CN116668645B - 一种变电站动环监控方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站动环监控方法及设备，该方法中，使用摄像头对变电站通信机房以及配电房进行异常监控，包括摄像头拍摄设定步骤以及摄像头拍摄步骤，所述摄像头拍摄设定步骤为：将监控现场的图像信息采集区域划分为多个子区域；对各子区域进行位置标记，并根据摄像头的安装位置，为各子区域均配置拍摄角度，所述摄像头拍摄步骤为：摄像头在云台的作用下切换拍摄角度，以实现摄像头的拍摄区域在不同子区域间进行切换。采用本方案所提供的技术方案，在优化硬件投入以及数据处理量的背景下，可及时监测到变电站的故障情况。

Description

一种变电站动环监控方法及设备

技术领域

本发明涉及变电站监测技术领域，特别是涉及一种变电站动环监控方法及设备。

背景技术

电网是经济社会发展的重要基础产业，是国家能源产业链的重要环节，为保障我国能源、经济、社会高速发展和可持续发展，提出符合我国能源战略和电网企业需求的智能电网发展模式十分必要。智能电网是指电网的智能化，是建立在集成的、高速的双向通信网络的基础之上，通过先进的测量技术、先进的监测技术、先进的控制方法，以及先进决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

现有技术中，如申请号为CN202211702481.1、发明创造名称为一种变电站动力及环境监测异常联动控制方法所提供的技术方案，为克服传统变电站安防智能化系统解决手段所存在的安全性低、管理人员负担及工作压力大、存在监控“孤岛”现象等问题，提供了一种运用于变电站的监控平台，在该方案中，通过设置为包括动力环境监控系统、异常监控系统、火灾报警及消防系统、辅助设备控制系统、联动配置系统以及可扩展功能系统，并进一步配置为通过IP通信网络建立与监控平台的数据连接，且具体监测对象包括绝缘子检测、刀闸拒动或误动检测、漏油检测、火灾检测、温湿度监测、烟雾水位监测等，并进一步配置为在联动配置系统的作用下实现与消防系统、门禁系统联动，达到有利于变电站使用的目的。

更进一步的，以上方案在具体解决手段中，提供了一种基于摄像头所采集的图像，实现如绝缘子污秽检测、绝缘子裂纹检测、刀闸拒动和误动检测、线路覆冰检测、变压器漏油检测、火灾消防实时图像采集的技术方案。

采用动环监测设备实现变电站通信机房和站房的动力及环境监测，并作为动力环境监控系统的边设备，实现数据采集、处理、上传功能，将有效推动智能电网技术的发展，为电网运行可靠性、工况获取便捷性、维护便捷性提供基础。

发明内容

针对上述提出的动环监测设备在智能电网建设中所起到的作用，本发明提供了一种变电站动环监控方法及设备。采用本方案所提供的技术方案，在优化硬件投入以及数据处理量的背景下，可及时监测到变电站的故障情况。

针对上述问题，本发明提供的一种变电站动环监控方法及设备通过以下技术要点来解决问题：一种变电站动环监控方法，该方法中，使用摄像头对变电站通信机房以及配电房进行异常监控，其中，所述摄像头用于采集监控现场的图像信息，该方法中，包括摄像头拍摄设定步骤以及摄像头拍摄步骤；

所述摄像头拍摄设定步骤为：

将监控现场的图像信息采集区域划分为多个子区域；

对各子区域进行位置标记，并根据摄像头的安装位置，为各子区域均配置拍摄角度：所述拍摄角度为摄像头的拍摄角度，对于任意子区域，在该子区域的拍摄角度下，该子区域的各位置均暴露在摄像头所拍摄的同一张照片中；

所述摄像头拍摄步骤为：

摄像头在云台的作用下切换拍摄角度，以实现摄像头的拍摄区域在不同子区域间进行切换，具体流程为：

根据设定条件，在子区域中确定出目标子区域；

根据为目标子区域配置的拍摄角度，通过云台调整摄像头的拍摄角度，使得目标子区域各位置均暴露在摄像头的画幅区域内；

摄像头完成对目标子区域的图像采集；

其中，所述设定条件包括声音条件和/或动作指令条件；

所述声音条件是指：通过监控现场的拾音设备持续获取监控现场的声音信息并对声音信息进行处理，当处理结果中包括第一目标声音片段时，判定为满足设定条件，并根据产生第一目标声音片段的位置确认出目标子区域；

所述动作指令条件是指：为监控现场的开关设备预设第二目标声音片段，当获取到开关设备动作控制指令信号后，在预设时间段内通过监控现场的拾音设备采集监控现场的声音并对声音信息进行处理，当处理结果中未包括第二目标声音片段时，判定为满足设定条件，并根据开关设备动作控制指令信号对应的开关设备位置确认出目标子区域。

作为本领域技术人员，本方案中所述的动环监控是指：通过相关技术手段，实现对监控现场设备以及环境信息进行采集和控制，在变电站监控领域中，动环监控可理解为：包括现场设备监控、现场环境监控、消防监控以及安防监控等中的一种或多种，当监测出设备异常后或环境异常等后，通过相关的控制指令对设备工作状态进行调整、对现场环境特征进行调整，被作用的设备包括但不限于监控现场直接作用于电网的变电站设备；用于现场温湿度调整的通风设备、空调设备、消防设备、门禁设备、排水设备等。本方案所指的图像采集区域是指在该区域中，通过图像特征识别以及判断，能够根据图像特征判断出设备状态，且设备状态能够根据暴露在环境中的可动零件进行指示的设备布置区域，本领域技术人员可以根据变电站现场的设备情况设置图像信息采集区域（部分设备本身具有状态检测模组，可以不对这些设备采取图像监测实现状态监测，也可以将该方法公开的技术手段作为设备状态监测的冗余手段），本方案中所提出的开关设备应该理解为具有暴露在环境中的可动零件、该可动零件的状态能够反映在摄像头所采集的照片中的设备，包括刀闸。同时应该理解为，当本方案中的摄像头还兼顾消防监控功能、安防监控功能等时，也属于本方案的保护范围内。

在本方案中，提供了一种区别于现有摄像头在变电站运用时所采用拍摄规则的技术方案：在摄像头拍摄设定步骤中，通过对图像信息采集区域进行子区域划分、位置标记以及配置拍摄角度，在执行摄像头拍摄步骤时，一旦根据设定条件判断出目标子区域后，即可快速根据与目标子区域位置标记相关联的拍摄角度，控制云台携带摄像头转动至使得目标子区域的各位置均暴露在摄像头的画幅区域中，达到单个摄像头可服务于位于不同位置的多个子区域、摄像头根据拍摄角度设定，快速被调整至对目标子区域进行照片拍摄的状态；另外，关于设定条件，提供了以声音作为确定条件的声音条件、以动作指令作为确定条件的动作指令条件，旨在实现以下目的：

关于声音条件，所述第一目标声音片段是指变电站在运行过程中，需要被本领域技术人员关注或重视的声音片段，包括但不限于刀闸在动作时所产生的声音片段、气体密封边界泄漏所产生的声音片段、零件爆炸所产生的声音片段、电弧所产生的声音片段、零件碎裂所产生的声音片段、液体滴落所产生的声音片段、人员或动物进入所产生的声音片段、室内非正常空气对流所产生的声音片段等，监控现场的声音情况为拾音设备的拾取对象，声音情况被拾音设备所采集并获得声音信息，对声音信息进行处理的目的是判断出声音信号中是否包括第一目标声音片段，通过频率识别对比等手段即可判断出声音信息中是否包括第一目标声音片段，确定为在子区域中确定目标子区域，目标子区域为声音信息中产生第一目标声音片段的子区域，在确定出目标子区域后，通过摄像头拍摄的照片并基于图像识别技术或人工识别，即可判断出刀闸状态、零件完好性状态、液体滴落痕迹、监控环境中人员动物状态、电弧状态或痕迹、室内非正常空气对流状态或痕迹；

关于动作指令条件，容易被理解的，任意动作指令一般均具有特定的执行对象，执行对象在变电站中的位置是确定的，在执行对象执行相关动作时产生的声音片段在一定可变范围内也是确定的，根据动作指令本身即可获取到执行对象在图像信息采集区域内的位置，根据该位置即可获得包括该位置的子区域并将该子区域作为目标子区域，在具体过程中，当获取到开关设备动作控制指令后，正常工况下，开关设备执行正确的动作时所产生的声音片段在预设时间段内能够通过拾音设备所获取，当出现预设时间段内所采集的声音中未包括第二目标声音片段时，即表示开关设备具有未正确执行动作控制指令的可能，该情况下，通过动作控制指令与开关设备位置的关系确定出目标子区域，摄像头对目标子区域进行拍摄后即可验证是否出现了开关设备未正确执行动作控制指令的工况。

在具体运用中，所述声音条件特别适用于变电站中开关设备的误动作判断、自动触发动作判断，所述动作指令条件特别适用于变电站中开关设备拒动作判断，在运用于以上所提出的监控场景或者其他采用本构思的监控场景也应当属于本方案的构思范围以内。

综上，在本方案的摄像头拍摄设定步骤中通过采用子区域对图像信息采集区域进行区分、标记以及配置拍摄角度，可使得在云台的作用下使得摄像头被快速调整为对目标子区域进行拍摄的状态，在摄像头拍摄步骤中，为目标子区域的确定提供了规则，使得在变电站动环监控中，根据不同的监控目的或事项，确定出需要被关注的子区域以及完成对该子区域的图像采集，在所获得照片中图像特征的记载下，即可直观运用于变电站动环监控。区别于现有变电站动环监控中采用摄像头采集现场图像的运用，本方案采用图像信息采集区域划分、设定条件引导对目标子区域进行拍摄的方式，在优化硬件投入以及数据处理量的背景下，可及时监测到变电站的故障情况。

作为所述变电站动环监控方法更进一步的技术方案：

在根据声音条件确定出目标子区域的过程中，通过布置在各子区域中的拾音设备完成声音信号获取；

所述第一目标声音片段具有多个类型；

根据产生第一目标声音片段的位置确认出目标子区域通过如下方式实现：

根据拾音设备采集到的第一目标声音片段判断出可能发出该类型第一目标声音片段的子区域，将可能发出该类型第一目标声音片段的子区域定义为关注区域；

识别各关注区域中拾音设备采集到的该类型第一目标声音片段的音量能量强度，并确认出获得最大音量该类型第一目标声音片段的拾音设备，将该拾音设备所在的关注区域确定为目标子区域。

本方案提供了一种采用声音条件确定目标子区域的方法，即，通过布置在各子区域中的拾音设备同步采集各拾音位置的声音信息，并根据第一目标声音片段可能来源于各种工况，设置为具有多个类型的第一目标声音片段，在识别出采集到第一目标声音片段之后，根据第一目标声音片段的类型判断可能的出处，将可能发出第一目标声音片段的子区域确认为关注区域，并利用各子区域均具有拾音设备且声音在传播过程中能量被不断损耗的特点，利用所获取到的第一目标声音片段音量能量强度，在关注区域中确认出目标子区域。

申请人需要说明的是：现有技术中也有采用其他方式确定音源位置的方法，如基于不同音叉拾取到的能量差异确认空间中音源的位置，本方案中通过在各子区域中设置拾音设备，拾音设备可采用麦克风，可以基于非气相介质传播的震动、将拾音设备所采集的信号作为一次信号的方式（安装为麦克风的信号采集端与目标子区域上的固件直接接触），灵敏获取到第一目标声音片段以及高保真的第一目标声音片段以用于与频率对比。

所述第一目标声音片段为开关设备动作时发出的声音片段；

第一目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，采集后进行预设，判断处理结果中是否包括第一目标声音片段通过计算机判断采集的声音信息中是否包括第一目标声音片段实现；

对监控现场不同类型的开关设备均进行所述声音片段的录制和预设。

作为本领域技术人员，所述第一目标声音片段在运用于与声音信息进行比对时，可以采用人工比对完成，即第一目标声音片段可以是相关人员的记忆声音印象。本方案提出了一种预先获取到第一目标声音片段，并进一步确认为第一目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，这样，可以准确获取到第一目标声音片段并将第一目标声音片段作为计算机对比数据的技术方案。进一步的，对于不同的开关设备类型，这些开关设备可能因为动作特点、结构特点或安装位置，在触发动作时产生不同的声音片段，通过采用本方案对这些声音片段进行预先获取和预设后，可更为准确的提高图像特征识别的准确性和效率，如：在通过拾音设备获取到目标子区域后对目标子区域进行图像采集，图像特征中虽然包括开关设备动作后的图像特征，但所采集的图像中可能包括不同类型、不同安装位置的多个开关设备，当对各类型开关设备的动作声音进行录制和预设后，可快速根据第一目标声音片段的检查结果确认出产生该第一目标声音片段声音的具体开关设备，结合在照片画幅中各开关设备位置为固定位置的特点，可仅对照片特定位置进行图像特征提取以判断该位置呈现的开关设备的状态，通过有针对性的进行图像特征提取，达到提高图像特征识别的准确性和效率的目的。作为本领域技术人员，开关设备本身的构造、动作参数以及固定方式、位置等均会影响到其动作时所发出的声音，故关于所述不同类型的开关设备，可以仅将开关设备构造、动作参数作为区分类型的基础，也可以将固定方式、位置纳入类型区分，但本质上是根据所产生声音的不同而对开关设备进行类型区分，在具体运用中优选模拟现场安装情况进行实验后，并根据实验测得的声音结果对开关设备进行类型区分。当然，也为各开关设备均配置独立的第一目标声音片段，也可将第一目标声音片段接近的开关设备确认为同一类型开关设备，如单个子区域仅具有单个同类型的开关设备、不同子区域具有相同类型的开关设备的情况下，根据获取到的声音来源即可准确定位到具体的开关设备上。

针对各类型的开关设备均录制和预设多组第一目标声音片段，不同组第一目标声音片段采集于不同的开关设备工作温度下。

本方案进一步考虑到开关设备在不同工况下发生动作时可能产生具有较大差异声音信息的特点，为各类型开关设备录制和预设不同工况下获取到的第一目标声音片段，等同于以上所提出的原理，该方案可进一步提高图像特征识别的效率以及准确性。

同时，申请人需要提出的是，虽然采用以上方案增加了第一目标声音片段的预设量以及在进行声音对比时的数据处理量，但第一目标声音片段一般具有较小的数据量。虽然图像特征识别直观，但在采用合适的声学分类器后，对声音进行对比处理也非常准确且高效。

在根据动作指令条件确定出目标子区域的过程中，所述第二目标声音片段为开关设备动作时发出的声音片段；

第二目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，采集后进行预设，判断处理结果中是否包括第二目标声音片段通过计算机判断采集的声音信息中是否包括第二目标声音片段实现；

对监控现场不同类型的开关设备均进行所述声音片段的录制和预设。

本方案为对动作指令条件用于目标子区域确定的进一步方案，所述第二目标声音片段的本质与声音条件中的第一目标声音片段本质相同，区别仅在于：在声音条件中，实时检测声音信息中是否具有第一目标声音片段，在动作指令条件中，检测在动作控制指令信号发出后，是否在预设时间段内产生了第二目标声音片段，故准确的开关设备动作声音片段可用于精确对应到特定开关设备上。故在本方案中，本质为提供一种动作指令条件下确认目标子区域的判别依据，并将该依据作为计算机判断的数据基础，并通过对开关设备进行类型区分以及分别进行声音片段录制和预设，运用后有利于图像特征识别准确性以及效率的技术方案。需要特别说明的是：虽然通过动作控制指令信号能够获取到具体开关设备的位置，但开关设备的位置用于确认出目标子区域的位置，并且该过程发生在设定条件是否满足判断之后，即：通过准确的预设第二目标声音片段，可避免不必要的摄像头图像采集动作。

针对各类型的开关设备均录制和预设多组第二目标声音片段，不同组第二目标声音片段采集于不同的开关设备工作温度下。

本方案为对动作指令条件用于目标子区域确定的进一步方案，与以上相同的，该方案可进一步提高图像特征识别的效率以及准确性。

所述预设时间段的获取方法为：

在变电站通信机房以及配电房中的通讯设备接收到动作控制指令信号后或开关设备的控制机构发出动作控制指令信号后，将通讯设备接收到动作控制指令信号的时间或控制机构发出动作控制指令信号的时间作为第一时刻；

根据所述第一时刻推断出开关设备执行动作控制指令并发生开关动作、开关动作所产生的声音可被获取的时间，并将该时间作为第二时刻；

对第二时刻进行误差时间赋值，获得为范围值的预设时间段。

本方案旨在实现以下目的，对于任意开关设备，当动作控制指令信号发出后，具有一定的延时动作时间或有效声音信息采集时间段，本方案利用通过动作控制指令信号可对应到具体开关设备的特点，提供了一种具体的预设时间段的获取方法，该方法中，通过收到或发出动作控制指令信号的时间确定出第一时间，并根据具体开关设备的延时动作特点和/或声波在不同传播材质下、不同传播距离下所确定的传播时间确认出第二时刻，在第二时刻的基础上赋值误差时间后，获得开关动作所产生的声音可被获取的时间段，采用该方案，通过在特定时间段采集声音信息，可有效降低其他开关设备动作对设定条件是否成立判断的影响，减少开关设备拒动监测遗漏的概率。

更为具体的，所述通讯设备接收相关信号可理解为通过通信主机，由控制中心所发出的动作控制指令信号，所述控制机构发出的相关信号为位于变电站的控制机构所发出的动作控制指令信号。以上两种信号均可以是智能电网主动发出的信号，通信设备接收的信号也可以是人为发出的信号。

所述摄像头的数量大于1，各摄像头均通过安装在固定位置的云台安装于监控现场；

不同摄像头用于采集不同子区域的图像信息；

对部分或全部开关设备进行图像特征标记，具体方法为：

人工识别出或通过实验识别出需要进行图像特征标记的待标记开关设备；

对待标记开关设备完成图像特征标记，其中，在待标记开关设备的静态部件上设置第一标记，在开关设备的动作部件上设置第二标记，第一标记与第二标记的相对位置满足：在开关设备发生动作后，第一标记与第二标记的相对位置发生改变，第一标记与第二标记暴露在摄像头的画幅区域内，第一标记与第二标记在摄像头所拍摄的照片中均可被识别。

本方案中，关于对摄像头数量的限定，旨在利用分布在不同位置的摄像头对分布在不同位置的子区域完成图像信息采集，以避免本方法的实施影响变电站整体空间布局或设备之间的相对位置，保障变电站运行的可靠性。所述图像特征标记运用为：当通过直接采集开关设备的图像特征运用于开关设备状态判断时，当照片中需要被采集的图像特征不明显时，为了提高开关设备状态判断准确性，后续图像识别过程将更为复杂且识别结果准确性将受到影响，在这样的设计构思下，通过设置为采用所述第一标记和第二标记，并将第一标记和第二标记在照片中的图像特征识别结果利用为开关设备状态判断，可有效解决开关设备本身具有的图像特征不明显所带来的图像识别问题。

本方案提供一种变电站动环监控设备，该监控设备用于实现如上任意一项所述的监控方法；

其中，该监控设备包括数据存储单元以及数据处理单元，所述数据存储单元中存储有各子区域的位置标记以及与各子区域对应的拍摄角度，所述数据存储单元中存储有所述第一目标声音片段、第二目标声音片段以及执行所述摄像头拍摄步骤的计算机程序；

所述数据处理单元调用并执行所述计算机程序。容易理解的，所述监控设备为可以实现所述监控方法的设备。

作为所述变电站动环监控设备更进一步的技术方案：

还包括供电模块，所述供电模块作为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元的供电单元；

其中，供电模块包括第一供电模块以及第二供电模块，第一供电模块由监控现场获取电能并为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元供电；第二供电模块包括蓄电池，第一供电模块在工作时为蓄电池充电，当检查到第一供电模块取电失败后，通过第二供电模块为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元供电。

本方案中，通过将本监控设备的电力来源设置为可来源于第一供电模块和第二供电模块，旨在实现：当变电站以外停电后，在一定的时间内本监控设备依然能够正常运行。在进一步的运用中，可根据第二供电模块当下被使用的状态，作为电网控制或变电站控制中心判断变电站是否断电的依据之一。

本发明具有以下有益效果：

在本方案的摄像头拍摄设定步骤中通过采用子区域对图像信息采集区域进行区分、标记以及配置拍摄角度，可使得在云台的作用下使得摄像头被快速调整为对目标子区域进行拍摄的状态，在摄像头拍摄步骤中，为目标子区域的确定提供了规则，使得在变电站动环监控中，根据不同的监控目的或事项，确定出需要被关注的子区域以及完成对该子区域的图像采集，在所获得照片中图像特征的记载下，即可直观运用于变电站动环监控。区别于现有变电站动环监控中采用摄像头采集现场图像的运用，本方案采用图像信息采集区域划分、设定条件引导对目标子区域进行拍摄的方式，在优化硬件投入以及数据处理量的背景下，可及时监测到变电站的故障情况。

附图说明

图1为本方案所述的一种变电站动环监控方法的一个具体实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1所示，一种变电站动环监控方法，该方法中，使用摄像头对变电站通信机房以及配电房进行异常监控，其中，所述摄像头用于采集监控现场的图像信息，该方法中，包括摄像头拍摄设定步骤以及摄像头拍摄步骤；

所述摄像头拍摄设定步骤为：

将监控现场的图像信息采集区域划分为多个子区域；

对各子区域进行位置标记，并根据摄像头的安装位置，为各子区域均配置拍摄角度：所述拍摄角度为摄像头的拍摄角度，对于任意子区域，在该子区域的拍摄角度下，该子区域的各位置均暴露在摄像头所拍摄的同一张照片中；

所述摄像头拍摄步骤为：

摄像头在云台的作用下切换拍摄角度，以实现摄像头的拍摄区域在不同子区域间进行切换，具体流程为：

根据设定条件，在子区域中确定出目标子区域；

根据为目标子区域配置的拍摄角度，通过云台调整摄像头的拍摄角度，使得目标子区域各位置均暴露在摄像头的画幅区域内；

摄像头完成对目标子区域的图像采集；

其中，所述设定条件包括声音条件和/或动作指令条件；

所述声音条件是指：通过监控现场的拾音设备持续获取监控现场的声音信息并对声音信息进行处理，当处理结果中包括第一目标声音片段时，判定为满足设定条件，并根据产生第一目标声音片段的位置确认出目标子区域；

所述动作指令条件是指：为监控现场的开关设备预设第二目标声音片段，当获取到开关设备动作控制指令信号后，在预设时间段内通过监控现场的拾音设备采集监控现场的声音并对声音信息进行处理，当处理结果中未包括第二目标声音片段时，判定为满足设定条件，并根据开关设备动作控制指令信号对应的开关设备位置确认出目标子区域。

作为本领域技术人员，本方案中所述的动环监控是指：通过相关技术手段，实现对监控现场设备以及环境信息进行采集和控制，在变电站监控领域中，动环监控可理解为：包括现场设备监控、现场环境监控、消防监控以及安防监控等中的一种或多种，当监测出设备异常后或环境异常等后，通过相关的控制指令对设备工作状态进行调整、对现场环境特征进行调整，被作用的设备包括但不限于监控现场直接作用于电网的变电站设备；用于现场温湿度调整的通风设备、空调设备、消防设备、门禁设备、排水设备等。本方案所指的图像采集区域是指在该区域中，通过图像特征识别以及判断，能够根据图像特征判断出设备状态，且设备状态能够根据暴露在环境中的可动零件进行指示的设备布置区域，本领域技术人员可以根据变电站现场的设备情况设置图像信息采集区域（部分设备本身具有状态检测模组，可以不对这些设备采取图像监测实现状态监测，也可以将该方法公开的技术手段作为设备状态监测的冗余手段），本方案中所提出的开关设备应该理解为具有暴露在环境中的可动零件、该可动零件的状态能够反映在摄像头所采集的照片中的设备，包括刀闸。同时应该理解为，当本方案中的摄像头还兼顾消防监控功能、安防监控功能等时，也属于本方案的保护范围内。

在本方案中，提供了一种区别于现有摄像头在变电站运用时所采用拍摄规则的技术方案：在摄像头拍摄设定步骤中，通过对图像信息采集区域进行子区域划分、位置标记以及配置拍摄角度，在执行摄像头拍摄步骤时，一旦根据设定条件判断出目标子区域后，即可快速根据与目标子区域位置标记相关联的拍摄角度，控制云台携带摄像头转动至使得目标子区域的各位置均暴露在摄像头的画幅区域中，达到单个摄像头可服务于位于不同位置的多个子区域、摄像头根据拍摄角度设定，快速被调整至对目标子区域进行照片拍摄的状态；另外，关于设定条件，提供了以声音作为确定条件的声音条件、以动作指令作为确定条件的动作指令条件，旨在实现以下目的：

关于声音条件，所述第一目标声音片段是指变电站在运行过程中，需要被本领域技术人员关注或重视的声音片段，包括但不限于刀闸在动作时所产生的声音片段、气体密封边界泄漏所产生的声音片段、零件爆炸所产生的声音片段、电弧所产生的声音片段、零件碎裂所产生的声音片段、液体滴落所产生的声音片段、人员或动物进入所产生的声音片段、室内非正常空气对流所产生的声音片段等，监控现场的声音情况为拾音设备的拾取对象，声音情况被拾音设备所采集并获得声音信息，对声音信息进行处理的目的是判断出声音信号中是否包括第一目标声音片段，通过频率识别对比等手段即可判断出声音信息中是否包括第一目标声音片段，确定为在子区域中确定目标子区域，目标子区域为声音信息中产生第一目标声音片段的子区域，在确定出目标子区域后，通过摄像头拍摄的照片并基于图像识别技术或人工识别，即可判断出刀闸状态、零件完好性状态、液体滴落痕迹、监控环境中人员动物状态、电弧状态或痕迹、室内非正常空气对流状态或痕迹；

关于动作指令条件，容易被理解的，任意动作指令一般均具有特定的执行对象，执行对象在变电站中的位置是确定的，在执行对象执行相关动作时产生的声音片段在一定可变范围内也是确定的，根据动作指令本身即可获取到执行对象在图像信息采集区域内的位置，根据该位置即可获得包括该位置的子区域并将该子区域作为目标子区域，在具体过程中，当获取到开关设备动作控制指令后，正常工况下，开关设备执行正确的动作时所产生的声音片段在预设时间段内能够通过拾音设备所获取，当出现预设时间段内所采集的声音中未包括第二目标声音片段时，即表示开关设备具有未正确执行动作控制指令的可能，该情况下，通过动作控制指令与开关设备位置的关系确定出目标子区域，摄像头对目标子区域进行拍摄后即可验证是否出现了开关设备未正确执行动作控制指令的工况。

在具体运用中，所述声音条件特别适用于变电站中开关设备的误动作判断、自动触发动作判断，所述动作指令条件特别适用于变电站中开关设备拒动作判断，在运用于以上所提出的监控场景或者其他采用本构思的监控场景也应当属于本方案的构思范围以内。

综上，在本方案的摄像头拍摄设定步骤中通过采用子区域对图像信息采集区域进行区分、标记以及配置拍摄角度，可使得在云台的作用下使得摄像头被快速调整为对目标子区域进行拍摄的状态，在摄像头拍摄步骤中，为目标子区域的确定提供了规则，使得在变电站动环监控中，根据不同的监控目的或事项，确定出需要被关注的子区域以及完成对该子区域的图像采集，在所获得照片中图像特征的记载下，即可直观运用于变电站动环监控。区别于现有变电站动环监控中采用摄像头采集现场图像的运用，本方案采用图像信息采集区域划分、设定条件引导对目标子区域进行拍摄的方式，在优化硬件投入以及数据处理量的背景下，可及时监测到变电站的故障情况。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

在根据声音条件确定出目标子区域的过程中，通过布置在各子区域中的拾音设备完成声音信号获取；

所述第一目标声音片段具有多个类型；

根据产生第一目标声音片段的位置确认出目标子区域通过如下方式实现：

根据拾音设备采集到的第一目标声音片段判断出可能发出该类型第一目标声音片段的子区域，将可能发出该类型第一目标声音片段的子区域定义为关注区域；

识别各关注区域中拾音设备采集到的该类型第一目标声音片段的音量能量强度，并确认出获得最大音量该类型第一目标声音片段的拾音设备，将该拾音设备所在的关注区域确定为目标子区域。

本方案提供了一种采用声音条件确定目标子区域的方法，即，通过布置在各子区域中的拾音设备同步采集各拾音位置的声音信息，并根据第一目标声音片段可能来源于各种工况，设置为具有多个类型的第一目标声音片段，在识别出采集到第一目标声音片段之后，根据第一目标声音片段的类型判断可能的出处，将可能发出第一目标声音片段的子区域确认为关注区域，并利用各子区域均具有拾音设备且声音在传播过程中能量被不断损耗的特点，利用所获取到的第一目标声音片段音量能量强度，在关注区域中确认出目标子区域。

申请人需要说明的是：现有技术中也有采用其他方式确定音源位置的方法，如基于不同音叉拾取到的能量差异确认空间中音源的位置，本方案中通过在各子区域中设置拾音设备，拾音设备可采用麦克风，可以基于非气相介质传播的震动、将拾音设备所采集的信号作为一次信号的方式（安装为麦克风的信号采集端与目标子区域上的固件直接接触），灵敏获取到第一目标声音片段以及高保真的第一目标声音片段以用于与频率对比。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上进行进一步细化：

所述第一目标声音片段为开关设备动作时发出的声音片段；

第一目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，采集后进行预设，判断处理结果中是否包括第一目标声音片段通过计算机判断采集的声音信息中是否包括第一目标声音片段实现；

对监控现场不同类型的开关设备均进行所述声音片段的录制和预设。

作为本领域技术人员，所述第一目标声音片段在运用于与声音信息进行比对时，可以采用人工比对完成，即第一目标声音片段可以是相关人员的记忆声音印象。本方案提出了一种预先获取到第一目标声音片段，并进一步确认为第一目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，这样，可以准确获取到第一目标声音片段并将第一目标声音片段作为计算机对比数据的技术方案。进一步的，对于不同的开关设备类型，这些开关设备可能因为动作特点、结构特点或安装位置，在触发动作时产生不同的声音片段，通过采用本方案对这些声音片段进行预先获取和预设后，可更为准确的提高图像特征识别的准确性和效率，如：在通过拾音设备获取到目标子区域后对目标子区域进行图像采集，图像特征中虽然包括开关设备动作后的图像特征，但所采集的图像中可能包括不同类型、不同安装位置的多个开关设备，当对各类型开关设备的动作声音进行录制和预设后，可快速根据第一目标声音片段的检查结果确认出产生该第一目标声音片段声音的具体开关设备，结合在照片画幅中各开关设备位置为固定位置的特点，可仅对照片特定位置进行图像特征提取以判断该位置呈现的开关设备的状态，通过有针对性的进行图像特征提取，达到提高图像特征识别的准确性和效率的目的。作为本领域技术人员，开关设备本身的构造、动作参数以及固定方式、位置等均会影响到其动作时所发出的声音，故关于所述不同类型的开关设备，可以仅将开关设备构造、动作参数作为区分类型的基础，也可以将固定方式、位置纳入类型区分，但本质上是根据所产生声音的不同而对开关设备进行类型区分，在具体运用中优选模拟现场安装情况进行实验后，并根据实验测得的声音结果对开关设备进行类型区分。当然，也为各开关设备均配置独立的第一目标声音片段，也可将第一目标声音片段接近的开关设备确认为同一类型开关设备，如单个子区域仅具有单个同类型的开关设备、不同子区域具有相同类型的开关设备的情况下，根据获取到的声音来源即可准确定位到具体的开关设备上。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上进行进一步细化：

针对各类型的开关设备均录制和预设多组第一目标声音片段，不同组第一目标声音片段采集于不同的开关设备工作温度下。

本方案进一步考虑到开关设备在不同工况下发生动作时可能产生具有较大差异声音信息的特点，为各类型开关设备录制和预设不同工况下获取到的第一目标声音片段，等同于以上所提出的原理，该方案可进一步提高图像特征识别的效率以及准确性。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

在根据动作指令条件确定出目标子区域的过程中，所述第二目标声音片段为开关设备动作时发出的声音片段；

第二目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，采集后进行预设，判断处理结果中是否包括第二目标声音片段通过计算机判断采集的声音信息中是否包括第二目标声音片段实现；

对监控现场不同类型的开关设备均进行所述声音片段的录制和预设。

本方案为对动作指令条件用于目标子区域确定的进一步方案，所述第二目标声音片段的本质与声音条件中的第一目标声音片段本质相同，区别仅在于：在声音条件中，实时检测声音信息中是否具有第一目标声音片段，在动作指令条件中，检测在动作控制指令信号发出后，是否在预设时间段内产生了第二目标声音片段，故准确的开关设备动作声音片段可用于精确对应到特定开关设备上。故在本方案中，本质为提供一种动作指令条件下确认目标子区域的判别依据，并将该依据作为计算机判断的数据基础，并通过对开关设备进行类型区分以及分别进行声音片段录制和预设，运用后有利于图像特征识别准确性以及效率的技术方案。需要特别说明的是：虽然通过动作控制指令信号能够获取到具体开关设备的位置，但开关设备的位置用于确认出目标子区域的位置，并且该过程发生在设定条件是否满足判断之后，即：通过准确的预设第二目标声音片段，可避免不必要的摄像头图像采集动作。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上进行进一步细化：

针对各类型的开关设备均录制和预设多组第二目标声音片段，不同组第二目标声音片段采集于不同的开关设备工作温度下。

本方案为对动作指令条件用于目标子区域确定的进一步方案，与以上相同的，该方案可进一步提高图像特征识别的效率以及准确性。

实施例7：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

所述预设时间段的获取方法为：

在变电站通信机房以及配电房中的通讯设备接收到动作控制指令信号后或开关设备的控制机构发出动作控制指令信号后，将通讯设备接收到动作控制指令信号的时间或控制机构发出动作控制指令信号的时间作为第一时刻；

根据所述第一时刻推断出开关设备执行动作控制指令并发生开关动作、开关动作所产生的声音可被获取的时间，并将该时间作为第二时刻；

对第二时刻进行误差时间赋值，获得为范围值的预设时间段。

本方案旨在实现以下目的，对于任意开关设备，当动作控制指令信号发出后，具有一定的延时动作时间或有效声音信息采集时间段，本方案利用通过动作控制指令信号可对应到具体开关设备的特点，提供了一种具体的预设时间段的获取方法，该方法中，通过收到或发出动作控制指令信号的时间确定出第一时间，并根据具体开关设备的延时动作特点和/或声波在不同传播材质下、不同传播距离下所确定的传播时间确认出第二时刻，在第二时刻的基础上赋值误差时间后，获得开关动作所产生的声音可被获取的时间段，采用该方案，通过在特定时间段采集声音信息，可有效降低其他开关设备动作对设定条件是否成立判断的影响，减少开关设备拒动监测遗漏的概率。

更为具体的，所述通讯设备接收相关信号可理解为通过通信主机，由控制中心所发出的动作控制指令信号，所述控制机构发出的相关信号为位于变电站的控制机构所发出的动作控制指令信号。以上两种信号均可以是智能电网主动发出的信号，通信设备接收的信号也可以是人为发出的信号。

实施例8：

本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化：

所述摄像头的数量大于1，各摄像头均通过安装在固定位置的云台安装于监控现场；

不同摄像头用于采集不同子区域的图像信息；

对部分或全部开关设备进行图像特征标记，具体方法为：

人工识别出或通过实验识别出需要进行图像特征标记的待标记开关设备；

对待标记开关设备完成图像特征标记，其中，在待标记开关设备的静态部件上设置第一标记，在开关设备的动作部件上设置第二标记，第一标记与第二标记的相对位置满足：在开关设备发生动作后，第一标记与第二标记的相对位置发生改变，第一标记与第二标记暴露在摄像头的画幅区域内，第一标记与第二标记在摄像头所拍摄的照片中均可被识别。

本方案中，关于对摄像头数量的限定，旨在利用分布在不同位置的摄像头对分布在不同位置的子区域完成图像信息采集，以避免本方法的实施影响变电站整体空间布局或设备之间的相对位置，保障变电站运行的可靠性。所述图像特征标记运用为：当通过直接采集开关设备的图像特征运用于开关设备状态判断时，当照片中需要被采集的图像特征不明显时，为了提高开关设备状态判断准确性，后续图像识别过程将更为复杂且识别结果准确性将受到影响，在这样的设计构思下，通过设置为采用所述第一标记和第二标记，并将第一标记和第二标记在照片中的图像特征识别结果利用为开关设备状态判断，可有效解决开关设备本身具有的图像特征不明显所带来的图像识别问题。

实施例9：

本实施例在实施例1的基础上提供一种变电站动环监控设备，该监控设备用于实现实施例1所述的监控方法；

其中，该监控设备包括数据存储单元以及数据处理单元，所述数据存储单元中存储有各子区域的位置标记以及与各子区域对应的拍摄角度，所述数据存储单元中存储有所述第一目标声音片段、第二目标声音片段以及执行所述摄像头拍摄步骤的计算机程序；

所述数据处理单元调用并执行所述计算机程序。容易理解的，所述监控设备为可以实现所述监控方法的设备。

实施例10：

本实施例在实施例9的基础上进行进一步细化：

还包括供电模块，所述供电模块作为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元的供电单元；

其中，供电模块包括第一供电模块以及第二供电模块，第一供电模块由监控现场获取电能并为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元供电；第二供电模块包括蓄电池，第一供电模块在工作时为蓄电池充电，当检查到第一供电模块取电失败后，通过第二供电模块为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元供电。

本方案中，通过将本监控设备的电力来源设置为可来源于第一供电模块和第二供电模块，旨在实现：当变电站以外停电后，在一定的时间内本监控设备依然能够正常运行。在进一步的运用中，可根据第二供电模块当下被使用的状态，作为电网控制或变电站控制中心判断变电站是否断电的依据之一。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种变电站动环监控方法，该方法中，使用摄像头对变电站通信机房以及配电房进行异常监控，其中，所述摄像头用于采集监控现场的图像信息，其特征在于，该方法中，包括摄像头拍摄设定步骤以及摄像头拍摄步骤；

所述摄像头拍摄设定步骤为：

将监控现场的图像信息采集区域划分为多个子区域；

对各子区域进行位置标记，并根据摄像头的安装位置，为各子区域均配置拍摄角度：所述拍摄角度为摄像头的拍摄角度，对于任意子区域，在该子区域的拍摄角度下，该子区域的各位置均暴露在摄像头所拍摄的同一张照片中；

所述摄像头拍摄步骤为：

摄像头在云台的作用下切换拍摄角度，以实现摄像头的拍摄区域在不同子区域间进行切换，具体流程为：

根据设定条件，在子区域中确定出目标子区域；

根据为目标子区域配置的拍摄角度，通过云台调整摄像头的拍摄角度，使得目标子区域各位置均暴露在摄像头的画幅区域内；

摄像头完成对目标子区域的图像采集；

其中，所述设定条件包括声音条件和/或动作指令条件；

所述声音条件是指：通过监控现场的拾音设备持续获取监控现场的声音信息并对声音信息进行处理，当处理结果中包括第一目标声音片段时，判定为满足设定条件，并根据产生第一目标声音片段的位置确认出目标子区域；

所述动作指令条件是指：为监控现场的开关设备预设第二目标声音片段，当获取到开关设备动作控制指令信号后，在预设时间段内通过监控现场的拾音设备采集监控现场的声音并对声音信息进行处理，当处理结果中未包括第二目标声音片段时，判定为满足设定条件，并根据开关设备动作控制指令信号对应的开关设备位置确认出目标子区域；

所述第一目标声音片段包括刀闸在动作时所产生的声音片段、气体密封边界泄漏所产生的声音片段、零件爆炸所产生的声音片段、电弧所产生的声音片段、零件碎裂所产生的声音片段、液体滴落所产生的声音片段、人员或动物进入所产生的声音片段、室内非正常空气对流所产生的声音片段；

所述第二目标声音片段为开关设备动作时发出的声音片段；

在根据声音条件确定出目标子区域的过程中，通过布置在各子区域中的拾音设备完成声音信号获取；

所述第一目标声音片段具有多个类型；

根据产生第一目标声音片段的位置确认出目标子区域通过如下方式实现：

根据拾音设备采集到的第一目标声音片段判断出可能发出该类型第一目标声音片段的子区域，将可能发出该类型第一目标声音片段的子区域定义为关注区域；

识别各关注区域中拾音设备采集到的该类型第一目标声音片段的音量能量强度，并确认出获得最大音量该类型第一目标声音片段的拾音设备，将该拾音设备所在的关注区域确定为目标子区域。

2.根据权利要求1所述的一种变电站动环监控方法，其特征在于，所述第一目标声音片段为开关设备动作时发出的声音片段；

第一目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，采集后进行预设，判断处理结果中是否包括第一目标声音片段通过计算机判断采集的声音信息中是否包括第一目标声音片段实现；

对监控现场不同类型的开关设备均进行所述声音片段的录制和预设。

3.根据权利要求2所述的一种变电站动环监控方法，其特征在于，针对各类型的开关设备均录制和预设多组第一目标声音片段，不同组第一目标声音片段采集于不同的开关设备工作温度下。

4.根据权利要求1所述的一种变电站动环监控方法，其特征在于，在根据动作指令条件确定出目标子区域的过程中，第二目标声音片段通过在监控现场进行现场录制采集，采集后进行预设，判断处理结果中是否包括第二目标声音片段通过计算机判断采集的声音信息中是否包括第二目标声音片段实现；

对监控现场不同类型的开关设备均进行所述声音片段的录制和预设。

5.根据权利要求4所述的一种变电站动环监控方法，其特征在于，针对各类型的开关设备均录制和预设多组第二目标声音片段，不同组第二目标声音片段采集于不同的开关设备工作温度下。

6.根据权利要求1所述的一种变电站动环监控方法，其特征在于，所述预设时间段的获取方法为：

在变电站通信机房以及配电房中的通讯设备接收到动作控制指令信号后或开关设备的控制机构发出动作控制指令信号后，将通讯设备接收到动作控制指令信号的时间或控制机构发出动作控制指令信号的时间作为第一时刻；

根据所述第一时刻推断出开关设备执行动作控制指令并发生开关动作、开关动作所产生的声音可被获取的时间，并将该时间作为第二时刻；

对第二时刻进行误差时间赋值，获得为范围值的预设时间段。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种变电站动环监控方法，其特征在于，所述摄像头的数量大于1，各摄像头均通过安装在固定位置的云台安装于监控现场；

不同摄像头用于采集不同子区域的图像信息；

对部分或全部开关设备进行图像特征标记，具体方法为：

人工识别出或通过实验识别出需要进行图像特征标记的待标记开关设备；

对待标记开关设备完成图像特征标记，其中，在待标记开关设备的静态部件上设置第一标记，在开关设备的动作部件上设置第二标记，第一标记与第二标记的相对位置满足：在开关设备发生动作后，第一标记与第二标记的相对位置发生改变，第一标记与第二标记暴露在摄像头的画幅区域内，第一标记与第二标记在摄像头所拍摄的照片中均可被识别。

8.一种变电站动环监控设备，其特征在于，该监控设备用于实现权利要求1至7中任意一项所述的监控方法；

其中，该监控设备包括数据存储单元以及数据处理单元，所述数据存储单元中存储有各子区域的位置标记以及与各子区域对应的拍摄角度，所述数据存储单元中存储有所述第一目标声音片段、第二目标声音片段以及执行所述摄像头拍摄步骤的计算机程序；

所述数据处理单元调用并执行所述计算机程序。

9.根据权利要求8所述的一种变电站动环监控设备，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块作为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元的供电单元；

其中，供电模块包括第一供电模块以及第二供电模块，第一供电模块由监控现场获取电能并为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元供电；第二供电模块包括蓄电池，第一供电模块在工作时为蓄电池充电，当检查到第一供电模块取电失败后，通过第二供电模块为所述摄像头、数据存储单元以及数据处理单元供电。