基于圖像識別技術的輸電線路智能監控技術應用分析

邢震

【摘 要】本文介紹了一種基于圖像識別技術的輸電線路智能監控技術，該技術利用4G無線通訊將現場實際情況傳送到后臺服務器進行智能識別，當識別出可能發生對輸電線路破壞的情況時，后臺服務器自動發出預警信號通知相應的管理人員，并啟動現場的報警裝置警示，以此來減少停電次數，提升輸電線路可靠性。

【關鍵詞】圖像識別；智能監控；輸電線路

近年來經濟發展過程中因越來越多的施工建設、畜牧生產等因素而導致的輸電線路事故逐年上升。根據過去5年的數據統計，最主要的破壞源有兩種，一種是水泥泵車和吊車，另一種是違章建筑。但當前采用的人工巡檢方式對出現在輸電線路上的危險很難及時發現，因此需要采用新技術手段來提高對輸電線路反外損管理的工作效率[1]。

1 系統組成

該系統主要由三部分組成：現場視頻監控設備、4G無線通信裝置、以及后臺服務器，實現的主要功能如下：

（1）現場視頻監控設備：包括有光伏電池板、鉛酸蓄電池、光伏充放電管理器、網絡攝像機、符合IP65標準的防水防塵裝置、就地聲光報警裝置等；實現的功能有實時視頻回傳到后臺視頻服務器、網絡攝像機的遠程配置與控制、光伏供電、就地的聲光報警等功能。

（2）4G無線通信裝置：集成于網絡攝像機，實現的功能是支持實時視頻回傳到后臺服務器，以及后臺服務器的輸出信號的接收等。

（3）后臺服務器：包括有公網網絡、視頻服務器、智能識別服務器、數據庫服務器、短信貓等裝置；實現的功能：公網接收來自4G無線網絡的現場實時視頻，并經過防火墻后傳輸給視頻服務器，視頻服務器對接收的視頻數據實時解碼并在局域網內轉發視頻數據到智能識別服務器對視頻圖像進行智能分析處理，同時根據處理的結果發布預警信息，并通過短信貓發布至相應的管理人員，以及遠程啟動現場聲光報警的等[2]。后臺服務器對所有信息和數據進行存儲。

2 系統功能設計

現場視頻監控裝置采集現場實際情況，智能識別服務器識別出發生外力破壞時發出報警控制信號，控制現場聲光報警，同時將報警信息通過短信貓將短信或彩信（報警地點現場圖像）的方式發送到相應設備主管人員的手機上。為方便主管領導和設備主管人員隨時可以查看遠程輸電線路及鐵塔的情況，本技術支持手機通過網頁訪問的方式實時查看各監控點實時視頻信息，實現遠程監控。

2.1 實時監控與控制功能

控制功能：通過后臺視頻服務器可以控制網絡攝像機，實現水平轉動角度為350°，垂直轉動上、下各為75°，能夠全面觀察監控點的實際情況，包括鐵塔的塔基等。

實時監視功能：利用4G無線網絡和公網網絡，后臺中心的視頻服務器可實時監視經授權監控點的圖像及控制監控點的輔助設備。并可通過手持移動終端，例如手機，PAD等遠程實時監控。

2.2 視頻數據的管理與存儲

視頻服務器接收的現場視頻數據，通過內部局域網傳輸到數據庫服務器進行存儲。該系統支持對多種類型視頻數據的存儲，且視頻數據存儲文件的大小支持可配置，存儲功能支持自動循環覆蓋。

該系統支持視頻數據的本地查詢、回放功能，即可通過后臺視頻服務器查詢到控制中心所有接入的視頻數據清單，并可以回放所有清單中的視頻。

2.3 報警和聯動機制設計

該系統設計了三級的報警和聯動機制，詳細設計如下：

（1）現場視頻監控裝置的聲光報警；

（2）后臺控制中心的報警聯動：智能識別服務器處理到報警信息后，根據設定的報警信息類型不同，對報警信息聯動處理。將報警信息通過短信貓將短信或彩信（報警地點現場圖像）的方式發送到相應設備主管人員的手機上。該系統同時支持手機或者PAD等客戶端通過網頁訪問的方式實時查看各監控點實時視頻信息，實現遠程監控和控制等。

（3）客戶端聯動：接收到報警信息的客戶端，可將畫面切換到報警設備聯動畫面，響應報警信息回傳到后臺服務器，讓設備主管領導知曉設備管理人員已接受信息，并進行相應處理。

2.4 數字矩陣功能（電視墻）

控制中心設置了數字矩陣顯示平臺（電視墻），該平臺可以將視頻服務器接收的實時視頻輸出至視頻分割器，電視墻上每個顯示器對應顯示一路視頻監控信號。

3 后臺服務器平臺系統功能

后臺服務器是整個遠程無線視頻監控預警系統的核心難點，利用圖像識別技術對視頻圖像進行分析，自動檢測外力破壞因素。

3.1 水泥泵車和吊車入侵檢測

網絡攝像機實時監控輸電線路警戒區，當檢測到水泥泵車和吊車行駛入道輸電線路的警戒范圍內時，智能識別服務器控制網絡攝像機對該機械進行跟蹤定位。如果水泥泵車和吊車行駛到高壓線下方短暫停留并駛離開，則不報警；如果停留超過一定時間，智能識別服務器則發出報警信號給相應管理人員，并且啟動現場聲光報警，提醒水泥泵車和吊車不能停留在警戒區域內；隨著水泥泵車和吊車在輸電線路警戒區內停留時間的延長，并逐級提高警報級別，直至送達最高主管領導處[3]。

3.2 違章建筑檢測

高壓傳輸線下方一定范圍內是禁止搭建房屋等建筑的，會危害到高壓傳輸線的安全，如果觸碰到高壓線，容易造成跳閘事故。因此，當有違章建筑在高壓線下開始搭建，一直到有一定高度，發出預警信號，并逐級提高警報級別，直至送達最高主管領導處[4]。

4 結語

相對于傳統的人工巡檢作業方式，利用4G無線通訊將現場實際情況傳送到后臺服務器進行智能識別，當識別出可能發生對輸電線路破壞的情況時，發出預警信號通知相應的管理人員，并啟動現場的報警裝置警示具有非常明顯的優勢，可大幅減少停電次數，顯著提升輸電線路可靠性。

【參考文獻】

[1]楊振偉，易偉，金玉，劉大勇.輸電線路智能巡檢系統的實用化研究[J].吉林電力，2015，02：032-034.

[2]王廣鑫，褚衍華.基于無線通訊系統的輸電線路智能巡檢管理系統研發探究[J].中國電力教育，2013，017：0224-0225.

[3]林國安，裴慧坤，周偉才.基于圖像識別技術的輸電線路智能巡檢系統研究與應用智慧水電，2016，12：0262-0263.

[4]孫大陸，何丹東.超/特高壓輸電線路巡檢四旋翼無人機的建模和回饋遞推控制[J].工業控制與應用，2016，11：0011-0016.endprint