CN117456677A - 一种分区域式变电站消防监测预警系统 - Google Patents

一种分区域式变电站消防监测预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种分区域式变电站消防监测预警系统，包括分别设置于各箱式变电站内的多个安防系统，以及用于对负责区域内的各安防系统运行状态进行监控的处理系统，安防系统包括：检测模块，用于采集对应箱式变电站的运行数据，并上传至处理系统；一级防护模块，包括灭火系统、排风系统和预热系统，基于处理系统的指令工作；二级防护模块，包括图像采集装置；处理系统包括：区域链数据分管模块，对负责区域内的所有箱式变电站分别建立分管区块，并分别对分管区块传输数据进行处理；通道加密模块，对多个分管区块进行访问秘钥共建，以加速数据交互速度。与现有技术相比，本发明具有保证安防系统检测数据的快速处理以及反馈处理等优点。

Description

一种分区域式变电站消防监测预警系统
技术领域
本发明涉及变电站安防系统，尤其是涉及一种分区域式变电站消防监测预警系统。
背景技术
箱式变电站为现代化城市供电体系的重要主城部分，而为了瞒住城市供电中生产以及生活的需求，区域内会遍布多个箱式变电站，以满足供电需求。
中国专利CN104667459A公开的分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统，包括视频装置、探测装置、火灾报警控制装置和消防装置；探测装置包括感温电缆、特征气体探测装置、线性红外光束感烟感温探测器、点式感温探测器、点式感烟探测器；火灾报警控制装置汇总探测装置采集的信号，并向消防装置发送启动信号；消防装置包括火探管消防装置、储气式全淹没干粉灭火装置、悬挂式干粉灭火器、排油注氮装置、细水雾灭火装置；分区域保护式变电站消防监测预警及消防系统根据变电站各分区域内的设备及分区域自身可燃物的燃烧特性，选择相应的探测装置和相应的消防装置进行组合分布；进行针对性的火灾探测、预警与消防布置，全面提高变电站对火灾的预防及消防能力。
中国专利CN112007313A公开的一种用于变电站消防室的智能监测系统，属于变电站消防室的监测设备领域。智能监测系统包括控制器、用于监测消防器材使用情况的磁吸装置、用于检测消防器材重量的测重装置、用于监测消防室内温度和湿度的温湿度监测装置、用于监控室内信息的摄像装置和报警装置，磁吸装置包括用于分别位于消防器材和消防器材固定架上的第一磁体和第二磁体，第一磁体和第二磁体之间为磁性连接，温湿度监测装置包括温度传感器和湿度传感器，摄像装置包括摄像头，报警装置包括火灾报警灯，本发明的优点在于，采用这种结构，能够对消防器材的使用进行管控，本发明用于对变电站消防室进行监测。
在包括上述两个专利的现有技术中，由于城市覆盖区域较大，所以布置于区域内的变电站数量较多，单纯依靠人力进行维护显然不现实。所以一般采取的方式都如上述系统，通过在变电站内建立防护系统，实现自我监测，险情自我处理。但是这种处理方式单纯依靠是防护系统的CPU进行处理，而CPU的运行状态和算力决定了防护系统的运行状态，其由于防护系统需要多个检测数据的传递和处理，CPU需要快速响应以及处理这些数据，明显CPU运行负荷是极大的，随着其老化运算效率衰减，防护效果就会减弱，且后台对各个变电站的状态无法获得及时的监控，整个电力的防护系统有待进一步优化。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种分区域式变电站消防监测预警系统，对城市区域的各个变电站进行区域链划分，通过划分的分管区块分别进行通道的数据的处理，保证安防系统检测数据的快速处理以及反馈处理。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种分区域式变电站消防监测预警系统，包括分别设置于各箱式变电站内的多个安防系统，以及用于对负责区域内的各安防系统运行状态进行监控的处理系统，
所述安防系统包括：
检测模块，用于采集对应箱式变电站的运行数据，并上传至处理系统；
一级防护模块，包括灭火系统、排风系统和预热系统，基于处理系统的指令工作；
二级防护模块，包括图像采集装置；
所述处理系统包括：
区域链数据分管模块，对负责区域内的所有箱式变电站分别建立分管区块，并分别对所述分管区块传输数据进行处理；
通道加密模块，对多个所述分管区块进行访问秘钥共建，以加速数据交互速度。
所述检测模块包括温度传感器、烟雾传感器和明火传感器。
所述二级防护模块包括态势分析单元，所述态势分析单元对画面移动人像进行抓拍，并对采集每一帧采集的面部特征进行处理。
所述态势分析单元对采集每一帧采集的面部特征进行处理的过程具体包括：
步骤S01：将当前帧中每一个人的人脸区域图像对应的特征向量与前一帧保留的人脸区域图像对应的特征向量进行特征对比；
步骤S02：当相似度大于预配置的阈值时，将前一帧保留的人脸区域图像作为当前帧保留的人脸区域图像；
步骤S03：当所述匹配度小于所述第二预设阈值时，将所述当前帧新出现的人脸区域图像作为当前帧保留的人脸区域图像。
所述区域链数据分管模块包括云端备案库面部核对单元，所述云端备案库面部核对单元获取每一帧待检测视频或者每一张待检测图片中所有的人脸检测框，检测人脸检测框中的人脸关键点，根据人脸关键点进行人脸对齐，并对对齐后的人脸检测框中的人脸区域图像进行截取；
根据截取的人脸区域图像执行与备案库存储的工作人员面部核对，并将判断结果进行输出，若无相似单元，则生成预警指令，并传递至声光报警器进行预警。
所述安防系统还包括等待延时模块，采集的数据中标注有时间串码，区域链数据分管模块对接收的数据进行解码获取时，基于时间串码将最近一时段的数据进行保留，同批量传递的数据进行格式化处理。
所述区域链数据分管模块还包括：
区块秘钥处理单元，基于椭圆曲线加密算法生成共联数据密码，并利用所述共联数据密码对公钥进行签名；
身份植入单元，基于生成的所述共联数据密码向所述安防系统发出共联邀请，并使两个通道节点上植入认证密钥，作为数据传递至处理系统的身份识别标识。
植入的所述认证密钥为：SK＝PeEB*EKA；
其中：SK表示所述共享密码；PeB为所述访问私钥；EKA为所述访问公钥；*表示乘积。
所述区块秘钥处理单元与所述身份植入单元根据认证后形成信任通讯通道，并基于DoubleRatchet协议进行通信，所述区块秘钥处理单元根据所述共联数据密码通过KDP单向函数生成节点间通信消息的认证密钥，以使通道节点根据认证密钥，通过DoubleRatchet协议进行通信。
所述二级防护模块还包括报警器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、对城市区域的各个变电站进行区域链划分，通过划分的分管区块分别进行通道的数据的处理，保证安防系统检测数据的快速处理以及反馈处理。
2、增加供电后台对各个变电站信息的获取，增加了各个变电站运行状态、破坏、执勤和巡检状态进行收集，完成监控体系。
3、态势分析单元一方面可以对人像进行采集，另一方面可以极大地环节监控图像的抖动问题。
4、采集的数据中标注有时间串码，从而便于基于时间信息对数据进行处理。
5、采用共联数据密码控制数据传输，一方面可以提高数据传输的安全性，另一方面也可以提高可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的组成架构结构示意图；
图2为本发明实施例提供的流程结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一级防护模块的架构结构示意图。
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。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
如图1和图3所示，一种基于有限空间的分区域保护式变电站消防监测预警系统，包括设置于箱式变电站的安防系统，以及用于对区域内的箱式变电站的安防系统运行状态进行监控的处理系统，其中：
安防系统，包括：
检测模块，用于采集箱式变电站内部状态，形成检测数据并进行上传至处理系统；
一级防护模块，由安装于箱式变电站顶部四个边角的二氧化碳灭火系统、排风系统以及预热系统组成，并通过处理系统控制下发指令运行；
二级防护模块，由声光报警器以及监控器组成，且监控器采集画面受条件触发后将画面数据传递至处理系统；
处理系统，包括：
区域链数据分管模块，对监控区域内的多有箱式变电站建立分管区块，并分别对分管区块传输数据进行处理；
通道加密模块，对多个分管区块进行访问秘钥共建，以加速数据交互速度。
上述方案中的检测模块包括温度传感器、烟雾传感器以及明火传感器组成，且采集的数据分别单独通过局域网进行上传至处理系统，并通过区域链数据分管模块快速分选和处理。具体的：
当烟雾传感器检测数据，且明火传感器没有检测到数据，则排风系统关闭，3min后明火传感器依旧没有检测到数据，则排风系统开启；
当明火传感器检测到数据，则排风系统关闭、二氧化碳灭火系统开启，待明火传感器没有检测到数据，则排风系统开启，且功率最大；至烟雾传感器无检测数据，则排风系统开启至初始值；
当温度传感器检测数据超过预设数据，控制排风系统功率进行增加；
当温度传感器检测数据低于预设数据，则排风系统关闭，预热系统是其内部保持在预定温度。
上述二氧化碳灭火系统、排风系统以及预热系统均属于现有技术，不做详细展开说明。
作为本发明进一步提供的一个实施例，安防系统还包括等待延时模块，采集的数据会通过时间编码器在数据串码下注明；以使区域链数据分管模块对接收的数据进行解码获取时，基于时间串码将最近一时段的数据进行保留，同批量传递的数据进行格式化处理。
作为本发明进一步提供的再一个实施例，区域链数据分管模块，包括：
区块秘钥处理单元，基于椭圆曲线加密算法生成共联数据密码，并利用联数据密码对第公钥进行签名；
身份植入单元，基于生成的联数据密码向安防系统发出共联邀请，并使两个通道节点上植入认证密钥，并作为数据传递至处理系统的身份识别标识，其中：
身份识别标识包括分管区块类型和数据类型。
上述实施例中，植入的认证密钥为：SK＝PeEB*EKA；
其中：SK表示共享密码；PeB为访问私钥；EKA为访问公钥；*表示乘积。
作为本发明进一步提供的另一个实施例，区块秘钥处理单元与身份植入单元根据认证后形成信任通讯通道，并基于DoubleRatchet协议进行通信，区块秘钥处理单元根据共联数据密码通过KDP单向函数生成节点间通信消息的认证密钥，以使通道节点根据认证密钥，通过DoubleRatchet协议进行通信。
实施例2
结合图2可知，实施例中的二级防护模块包括态势分析单元，其根据部署条件，对画面移动人像进行抓拍，并对采集每一帧采集的面部特征进行特征区域处理，包括以下步骤：
S01、将当前帧中每一个人的人脸区域图像对应的特征向量与前一帧保留的人脸区域图像对应的特征向量进行特征对比；
S02、当匹配度大于第二预设阈值时，将前一帧保留的人脸区域图像作为当前帧保留的人脸区域图像；
S03、当四配度小于第二预设阈值时，将当前帧新出现的人脸区域图像作为当前帧保留的人脸区域图像。
进一步的，区域链数据分管模块包括云端备案库面部核对单元，通过面部特征获取每一帧待检测视频或者每一张待检测图片中所有的人脸检测框；检测人脸检测框中的人脸关键点；根据人脸关键点进行人脸对齐，并对对齐后的人脸检测框中的人脸区域图像进行截取；
根据截取的人脸区域图像执行与备案库存储的工作人员面部核对，同时以最大负载十张核对进行处理，并将判断结果进行输出，若无相似单元，则生成预警指令，并传递至声光报警器进行预警。
综上，对城市区域的各个变电站进行区域链划分，通过划分的分管区块分别进行通道的数据的处理，保证安防系统检测数据的快速处理以及反馈处理。并且，增加供电后台对各个变电站信息的获取，增加了各个变电站运行状态、破坏、执勤和巡检状态进行收集，完成监控体系。
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。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，所述电子设备具体包括如下内容：
处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；
其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器用于调用所述存储器中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的方法中的全部步骤。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的方法的全部步骤。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。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。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例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，本说明书实施例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。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。
在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，包括分别设置于各箱式变电站内的多个安防系统，以及用于对负责区域内的各安防系统运行状态进行监控的处理系统，
所述安防系统包括：
检测模块，用于采集对应箱式变电站的运行数据，并上传至处理系统；
一级防护模块，包括灭火系统、排风系统和预热系统，基于处理系统的指令工作；
二级防护模块，包括图像采集装置；
所述处理系统包括：
区域链数据分管模块，对负责区域内的所有箱式变电站分别建立分管区块，并分别对所述分管区块传输数据进行处理；
通道加密模块，对多个所述分管区块进行访问秘钥共建，以加速数据交互速度。
2.根据权利要求1所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述检测模块包括温度传感器、烟雾传感器和明火传感器。
3.根据权利要求1所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述二级防护模块包括态势分析单元，所述态势分析单元对画面移动人像进行抓拍，并对采集每一帧采集的面部特征进行处理。
4.根据权利要求3所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述态势分析单元对采集每一帧采集的面部特征进行处理的过程具体包括：
步骤S01：将当前帧中每一个人的人脸区域图像对应的特征向量与前一帧保留的人脸区域图像对应的特征向量进行特征对比；
步骤S02：当相似度大于预配置的阈值时，将前一帧保留的人脸区域图像作为当前帧保留的人脸区域图像；
步骤S03：当所述匹配度小于所述第二预设阈值时，将所述当前帧新出现的人脸区域图像作为当前帧保留的人脸区域图像。
5.根据权利要求4所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述区域链数据分管模块包括云端备案库面部核对单元，所述云端备案库面部核对单元获取每一帧待检测视频或者每一张待检测图片中所有的人脸检测框，检测人脸检测框中的人脸关键点，根据人脸关键点进行人脸对齐，并对对齐后的人脸检测框中的人脸区域图像进行截取；
根据截取的人脸区域图像执行与备案库存储的工作人员面部核对，并将判断结果进行输出，若无相似单元，则生成预警指令，并传递至声光报警器进行预警。
6.根据权利要求1所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述安防系统还包括等待延时模块，采集的数据中标注有时间串码，区域链数据分管模块对接收的数据进行解码获取时，基于时间串码将最近一时段的数据进行保留，同批量传递的数据进行格式化处理。
7.根据权利要求1所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述区域链数据分管模块还包括：
区块秘钥处理单元，基于椭圆曲线加密算法生成共联数据密码，并利用所述共联数据密码对公钥进行签名；
身份植入单元，基于生成的所述共联数据密码向所述安防系统发出共联邀请，并使两个通道节点上植入认证密钥，作为数据传递至处理系统的身份识别标识。
8.根据权利要求7所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，植入的所述认证密钥为：SK＝PeEB*EKA；
其中：SK表示所述共享密码；PeB为所述访问私钥；EKA为所述访问公钥；*表示乘积。
9.根据权利要求7所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述区块秘钥处理单元与所述身份植入单元根据认证后形成信任通讯通道，并基于DoubleRatchet协议进行通信，所述区块秘钥处理单元根据所述共联数据密码通过KDP单向函数生成节点间通信消息的认证密钥，以使通道节点根据认证密钥，通过DoubleRatchet协议进行通信。
10.根据权利要求1所述的一种分区域式变电站消防监测预警系统，其特征在于，所述二级防护模块还包括报警器。
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