CN116760947A - 一种边缘计算输电通道可视化监拍系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，包括硬件和软件，硬件包括平台层、网络层、终端层；平台层包括平台服务器、接入服务器、流媒体服务器、存储服务器、运维服务器及AI超脑；网络层包括交换机和网桥/4G/APN网络，平台层电气连接网络；终端层包括包括低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机；软件为可视化设备后台管理系统，可视化设备后台管理系统包含登录模块、仪表盘模块、监测统计模块、警告管理模块、设备管理模块；网络层与终端层通过网络连接。本发明利用在线收集的数据，动态调整模型参数，可在线分发新的功能，提高检测结果精度和可靠性，可不断动态学习，具有真正的智能性。
Description
技术领域
本发明涉及可视化监拍领域，具体是一种边缘计算输电通道可视化监拍系统。
背景技术
近年来随着电网规模的不断扩大，输变电设备及变电设备运维面临的压力和挑战也越来越大，施工机械、导线异物等外力破坏造成的输电线路故障损失日益增加。输电通道可视化监拍装置的大量应用，随之带来了海量的图像数据，这些图像数据不仅给运维系统带来了巨大的数据传输压力，而且单纯依靠人工识别存在隐患发现不及时，劳动强度大、效率低等突出问题。
本发明提出的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，研制一种智能可视化监拍装置，采用人工智能芯片，搭载AI算法，在监拍现场自动检测识别图像内的异物隐患，无需云端配合即可进行输变电设备走廊异物入侵及变电设备、杆塔金具状态异常探测，并将异常场景信息实时上报，实现输变电设备监控图像的采集、前端识别、故障隐患报警功能。
本发明提出一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，通过将人工智能识别能力赋予边缘计算设备的方式，将计算工作放在业务现场一侧进行，只将需要进行预警的信息回传至后台服务器，从而大幅降低通信开销和计算延迟，同时由于采用的软件框架先进，可以利用在线收集的数据，动态调整模型参数，可在线分发新的功能，提高检测结果精度和可靠性，可不断动态学习，具有真正的智能性。
本发明紧扣输电线路监控需求，且在物联网与人工智能技术方面有很强的先进性。通过本发明的研究与实施，构建基于人工智能的电网设备可视化系统，在保障电网输变电设备安全可靠运行，提高电网输变电设备运检效率等方面都具有积极影响与重要意义。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的关键技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于包括硬件和软件，所述硬件包括平台层、网络层、终端层；
所述平台层包括平台服务器、接入服务器、流媒体服务器、存储服务器、运维服务器及AI超脑；
所述网络层包括交换机和网桥/4G/APN网络，所述平台层电气连接网络；
所述终端层包括包括低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机；
所述软件为可视化设备后台管理系统，所述可视化设备后台管理系统包含登录模块、仪表盘模块、监测统计模块、警告管理模块、设备管理模块；
所述网络层与终端层通过网络连接。
优选的，，所述的平台层和网络层中间设置有防火墙，所述平台层通过防火墙与网络层电气连接。
优选的，所述防火墙与网络层的交换机电气连接，所述交换机与网桥
/4G/APN网络电气连接。
优选的，所述网桥/4G/APN网络分别电气连接低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机。
优选的，所述登录模块用于账户登录，验证和保存用户信息。
优选的，所述仪表盘模块监测数据的显示。
优选的，所述监测统计模块用于历史采集图片或者视频的展示、储存、本地下载、删除以及设备监测信息的统计与列表展示。
优选的，所述警告管理模块用于对采集图片分析判断并发送告警信息、告警信息的统计与列表展示、关闭警告信息和新增、删除、修改、搜索设备信息。
优选的，所述设备管理模块用于新增、删除、修改、搜索设备信息。
本发明一种边缘计算输电通道可视化监拍系统采用人工智能技术，在摄像头就地识别输变电设备周围的多种隐患情况，包括识别输电线路周边施工机械、识别吊车靠近输电铁塔、识别塔吊距离铁塔过近、识别线路覆冰、识别导线异物、识别输电线路周边山火等。另外可根据需要，快速迭代响应就地算法模型及参数，增加识别物体种类，增加其他智能检测功能。
本发明一种边缘计算输电通道可视化监拍系统采用硬件模块化积木拼接方法。
本发明一种边缘计算输电通道可视化监拍系统需要适用于现场恶劣工业环境，特别是搭载人工智能技术的计算模块核心板，要满足工业级温度范围及电磁兼容性等要求。
本发明一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，需要满足电网的安全要求，采用国密芯片和算法协议，传输命令及视频图片数据。
本发明一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，具有后台管理和现场图片视频监控功能，包括有地图可视化，设备可视化，巡检预警可视化等多种运维功能。
本发明一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，在图像目标检测，是对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。基于深度学习及大规模图像训练，准确识别图片中的物体类别、位置、置信度等信息。算法以毫秒级的响应速度支持数万类物体识别，接口返回图片内的1个或多个物体名称。通过输电铁塔上的摄像头附带的边缘智能计算功能，在本地就可通过预选训练的深度学习神经网络实时分析图片和视频，智能识别图像中的人，车，吊车，吊塔，烟火等危险物体。算法识别风险后立即报警，并将报警信息推送到指定客户端。解决了现场场景下，进行高质量深度学习推理和要求设备功耗低的矛盾问题，可在相同识别精度下，计算资源消耗仅为竞品的7％。构建高识别率、低功耗的人工智能模型并成功应用于复杂的环境下，实现图片分类识别。输变电设备设备气象及电磁环境恶劣，设备可视化设备，特别是具有深度学习功能的GPU模组核心板等要长期可靠的在现场运行，需要在设计和生产过程中考虑好适用于高低温环境，高湿度，防水防尘等，还有恶劣电磁环境的问题，
基于边缘智能容器技术的核心板，可不断接入外部传感器，通过远程升级，增加APP，得到多种功能应用。
为解决弱网环境下的远程升级和应用下载，需要解决容器压缩和大规模网络分发等问题，已通过在容器技术上的突破，可以得到10x应用分发速度，80％应用大小压缩，4x应用载入速度。
快速接入外部传感器功能。通过核心板和模块预留好的各类硬件接口，及基于容器技术的中间件，解决了大量异构物联网传感器接入问题，可在硬件和软件平台上构建快速接入异构传感器数据，可构建基于设备可视化设备的输电线杆塔统一监控运维平台。
软件功能APP化，可在现有视频图片采集数据基础上，基于就地模型及运算，通过升级或下载新APP，增加容器化的APP应用扩展：线路舞动识别，线路杆塔倾斜识别，线路及绝缘子覆冰辨识等
本发明选择了云计算架构的下一代——边缘计算技术，所采用的该技术弥补了云计算在弱网环境中的不可靠性，数据传输量大，计算资源消耗巨大等问题。当前该技术还没有应用于设备可视化细分领域中，通过边缘计算技术，可将每一个布置的装置节点都变为一个学习节点，通过不断扩展不断在线学习，升级模型和参数，可使设备越来越智能，形成自学习和动态升级的真正智能化产品。
本发明利用具有国密算法的安全加密芯片构成安全传输设备，解决生产数据，包括图片视频、参数分发，容器APP软件升级或分发的可靠交换，实现数据传输可信可控；支持符合国密标准的安全芯片接口设计，通过标准协议，将视频图像数据加密传输给内网环境后台，将国密算法安全芯片应用到边缘计算可视化监拍系统中。
本发明的有益效果在于：
本发明采用的软件框架先进，可以利用在线收集的数据，动态调整模型参数，可在线分发新的功能，提高检测结果精度和可靠性，可不断动态学习，具有真正的智能性。
附图说明
图1为本发明整体架架图；
图2为本发明可视化设备管理系统模块图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例：
一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于包括硬件和软件，所述硬件包括平台层、网络层、终端层；
所述平台层包括平台服务器、接入服务器、流媒体服务器、存储服务器、运维服务器及AI超脑；
所述网络层包括交换机和网桥/4G/APN网络，所述平台层电气连接网络；
所述终端层包括包括低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机；
所述软件为可视化设备后台管理系统，所述可视化设备后台管理系统包含登录模块、仪表盘模块、监测统计模块、警告管理模块、设备管理模块；
所述网络层与终端层通过网络连接。
优选的，，所述的平台层和网络层中间设置有防火墙，所述平台层通过防火墙与网络层电气连接。
优选的，所述防火墙与网络层的交换机电气连接，所述交换机与网桥
/4G/APN网络电气连接。
优选的，所述网桥/4G/APN网络分别电气连接低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机。
优选的，所述登录模块用于账户登录，验证和保存用户信息。
优选的，所述仪表盘模块监测数据的显示。
优选的，所述监测统计模块用于历史采集图片或者视频的展示、储存、本地下载、删除以及设备监测信息的统计与列表展示。
优选的，所述警告管理模块用于对采集图片分析判断并发送告警信息、告警信息的统计与列表展示、关闭警告信息和新增、删除、修改、搜索设备信息。
优选的，所述设备管理模块用于新增、删除、修改、搜索设备信息。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于包括硬件和软件，所述硬件包括平台层、网络层、终端层；
所述平台层包括平台服务器、接入服务器、流媒体服务器、存储服务器、运维服务器及AI超脑；
所述网络层包括交换机和网桥/4G/APN网络，所述平台层电气连接网络；所述终端层包括包括低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机；所述软件为可视化设备后台管理系统，所述可视化设备后台管理系统包含登录模块、仪表盘模块、监测统计模块、警告管理模块、设备管理模块；
所述网络层与终端层通过网络连接。
2.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述的平台层和网络层中间设置有防火墙，所述平台层通过防火墙与网络层电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述防火墙与网络层的交换机电气连接，所述交换机与网桥/4G/APN网络电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述网桥/4G/APN网络分别电气连接低功耗云台、低功耗球机、低功耗枪机和巡线无人机。
5.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述登录模块用于账户登录，验证和保存用户信息。
6.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述仪表盘模块监测数据的显示。
7.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述监测统计模块用于历史采集图片或者视频的展示、储存、本地下载、删除以及设备监测信息的统计与列表展示。
8.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述警告管理模块用于对采集图片分析判断并发送告警信息、告警信息的统计与列表展示、关闭警告信息和新增、删除、修改、搜索设备信息。
9.根据权利要求1所述的一种边缘计算输电通道可视化监拍系统，其特征在于，所述设备管理模块用于新增、删除、修改、搜索设备信息。
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