能巡检系统的架构示意图。

图3为无人机采集单元的连接示意图。

附图标记说明：

1、数据采集模块；11、无人机采集单元；111、无人机控制平台；1111、飞行路径生成单元；1112、无人机指令生成单元；1113、机库监测单元；112、无人机；1121、信号接收单元；113、无人机智能机库；1131、通信单元；12、图像采集单元；13、音频采集单元；14、红外采集单元；2、巡检控制模块；21、巡检设定单元；22、控制指令输出单元；3、智能巡检专用GPU服务器；31、标准数据处理模块；32、正常特征数据存储单元；33、实时数据处理模块；34、比对模块；4、智能巡检专用数据库；5、巡检结果展示模块；6、区域交换机；7、核心交换机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种水电站多模式智能巡检系统，包括：数据采集模块1，用于采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；巡检控制模块2，用于设定巡检信息并输出控制指令，控制数据采集模块1进行数据采集，巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；智能巡检专用GPU服务器3，用于对标准巡检数据与实时巡检数据进行处理、比对，并生成比对结果数据，其中，巡检控制模块2包括巡检设定单元21，用于设定数据采集的巡检模式选择信息(采集图像、音频、红外测温信息等)、巡检区域信息(需要巡检的位置范围)、巡检时间信息(单次巡检时间设定或相邻两次巡检时间间隔设定)，巡检控制模块2包括控制指令输出单元22，用于输出巡检控制指令。

上述技术方案，在最开始设备运行平稳时，能够利用数据采集模块1对水电站的标准巡检数据进行收集，又能够在设备后续运行过程中，实时收集水电站的实时巡检数据，一方面采用数据采集模块1实现多数据收集，可减少硬件的投入，另一方面收集的标准巡检数据与实时巡检数据能够传输至智能巡检专用GPU服务器3进行处理与比对，进而能够快速将实时巡检数据与标准巡检数据进行比对，并生成比对结果数据，使得操作人员能够快速获知设备运行情况并处理，有利于保证设备的安全稳定运行，此外，巡检控制模块2用于设定巡检信息，进而可针对不同设备或不用的巡检区域进行针对性巡检，使得巡检数据更准确，且更有针对性，即有利于操作人员自动设定巡检方式，针对不同区域进行巡检。

值得说明的是，智能巡检专用GPU服务器3包括：标准数据处理模块31，用于接收标准巡检数据，并生成正常特征数据；正常特征数据存储单元32，用于存储正常特征数据；实时数据处理模块33，用于接收实时巡检数据，并生成实时特征数据；比对模块34，用于对正常特征数据与实时特征数据进行比对，并生成比对结果数据；具体地，标准数据处理模块31包括有图像处理专家，用于处理图像类信息数据，如图像采集单元12、无人机112采集的图像信息数据；标准数据处理模块31还包括音频处理软件，用于利用端点检测技术(对音频分段截取)对设备运转过程中各阶段的音频区段进行智能切割并利用数字滤波技术自动对音频进行降噪，标准数据处理模块31还包括红外成像处理软件，用于处理红外测温图像数据；实时数据处理模块32也包括图像处理专家、音频处理软件、红外成像处理软件，用于处理图像或音频信息，标准数据处理模块31与实时数据处理模块32可虚拟于巡检服务引擎软件中，并设置于统一数据平台内，便于人员操作处理。

值得说明的是，为了使得比对结果能够查询与追溯，本系统还包括智能巡检专用数据库4，用于存储比对结果数据。

值得说明的是，为了使得巡检结果能够直观地展示给操作人员，本系统还包括巡检结果展示模块5，用于对比对结果数据、正常特征数据、实时特征数据进行展示。

数据采集模块1可设置为多种模式和模块组合，只要能实现标准数据与实时数据的采集即可。

如图2所示，在其中一种实施例中，数据采集模块1包括图像采集单元12、音频采集单元13、红外采集单元14；图像采集单元12，用于现场图像数据的采集；音频采集单元13，用于现场音频数据的采集；红外采集单元14，用于现场红外测温采集。

具体地，利用图像采集单元12采集数据时，可在关键区域、设备关键部位安装固定摄像头，不间断对关键区域和设备关键部位进行抓拍形成图像数据，通过数据线将图像数据传输至区域交换机6，区域交换机6通过光缆与核心交换机7相连，使得数据能够传递至智能巡检专用GPU服务器3中，由图像算法专家在训练平台上对给定巡检区域图片的特征要素进行识别处理，且在初始运行时(即设备稳定时构建比对标准模型的过程中)，构建给定巡检区域的图像“正常特征数据”，在设备运行时(即在对设备进行实时监测时)，生成图像“实时特征数据”。

具体地，利用音频采集单元13采集数据时，可在在关键区域、设备关键部位安装拾音传感器，不间断对关键区域、设备关键部位进行采集形成音频数据，通过数据线将音频数据传输至区域交换机6，区域交换机6通过光缆与核心交换机7相连，使得数据能够传递至智能巡检专用GPU服务器3中，由音频处理软件利用端点检测技术(对音频分段截取)对设备运转过程中各阶段的音频区段进行智能切割处理，利用数字滤波技术自动对音频进行降噪处理，且在初始运行时(即设备稳定时构建比对标准模型的过程中)，构建给定巡检区域的音频“正常特征数据”，在设备运行时(即在对设备进行实时监测时)，生成音频“实时特征数据”。

具体地，利用红外采集单元14采集数据时，可在关键区域、设备关键部位安装红外测温设备，不间断对关键区域、设备关键部位进行采集形成红外测温数据，通过数据线将红外测温数据传输至区域交换机6，区域交换机6通过光缆与核心交换机7相连，使得数据能够传递至智能巡检专用GPU服务器3中，由红外成像处理软件对红外测温数据进行处理(具体可根据温度与颜色关系进行处理)，且在在初始运行时(即设备稳定时构建比对标准模型的过程中)，构建给定巡检区域的红外测温“正常特征数据”，在设备运行时(即在对设备进行实时监测时)，生成红外测温“实时特征数据”。

如图2、图3所示，在其中一种实施例中，数据采集模块1包括无人机采集单元11，用于采集现场的图像、音频、温度的数据采集；无人机采集单元11包括：无人机控制平台111，用于无人机112飞行控制以及无人机智能机库113监测；无人机智能机库113用于安置无人机112、无人机电池、传感器吊舱；还用于无人机控制平台111与无人机112之间的信息交互。

具体地，无人机控制平台111包括飞行路径生成单元1111、无人机指令生成单元1112，无人机指令生成单元1112可生成无人机控制指令，进而控制无人机112的飞行路径(飞行路径设定可由飞行路径生成单元1111设定)、或控制无人机112与不同的传感器吊舱进行匹配，进而采集不同的数据，如图像、音频、视频、红外测温数据等；无人机控制平台111还包括机库监测单元1113，用于检测无人机智能机库113的情况，例如：无人机电池使用情况、无人机112飞行情况、传感器吊舱使用情况等。

具体地，无人机智能机库113设有通信单元1131，无人机112设有信号接收单元1121，使得无人机智能机库113与无人机112控制平台之间能够采用光纤连接，进而进行数据传递，无人机智能机库113与无人机112之间采用4G网络进行数据交互。

具体地，采用无人机采集单元11进行采集具体步骤有：无人机112从无人机智能机库113中起飞，并执行自主按巡检路径巡航飞行与拍照，无人机112再精准降落至无人机智能机库113，并完成电池更换后再次起飞，将巡航采集的数据传输至无人机智能机库113后再传输至无人家控制平台，并传输至智能巡检专用GPU服务器3。此外，根据需要采集数据的类型或采集时间的不同，无人机112可匹配不同的传感器吊舱。无人机112还可传输采集数据电位的经纬度坐标数据，进而使得实时采集数据与标准数据存在异常时，能够使操作人员及时获知异常位置进行检修。无人机112还可接收无人机控制平台111的控制指令，进行悬停飞行，进而进行精细巡检。无人机飞行采用卫星定位系统(GPS或北斗导航信号)进行导航。

值得说明的是，本系统中无人机控制平台111、巡检控制模块2、智能巡检专用GPU服务器3、智能巡检专用数据库4、巡检结果展示模块5、核心交换机7均可规整设置在统一数据平台的智能巡检应用模块上，便于操作人员进行集中控制。

一种水电站多模式智能巡检系统运行方法，包括：标准设定步骤，包括设定巡检信息并输出控制指令，其中，巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；数据采集步骤，包括根据控制指令采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；数据处理步骤：包括对采集的标准巡检数据与实时巡检数据进行处理，并生成比对结果数据。

优选地，数据处理步骤包括：设备初始稳定运行阶段，获取标准巡检数据，并进行数据处理，生成正常特征数据并存储；设备日常运行阶段，获取实时巡检数据，并进行数据处理，生成实时特征数据；在设备日常运行阶段，调用正常特征数据，并将其与实时特征数据进行比对，生成比对结果。

数据处理步骤还包括：获取图像巡检数据，并对图像巡检数据进行要素识别；获取音频巡检数据，并对音频巡检数据进行分段截取并降噪处理；获取红外测温数据，并对红外测温数据进行分段截取。

一种水电站多模式智能巡检系统运行方法，包括：标准设定步骤，包括设定巡检信息并输出控制指令，其中，巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；数据采集步骤，包括根据控制指令采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；数据处理步骤：包括对采集的标准巡检数据与实时巡检数据进行处理，并生成比对结果数据。

优选地，数据处理步骤包括：设备初始稳定运行阶段，获取标准巡检数据，并进行数据处理，生成正常特征数据并存储；设备日常运行阶段，获取实时巡检数据，并进行数据处理，生成实时特征数据；在设备日常运行阶段，调用正常特征数据，并将其与实时特征数据进行比对，生成比对结果。

数据处理步骤还包括：获取图像巡检数据，并对图像巡检数据进行要素识别；获取音频巡检数据，并对音频巡检数据进行分段截取并降噪处理；获取红外测温数据，并对红外测温数据进行分段截取。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；

巡检控制模块，用于设定巡检信息并输出控制指令，控制所述数据采集模块进行数据采集，所述巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；

智能巡检专用GPU服务器，用于对所述标准巡检数据与所述实时巡检数据进行处理、比对，并生成比对结果数据。

2.根据权利要求1所述的水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，所述智能巡检专用GPU服务器包括：

标准数据处理模块，用于接收标准巡检数据，并生成正常特征数据；

正常特征数据存储单元，用于存储所述正常特征数据；

实时数据处理模块，用于接收实时巡检数据，并生成实时特征数据；

比对模块，用于对所述正常特征数据与所述实时特征数据进行比对，并生成比对结果数据。

3.根据权利要求2所述的水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，还包括智能巡检专用数据库，用于存储所述比对结果数据。

4.根据权利要求2所述的水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，还包括巡检结果展示模块，用于对所述比对结果数据、所述正常特征数据、所述实时特征数据进行展示。

5.根据权利要求1所述的水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，所述数据采集模块包括无人机采集单元，用于采集现场的图像、音频、温度的数据采集；所述无人机采集单元包括：

无人机控制平台，用于无人机飞行控制以及无人机智能机库监测；

所述无人机智能机库用于安置无人机、无人机电池、传感器吊舱；还用于所述无人机控制平台与所述无人机之间的信息交互。

6.根据权利要求1所述的水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，所述数据采集模块包括图像采集单元、音频采集单元、红外采集单元；

所述图像采集单元，用于现场图像数据的采集；

所述音频采集单元，用于现场音频数据的采集；

所述红外采集单元，用于现场红外测温采集。

7.根据权利要求1所述的水电站多模式智能巡检系统，其特征在于，还包括区域交换机、核心交换机；

所述区域交换机与所述数据采集模块之间通过数据线传输，所述区域交换机与所述核心交换机之间通过光缆传输。

8.一种水电站多模式智能巡检系统运行方法，其特征在于，包括：

标准设定步骤，包括设定巡检信息并输出控制指令，其中，所述巡检信息包括巡检模式选择信息、巡检区域信息、巡检时间信息；

数据采集步骤，包括根据所述控制指令采集水电站标准巡检数据与实时巡检数据；

数据处理步骤：包括对采集的标准巡检数据与实时巡检数据进行处理，并生成比对结果数据。

9.根据权利要求8所述的一种水电站多模式智能巡检系统运行方法，其特征在于，所述数据处理步骤包括：

设备初始稳定运行阶段，获取标准巡检数据，并进行数据处理，生成正常特征数据并存储；

设备日常运行阶段，获取实时巡检数据，并进行数据处理，生成实时特征数据；

在设备日常运行阶段，调用所述正常特征数据，并将其与所述实时特征数据进行比对，生成比对结果。

10.根据权利要求9所述的一种水电站多模式智能巡检系统运行方法，其特征在于，所述数据处理步骤还包括：

获取图像巡检数据，并对所述图像巡检数据进行要素识别；

获取音频巡检数据，并对所述音频巡检数据进行分段截取并降噪处理；

获取红外测温数据，并对所述红外测温数据进行分段截取。

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