基于图像识别技术的输电线路智能监控技术应用分析

邢震

【摘 要】本文介绍了一种基于图像识别技术的输电线路智能监控技术，该技术利用4G无线通讯将现场实际情况传送到后台服务器进行智能识别，当识别出可能发生对输电线路破坏的情况时，后台服务器自动发出预警信号通知相应的管理人员，并启动现场的报警装置警示，以此来减少停电次数，提升输电线路可靠性。

【关键词】图像识别；智能监控；输电线路

近年来经济发展过程中因越来越多的施工建设、畜牧生产等因素而导致的输电线路事故逐年上升。根据过去5年的数据统计，最主要的破坏源有两种，一种是水泥泵车和吊车，另一种是违章建筑。但当前采用的人工巡检方式对出现在输电线路上的危险很难及时发现，因此需要采用新技术手段来提高对输电线路反外损管理的工作效率[1]。

1 系统组成

该系统主要由三部分组成：现场视频监控设备、4G无线通信装置、以及后台服务器，实现的主要功能如下：

（1）现场视频监控设备：包括有光伏电池板、铅酸蓄电池、光伏充放电管理器、网络摄像机、符合IP65标准的防水防尘装置、就地声光报警装置等；实现的功能有实时视频回传到后台视频服务器、网络摄像机的远程配置与控制、光伏供电、就地的声光报警等功能。

（2）4G无线通信装置：集成于网络摄像机，实现的功能是支持实时视频回传到后台服务器，以及后台服务器的输出信号的接收等。

（3）后台服务器：包括有公网网络、视频服务器、智能识别服务器、数据库服务器、短信猫等装置；实现的功能：公网接收来自4G无线网络的现场实时视频，并经过防火墙后传输给视频服务器，视频服务器对接收的视频数据实时解码并在局域网内转发视频数据到智能识别服务器对视频图像进行智能分析处理，同时根据处理的结果发布预警信息，并通过短信猫发布至相应的管理人员，以及远程启动现场声光报警的等[2]。后台服务器对所有信息和数据进行存储。

2 系统功能设计

现场视频监控装置采集现场实际情况，智能识别服务器识别出发生外力破坏时发出报警控制信号，控制现场声光报警，同时将报警信息通过短信猫将短信或彩信（报警地点现场图像）的方式发送到相应设备主管人员的手机上。为方便主管领导和设备主管人员随时可以查看远程输电线路及铁塔的情况，本技术支持手机通过网页访问的方式实时查看各监控点实时视频信息，实现远程监控。

2.1 实时监控与控制功能

控制功能：通过后台视频服务器可以控制网络摄像机，实现水平转动角度为350°，垂直转动上、下各为75°，能够全面观察监控点的实际情况，包括铁塔的塔基等。

实时监视功能：利用4G无线网络和公网网络，后台中心的视频服务器可实时监视经授权监控点的图像及控制监控点的辅助设备。并可通过手持移动终端，例如手机，PAD等远程实时监控。

2.2 视频数据的管理与存储

视频服务器接收的现场视频数据，通过内部局域網传输到数据库服务器进行存储。该系统支持对多种类型视频数据的存储，且视频数据存储文件的大小支持可配置，存储功能支持自动循环覆盖。

该系统支持视频数据的本地查询、回放功能，即可通过后台视频服务器查询到控制中心所有接入的视频数据清单，并可以回放所有清单中的视频。

2.3 报警和联动机制设计

该系统设计了三级的报警和联动机制，详细设计如下：

（1）现场视频监控装置的声光报警；

（2）后台控制中心的报警联动：智能识别服务器处理到报警信息后，根据设定的报警信息类型不同，对报警信息联动处理。将报警信息通过短信猫将短信或彩信（报警地点现场图像）的方式发送到相应设备主管人员的手机上。该系统同时支持手机或者PAD等客户端通过网页访问的方式实时查看各监控点实时视频信息，实现远程监控和控制等。

（3）客户端联动：接收到报警信息的客户端，可将画面切换到报警设备联动画面，响应报警信息回传到后台服务器，让设备主管领导知晓设备管理人员已接受信息，并进行相应处理。

2.4 数字矩阵功能（电视墙）

控制中心设置了数字矩阵显示平台（电视墙），该平台可以将视频服务器接收的实时视频输出至视频分割器，电视墙上每个显示器对应显示一路视频监控信号。

3 后台服务器平台系统功能

后台服务器是整个远程无线视频监控预警系统的核心难点，利用图像识别技术对视频图像进行分析，自动检测外力破坏因素。

3.1 水泥泵车和吊车入侵检测

网络摄像机实时监控输电线路警戒区，当检测到水泥泵车和吊车行驶入道输电线路的警戒范围内时，智能识别服务器控制网络摄像机对该机械进行跟踪定位。如果水泥泵车和吊车行驶到高压线下方短暂停留并驶离开，则不报警；如果停留超过一定时间，智能识别服务器则发出报警信号给相应管理人员，并且启动现场声光报警，提醒水泥泵车和吊车不能停留在警戒区域内；随着水泥泵车和吊车在输电线路警戒区内停留时间的延长，并逐级提高警报级别，直至送达最高主管领导处[3]。

3.2 违章建筑检测

高压传输线下方一定范围内是禁止搭建房屋等建筑的，会危害到高压传输线的安全，如果触碰到高压线，容易造成跳闸事故。因此，当有违章建筑在高压线下开始搭建，一直到有一定高度，发出预警信号，并逐级提高警报级别，直至送达最高主管领导处[4]。

4 结语

相对于传统的人工巡检作业方式，利用4G无线通讯将现场实际情况传送到后台服务器进行智能识别，当识别出可能发生对输电线路破坏的情况时，发出预警信号通知相应的管理人员，并启动现场的报警装置警示具有非常明显的优势，可大幅减少停电次数，显著提升输电线路可靠性。

【参考文献】

[1]杨振伟，易伟，金玉，刘大勇.输电线路智能巡检系统的实用化研究[J].吉林电力，2015，02：032-034.

[2]王广鑫，褚衍华.基于无线通讯系统的输电线路智能巡检管理系统研发探究[J].中国电力教育，2013，017：0224-0225.

[3]林国安，裴慧坤，周伟才.基于图像识别技术的输电线路智能巡检系统研究与应用智慧水电，2016，12：0262-0263.

[4]孙大陆，何丹东.超/特高压输电线路巡检四旋翼无人机的建模和回馈递推控制[J].工业控制与应用，2016，11：0011-0016.endprint