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输电线路防外力破坏智能预警系统 (一)

作者:admin 发布日期:2017/5/16 关注次数: 二维码分享


1.系统概述

随着电力建设的迅速发展,电网规模的不断扩大,在复杂地形条件下建设的电网越来越多,输电线路具有分散性大、距离长、难以维护等特点。电力部门目前采用定期人工巡视或直升机巡视等手段,一般巡视周期为一个月,而在巡视期内线路及周边的环境情况是不得而知的,这就为输电线路的安全运行埋下了巨大的隐患。我公司较新研发的输电线路防外力破坏智能预警系统将实现各种线路外力破坏的监测与预警,主要包括行人、大型机械检测、树木长高、山火检测、漂浮物等。

2.系统组成及功能

智能视频监控系统采用分布式智能体系架构,由智能前端和后台监控中心组成。智能前端通过内置复杂高效的嵌入式图像处理和视频识别算法,实现现场视频图像和视频的本地实时处理,如运动检测、目标识别与跟踪;对现场进行全时不间断视频监控。当智能前端没有检测到现场异常时,前端只向监控中心报告“心跳”报文。当智能前端检测到现场异常时,前端即时将视频检测图像压缩传送到监控中心,当后台监控到现场异常时,即时启动设定的应急预警报警等处理方案。

系统采用模块化设计,由前端视频采集单元、声音报警器、图像处理模块、主控制单元、通讯模块以及后台监测系统组成。主控单元控制摄像机及视频采集模块,数据通过屏蔽电缆引入到中央数据处理单元中的微处理器对采集的视频进行压缩处理,再由微处理器对采样数据进行视频差异分析处理,然后将结果打包、存储生成报警数据,一方面将报警提示发送给前端声音装置进行声音报警,对现场危险人员或车辆进行警示,另一方面由通讯模块经3G/OPGW网络发送到后台监测系统,供用户浏览、查询和分析同时将报警信息和报警图片以彩信的方式发送给值班人员。


3.系统关键技术

3.1 专利三维数字旋转式镜头设计

系统采用了专利三维数字自我保护式镜头,待机时摄像机隐藏在云台内,接收到拍摄命令时自动旋转至设置位置,伸出保护罩进入工作状态,拍摄完成后自动返回到保护罩内。有效改善了摄像机由于积尘、集污而影响拍摄效果的情况,解决了摄像机不能自清洁的难题。

视频或视觉系统是一套集合了超过40种软件内核的可扩展软件库,并针对数字信号处理器(DSP)内核进行了精心优化。这些内核算法可执行背景建模与背景抽取算法、目标特性提取、跟踪、识别以及低像素处理等功能,为视频分析终端应用的开发奠定坚实基础。 相对于标准C代码而言,采用算法比opencv等开源可将像素处理性能提升高达10倍之多,。配套的算法还允许使用不同的arm9+dsp双核系统,并能加速软件从PC系统向arm9+dsp双核系统内核的移植。包括视频分析、行人识别、大型机械、树木长高、漂浮物等机器视觉系统。关键特性算法库的关键优势包含几十多种软件内核的软件库拥有背景建模与背景抽取算法、目标特性提取、跟踪、识别以及低像素处理等功能,提供更多功能、更高分辨率、更高帧频、更多先进功能、更多每器件通道数。致力于使分析技术成为DSP中更常见的特性之一。显著提升的图形处理性能让我们的创新型视频分析、行人识别、大型机械、树木长高、漂浮物等机器视觉系统应用,帮助在现有的杆塔资源平台上实现创造性的算法框架。将发现,该款解决方案将能更快地在不同环境中查找着危险点,从而防止危险的进一步蔓延。

作为系统识别与入侵检测应用开发的坚实基础。这些应用将分别运行在基arm9+dsp双核系统内核的移植数字媒体处理器之上。从而达到通过视频分析,高效、快速检测输变电危险点检测的目的。

3.2数据压缩技术

塔上监测主机采集和获得的视频图像数据采样频率很快,次数非常密,如果不对测量数据采取任何措施,势必造成采样数据非常庞大,这样既增加了通讯成本,又限制了有效数据保存时间。通过分析发现各采样数据内部及各类数据之间均有很强的相关性,冗余度很大。通过反复分析比较,较终采用预测编码和HSF统计编码相结合的数据压缩方式,对测量数据实现了高效压缩。通过试验数据分析和现场运行分析,总数据量压缩到了原来的10%以内,使通讯成本大大降低,同样也极大地降低了整机功耗。

3.3系统通信

按照《输电线路状态监测系统通信技术方案》,根据此线路监测系统的要求及特点,通讯方式有两部分组成:光纤通信和无线WiFi。在线监测系统利用线上OPGW光缆配合WiFi无线网桥进行数据传输,在有OPGW光缆接续盒的塔上安装光交换机设备,在没有光缆接续盒的塔上,利用WiFi无线网桥,将数据传送至附近的有光缆接续盒的塔上,再经过OPGW光缆进行数据传输,在非视距的情况下,WiFi无线到光缆接续盒之间需要加装无线中继设备进行接力传送数据。我们也可以采用CDMA 2000 EV-DO Rev.A、WCDMA(HSDPA,HSUPA)、或TD-SCDMA、双频GPRS/EDGE或CDMA 1X网络与OPGW和WiFi无线网桥混合通讯的方式传输。

该项目在线监测装置采用现场光纤和无线WiFi通信。根据OPGW的铺设特点,塔上每隔3公里至4公里会有一个接线盒,对于监控点所在杆塔本身就有OPGW接线盒的情况,在接线盒处进行光传输设备和监控设备的安装,并采用熔纤的方式将传输设备连接在OPGW上。

用于WiFi无线网桥的杆塔需要加装的设备主要包括:太阳能供电系统 1 套(包括太阳能极板、蓄电池、太阳能控制器)、WiFi无线网桥1套(含天线)、以太网交换机1台、机柜1套。

用于无线中继的杆塔需要加装的设备主要包括:太阳能供电系统1套(包括太阳能极板、蓄电池、太阳能控制器)、WiFi无线网桥1~2套(含天线1~2套),以太网交换机1台、机柜1套。

用于WiFi无线网桥+光通信的杆塔需要加装的设备主要包括:太阳能供电系统1套(包括太阳能极板、蓄电池、太阳能控制器)、WiFi无线网桥1套(含天线)、光交换机交换机1台、机柜1套。


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