一種高壓輸電線路防外破智能圖像預(yù)警系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高壓輸電線路防外破智能圖像預(yù) 警系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，輸電線路的穩(wěn)定可靠工作是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本保障。 由于輸電線路分布范圍廣，常常穿越城市和鄉(xiāng)村，其運(yùn)行常受到人們生產(chǎn)活動(dòng)的干擾。隨著 經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)基礎(chǔ)建設(shè)范圍越來越大，輸電線路保護(hù)區(qū)內(nèi)的違章施工作業(yè)該類外 破行為給輸電線路安全帶來了嚴(yán)重的威脅及隱患。如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易引起火災(zāi)爆炸、大 面積停電、人員傷亡等災(zāi)難事故，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失巨大。因此，對(duì)輸電線路外破行為的 監(jiān)控及預(yù)警越來越得到行業(yè)的認(rèn)可和重視。
[0003] 由于該些外力破壞事件的發(fā)生具有經(jīng)常性、隱蔽性、突發(fā)性的特點(diǎn)，使供電部口日 常巡視難W達(dá)到理想的管理效果。目前，隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通 常一種有效的方法是通過在輸電線路鐵塔上架設(shè)監(jiān)控?cái)z像頭對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān) 視，利用無線通信技術(shù)將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到電力線路運(yùn)行管理部口的監(jiān)控中屯、電腦上，電力 線路運(yùn)行管理部口安排專人晝夜監(jiān)視各個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的情況，一旦發(fā)現(xiàn)潛在危害線路的施工 車輛停留作業(yè)，則由監(jiān)視人員立即通報(bào)有關(guān)部口采取相應(yīng)的行動(dòng)，該種系統(tǒng)是目前電力線 路運(yùn)行管理部口應(yīng)對(duì)輸電線路防外力破壞的重要方式。另外一種方式是采用圖像處理技 術(shù)，對(duì)視頻流采用帖差法進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，若判斷有目標(biāo)停留，則認(rèn)為是有危險(xiǎn)作業(yè)車輛出 現(xiàn)，并采集現(xiàn)場(chǎng)視頻至手機(jī)監(jiān)控終端上。
[0004] 但該兩種遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視手段存在W下不足。第一種方案；1)需要專人輪流每日 24小時(shí)對(duì)多個(gè)施工場(chǎng)面的畫面進(jìn)行全程監(jiān)視；2)現(xiàn)場(chǎng)視頻流的實(shí)時(shí)傳輸不僅要消耗大量 的通信帶寬，而且?guī)砹舜罅康耐ㄐ刨M(fèi)用支出。更重要的是，被監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)在絕 大部分時(shí)間內(nèi)是在對(duì)輸電線路沒有潛在危險(xiǎn)的安全區(qū)內(nèi)進(jìn)行，有時(shí)甚至完全沒有作業(yè)，對(duì) 該些視頻數(shù)據(jù)的重復(fù)實(shí)時(shí)傳輸顯然對(duì)通信帶寬和通信費(fèi)用造成了大量的浪費(fèi)；3)當(dāng)發(fā)現(xiàn) 對(duì)線路具有潛在危害的行為時(shí)，相對(duì)處理行動(dòng)存在一定的滯后。第二種方案；1)采用基于 視頻流的圖像處理，對(duì)采用太陽能供電的前端監(jiān)控設(shè)備來說，功耗較大，需要大功率電池供 電，增加了設(shè)備體積和重量，不利于設(shè)備的使用、安裝和維護(hù)；2)對(duì)夜晚施工沒有相應(yīng)的圖 像處理方法，只適用于白天有危險(xiǎn)作業(yè)目標(biāo)施工時(shí)的檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種高壓輸電線路防外力破壞的智能圖像預(yù)警系統(tǒng)及方 法，W實(shí)時(shí)高效地對(duì)高壓鐵塔下方待監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的危險(xiǎn)作業(yè)工程車輛目標(biāo)進(jìn)行有效的檢測(cè) 和預(yù)警，為高壓輸電線路的安全和可靠運(yùn)行提供保障。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為；一種高壓輸電線路防外破智能圖像預(yù)警系 統(tǒng)，包括n個(gè)前端監(jiān)控設(shè)備，1個(gè)后端服務(wù)器和n個(gè)用戶端移動(dòng)監(jiān)控終端，其中n為大于1的 自然數(shù)：
[0007] 所述前端監(jiān)控設(shè)備安裝在高壓線鐵塔上用來全天候監(jiān)視待監(jiān)控區(qū)域，前端監(jiān)控設(shè) 備檢測(cè)到危險(xiǎn)作業(yè)目標(biāo)出現(xiàn)后，通過3G無線網(wǎng)絡(luò)與后端服務(wù)器通信，發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)圖片至后端 服務(wù)器并且發(fā)送報(bào)警短信及現(xiàn)場(chǎng)圖片在服務(wù)器上的鏈接至對(duì)應(yīng)電力巡檢人員的移動(dòng)監(jiān)控 終端上；
[000引所述后端服務(wù)器接收前端監(jiān)控設(shè)備傳送來的圖像信息，進(jìn)行圖像保存和管理、日 志管理、巡線人員登錄信息管理；
[0009] 所述用戶端移動(dòng)監(jiān)控終端為手機(jī)，安裝APP軟件接收后端服務(wù)器上的圖片信息， 接收前端監(jiān)控設(shè)備發(fā)送來的短信報(bào)警信息，并發(fā)送控制指令至前端監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行語音喊話 警告。
[0010] 一種高壓輸電線路防外破智能圖像預(yù)警方法，包括W下步驟：
[0011] 步驟1，安裝并連接防雷裝置、太陽能板、蓄電池、電源管理板、GPS接收機(jī)及天線、 WIFI通信模塊、3G通信模塊、紅外球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)、嵌入式圖像處理板于箱體上并固定；架 設(shè)箱體于高壓線鐵塔上，并在箱體外部固定現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警設(shè)備；
[0012] 步驟2,調(diào)整紅外球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)的攝像頭對(duì)準(zhǔn)待監(jiān)控區(qū)域，在鐵塔下方地面上， 連接已配置IP地址的路由器到地面監(jiān)控筆記本，運(yùn)行地面監(jiān)控軟件；
[0013] 步驟3,打開預(yù)警系統(tǒng)電源開關(guān)，系統(tǒng)啟動(dòng)；待系統(tǒng)完全啟動(dòng)W后，自動(dòng)刪除垃圾 短信，系統(tǒng)進(jìn)入工作模式；系統(tǒng)參數(shù)中已添加號(hào)碼的移動(dòng)監(jiān)控終端手機(jī)接收到"系統(tǒng)啟動(dòng)" 短f目倍息；
[0014] 步驟4,移動(dòng)監(jiān)控終端手機(jī)通過向預(yù)警系統(tǒng)發(fā)送短信進(jìn)行如下操作；設(shè)置當(dāng)前監(jiān) 控鐵塔的地點(diǎn)名稱、添加巡視人員手機(jī)客戶端號(hào)碼至預(yù)警系統(tǒng)參數(shù)、從預(yù)警系統(tǒng)參數(shù)中刪 除巡視人員手機(jī)客戶端號(hào)碼、查詢預(yù)警系統(tǒng)的工作狀態(tài)；
[0015] 步驟5,移動(dòng)監(jiān)控終端的手機(jī)客戶端發(fā)送短信使系統(tǒng)進(jìn)入配置模式；
[0016] 1)在配置模式下，前端監(jiān)控設(shè)備的WIFI通信模塊啟動(dòng)，用連接好路由器的筆記本 打開地面監(jiān)控設(shè)置軟件，進(jìn)行視頻連接，視頻窗口顯示出紅外球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)的攝像頭當(dāng) 前拍攝的監(jiān)控畫面；
[0017] 2)通過地面監(jiān)控設(shè)置軟件選取所要監(jiān)控區(qū)域，選取好監(jiān)控區(qū)域W后確定并更新監(jiān) 控區(qū)域；
[001引 3)使用地面監(jiān)控設(shè)置軟件選取工作模式，當(dāng)選擇發(fā)送模式時(shí)，預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)入工作 模式，WIFI通信模塊斷開，監(jiān)控設(shè)置軟件不再使用，退出監(jiān)控設(shè)置軟件；
[0019] 步驟6,進(jìn)行報(bào)警測(cè)試：在監(jiān)控區(qū)域中駛?cè)霂追N車輛進(jìn)行試驗(yàn)，預(yù)警系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)智 能圖像識(shí)別算法，若判斷駛?cè)氪O(jiān)控區(qū)域的車輛為吊車或累車，并且停駐時(shí)間超過5分鐘， 則系統(tǒng)判斷認(rèn)為可能會(huì)進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè)，手機(jī)客戶端會(huì)收到報(bào)警短信，同時(shí)后端服務(wù)器會(huì)接 收和保存嵌入式圖像處理板發(fā)送來的現(xiàn)場(chǎng)圖片，巡線人員打開手機(jī)APP軟件，則會(huì)同時(shí)訪 問服務(wù)器上數(shù)據(jù)，接收和查看到當(dāng)前危險(xiǎn)作業(yè)目標(biāo)的圖像；若嵌入式圖像處理板接收到巡 線人員通過手機(jī)端發(fā)送的成功收到報(bào)警命令，則說明巡線人員已收到報(bào)警提醒，報(bào)警系統(tǒng) 終止此次報(bào)警。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是；（1)該輸電線路防外力破壞智能圖像預(yù) 警系統(tǒng)是一個(gè)完全無人值守的系統(tǒng)，能自動(dòng)對(duì)對(duì)應(yīng)的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè)監(jiān)視和預(yù)警； (2)通過每分鐘采樣一次當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)圖片進(jìn)行智能圖像識(shí)別，不需通過視頻流進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè) 目標(biāo)分析，即無需一直開啟紅外監(jiān)控?cái)z像頭，節(jié)約了能耗；(3)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的智能圖像識(shí)別算 法運(yùn)行在鐵塔上所安裝的嵌入式圖像處理板中，不需再將現(xiàn)場(chǎng)視頻傳輸?shù)奖O(jiān)控服務(wù)器再對(duì) 各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行智能識(shí)別，可W避免大量無用視頻信息的傳輸，通信帶寬占用 大幅減少，從而能節(jié)約大量的通信費(fèi)支出；(4)前端圖像處理板運(yùn)行智能圖像識(shí)別算法，發(fā) 現(xiàn)危險(xiǎn)作業(yè)目標(biāo)后，立即發(fā)送告警短信至對(duì)應(yīng)巡線人員的手機(jī)上，同時(shí)發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)圖片至后 端服務(wù)器上，巡線人員也可同時(shí)通過手機(jī)App軟件訪問和查看后端服務(wù)器上所收到的現(xiàn)場(chǎng) 報(bào)警圖片，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，可方便相關(guān)巡線管理人員立即采取相應(yīng)行動(dòng)，或通過手機(jī)遠(yuǎn)程發(fā) 送語音至相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，通過高音卿趴警示現(xiàn)場(chǎng)施工人員；（5)系統(tǒng)可全天候工作， 智能圖像識(shí)別算法具有晝夜分析和識(shí)別危險(xiǎn)作業(yè)目標(biāo)的能力，功耗低、實(shí)時(shí)性好、可靠性 高，為高壓線路防外力破壞的應(yīng)用需求提供了思路和方法，具有非常大的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì) 前景。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明高壓輸電線路防外破智能圖像預(yù)警系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明嵌入式圖像處理板的硬件構(gòu)成圖。
[0023] 圖3為本