本發(fā)明一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，涉及輸電線路監(jiān)控領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷壯大以及“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”概念的提出，對(duì)輸電線路的安全性和智能化程度寄托了更高的期望，輸電線路視頻監(jiān)控裝置應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)有的輸電線路視頻監(jiān)控裝置雖然實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，但很大程度上都依賴于后臺(tái)監(jiān)控室值守人員24小時(shí)瀏覽監(jiān)控畫面以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)信息，并未真正實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)了異物入侵嚴(yán)重程度的智能識(shí)別，并根據(jù)入侵嚴(yán)重程度智能預(yù)警，能夠協(xié)助后臺(tái)值守人員快速判斷現(xiàn)場(chǎng)緊急程度并做出應(yīng)對(duì)策略。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，包括監(jiān)控一體機(jī)、后臺(tái)監(jiān)視器，監(jiān)控一體機(jī)放置于桿塔上，監(jiān)控一體機(jī)對(duì)輸電線路及其附近區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，若檢測(cè)到入侵輸電線路的異物危險(xiǎn)信息，并通過無線通訊的方式將監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)地傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)視器；后臺(tái)監(jiān)視器的屏幕的顯示畫面包括：輸電線路a相線、輸電線路b相線、輸電線路c相線、入侵異物、黃色預(yù)警區(qū)域、橙色預(yù)警區(qū)域、紅色預(yù)警區(qū)域。

一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，包括以下步驟：

步驟1：后臺(tái)監(jiān)視器的屏幕被模擬成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，并被分為若干個(gè)正方形小塊，每個(gè)小塊都對(duì)應(yīng)有一個(gè)坐標(biāo)(xn,yn)，用于確定輸電線路的平面直角坐標(biāo)方程y＝y(tǒng)(x)，以及入侵異物的坐標(biāo)(x0,y0)；

步驟2：當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有異物入侵時(shí)，首先判斷異物的大小是否超出安全值，當(dāng)大小超出安全值時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的預(yù)警動(dòng)作；否則，無需預(yù)警；

步驟3：當(dāng)異物大小超過安全值時(shí)，進(jìn)一步計(jì)算異物離輸電線路的距離并作出相對(duì)應(yīng)的預(yù)警方式或者不預(yù)警；當(dāng)距離小于3米時(shí)，啟動(dòng)紅色預(yù)警；距離為3-5米時(shí)，啟動(dòng)橙色預(yù)警；距離為5-7米以內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)黃色預(yù)警；距離大于7米時(shí)，無需預(yù)警。

本發(fā)明一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，技術(shù)效果如下：

1：可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控、智能識(shí)別和智能預(yù)警等于一體的功能。

2：可以自動(dòng)識(shí)別入侵異物的大小和異物離輸電線路的距離。

3：實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)信息的智能識(shí)別和過濾，避免了非侵略性異物(如飛鳥、小體積異物等)而引起的預(yù)警誤啟動(dòng)、頻繁啟動(dòng)，減輕了后臺(tái)值守人員的工作量。

4：實(shí)現(xiàn)了異物入侵嚴(yán)重程度的智能識(shí)別，并根據(jù)入侵嚴(yán)重程度智能預(yù)警，能夠協(xié)助后臺(tái)值守人員快速判斷現(xiàn)場(chǎng)緊急程度并做出應(yīng)對(duì)策略。

5：通過設(shè)定異物大小安全值，自動(dòng)屏蔽不必要信息，防止預(yù)警系統(tǒng)的頻繁動(dòng)作和誤動(dòng)作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明輸電線路示意圖。

圖2為本發(fā)明的后臺(tái)監(jiān)視器的畫面模擬圖。

圖3為本發(fā)明的監(jiān)控一體機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明方法流程圖。

具體實(shí)施方式

一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)圖如圖1所示，包括桿塔1、輸電線路2、絕緣子3和監(jiān)控一體機(jī)4。監(jiān)控一體機(jī)4采用的是現(xiàn)有產(chǎn)品，如金三立st-ntms-eicd、鷹視安q2a-cam-4g。基本結(jié)構(gòu)是太陽能電池板和攝像機(jī)裝置的組合。監(jiān)控一體機(jī)4放置于桿塔1上合適位置，通過太陽能電池板發(fā)電并為攝像機(jī)供電，攝像機(jī)對(duì)輸電線路2及其附近區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，能夠檢測(cè)到入侵輸電線路2的異物等危險(xiǎn)信息，并通過無線通訊的方式將監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)地傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)視器。

輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)監(jiān)視器畫面模擬圖如圖2所示，包括后臺(tái)監(jiān)視器的屏幕5、輸電線路a相線6、輸電線路b相線7、輸電線路c相線8、入侵異物9、黃色預(yù)警區(qū)域10、橙色預(yù)警區(qū)域11、紅色預(yù)警區(qū)域12。

后臺(tái)監(jiān)視器的屏幕5被模擬成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，并被分為若干個(gè)正方形小塊，每個(gè)小塊都對(duì)應(yīng)有一個(gè)坐標(biāo)(xn,yn)，用于確定輸電線路的平面直角坐標(biāo)方程y＝y(tǒng)(x)以及入侵異物的坐標(biāo)(x0,y0)。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有異物入侵時(shí)，首先判斷異物的大小是否超出安全值。當(dāng)大小超出安全值時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的預(yù)警動(dòng)作；否則，無需預(yù)警。當(dāng)異物大小超過安全值時(shí)，進(jìn)一步計(jì)算異物離輸電線路2的距離并作出相對(duì)應(yīng)的預(yù)警方式或者不預(yù)警。當(dāng)距離小于3米時(shí)，啟動(dòng)紅色預(yù)警；距離為3-5米時(shí)，啟動(dòng)橙色預(yù)警；距離為5-7米以內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)黃色預(yù)警；距離大于7米時(shí)，無需預(yù)警。根據(jù)《中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電業(yè)安全工作規(guī)程》規(guī)定，各電壓等級(jí)的輸電線路都有各自的安全距離，如220kv輸電線路安全距離為3米，330kv輸電線路安全距離為4米，500kv輸電線路安全距離為5米。當(dāng)然，距離輸電線路距離越近的位置危險(xiǎn)性也就越高。此發(fā)明中設(shè)定3米、5米和7米作為預(yù)警界限只是為了解釋這種預(yù)警方法，在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)輸電線路的電壓等級(jí)以及周邊情況來設(shè)定出符合實(shí)際情況的預(yù)警界限。

本發(fā)明一種輸電線路異物入侵監(jiān)測(cè)智能預(yù)警方法，能夠把輸電線路2和入侵異物9用坐標(biāo)的形式表示，并根據(jù)入侵異物9離輸電線路2的水平距離而做出智能的預(yù)警策略。

本發(fā)明是利用數(shù)學(xué)方程計(jì)算實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中入侵異物的大小及其與輸電線路之間距離的方法。

具體工作原理如下：

(1)、把后臺(tái)監(jiān)視器的屏幕5模擬成帶若干個(gè)網(wǎng)格的平面直角坐標(biāo)系，監(jiān)控畫面中的所有位置都可以用坐標(biāo)方程和點(diǎn)來表示。這樣，輸電線路中心即可以表示為一個(gè)y關(guān)于x的一元二次函數(shù)：y(x)＝ax²+bx+c，入侵異物9可以表示為(x0,y0)。

其中：x表示橫坐標(biāo)，y表示縱坐標(biāo)，a、b、c是系數(shù)。

(2)、當(dāng)檢測(cè)到有異物入侵時(shí)，首先對(duì)異物的大小進(jìn)行識(shí)別，方法如下：

a、確定異物邊界處的各點(diǎn)坐標(biāo)(x1，y1)、(x2，y2)……(x2，yn)。

b、從中篩選出x軸、y軸的最大值、最小值xmax、xmin、ymax和ymin，及其對(duì)應(yīng)的四個(gè)點(diǎn)(xmax，yn1)、(xmin，yn2)、(xn1，ymax)和(xn2，ymin)。

c、分別計(jì)算(xmax，yn1)與(xmin，yn2)兩點(diǎn)之間的距離(xn1，ymax)和(xn2，ymin)兩點(diǎn)之間的距離

d、比較dx和dy兩者的大小，取較大值做為異物最大直徑的近似值。

(3)、判斷異物是否會(huì)對(duì)輸電線路造成危險(xiǎn)。異物對(duì)輸電線路最嚴(yán)重的危害通常是異物跨接導(dǎo)線而造成的短路，根據(jù)輸電線路2兩相的間距，本發(fā)明中設(shè)定為1米，可設(shè)定異物的安全直徑為0.5米。即設(shè)定當(dāng)異物最大直徑小于0.5米時(shí)，不會(huì)對(duì)輸電線路2造成危險(xiǎn)，故無需預(yù)警；反之，應(yīng)進(jìn)一步確定合適的預(yù)警方案。由于異物在空中漂浮過程中狀態(tài)具有不確定性，根據(jù)某一時(shí)刻的狀態(tài)而計(jì)算出來的最大直徑有可能不是異物實(shí)際的最大值，故應(yīng)設(shè)置重復(fù)監(jiān)測(cè)計(jì)算程序：即當(dāng)監(jiān)測(cè)到異物，并且計(jì)算得到某時(shí)刻的最大直徑小于0.5米時(shí)，應(yīng)該延遲0.1秒并繼續(xù)計(jì)算下一時(shí)刻異物的最大直徑；一旦某一時(shí)刻計(jì)算得到的異物最大直徑超過0.5米，就應(yīng)進(jìn)一步確定預(yù)警方案，否則應(yīng)不斷延時(shí)并計(jì)算，直至異物離開監(jiān)控視線范圍。

(4)、當(dāng)計(jì)算得出異物的最大直徑大于0.5米時(shí)，應(yīng)一進(jìn)步計(jì)算異物離輸電線路2的最近距離。根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式可得，異物離輸電線路的距離即點(diǎn)(x0,y0)到直線y(x)＝ax²+bx+c的距離為：

(5)、根據(jù)異物離輸電線路的最短距離，確定恰當(dāng)?shù)念A(yù)警方案或者不預(yù)警。

a、當(dāng)d<3米時(shí)，觸發(fā)紅色預(yù)警；

b、當(dāng)3<d<5米時(shí)，觸發(fā)橙色預(yù)警；

c、當(dāng)5<d<7米時(shí)，觸發(fā)黃色預(yù)警；

d、當(dāng)d>7米時(shí)，無需預(yù)警。

以上所述的預(yù)警策略是與入侵異物對(duì)輸電線路的危害程度相適應(yīng)的，不同的預(yù)警信息可以幫助值守人員做出正確的判斷和應(yīng)對(duì)措施。當(dāng)異物進(jìn)入監(jiān)控畫面但沒有被標(biāo)記時(shí)，值守人員就無需查看該監(jiān)控畫面；當(dāng)異物依次被標(biāo)記為黃色、橙色和紅色時(shí)，值守人員應(yīng)相對(duì)應(yīng)地提高重視程度；另一方面，對(duì)于體積較小而不會(huì)危害輸電線路的異物，系統(tǒng)可以自動(dòng)屏蔽信息，避免頻繁啟動(dòng)預(yù)警或者誤報(bào)。