移动终端可视化在电力设备中的应用

移动终端可视化在电力设备中的应用

李永祥王天正杨罡王志鹏吴志远

(国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001)

摘要:本文研究基于移动终端可视化在电力设备中的应用。通过实现对移动终端可视化应用服务技术开发及示范的研究、基于数据处理中心的电网典型设备影像识别系统的研究、基于数据处理中心的电网设备表面光学字符自动识别标注系统的研究、基于数据处理中心的电网设备故障检测及定位系统的研究、基于移动终端的数据分析的研究，将得到的各种数据经过不同的算法和技术处理，从而以直观的图像或者图片展现在移动终端上，从而防范和预防各种电力的故障，保证电力设备的稳步、安全运行。实践证明移动终端可视化在电力设备中的应用，可以帮助工作人员快速获取有用数据和信息，从而提升工作效率，所以移动终端可视化在电力设备实际应用有着重要的研究意义。

1引言

现在的信息化激增和市场的不断发展，目前的系统日趋繁琐，通过移动终端可视化的方式来提高数据的使用率的要求也日益增高。同时随着国家“互联网+”战略的推出，移动互联网也正逐步改造实体经济向更好、更快的方向发展。可视化技术主要体现在对数据的处理方面，而电力设备的数据种类众多，数目巨大，有些是离散的，有些是连续的，有些是随机的，而且数据之间也有可能存在着某种联系，所以针对不同的数据采用不同的算法和技术将其进行呈现，从而使电力设备的工作人员能够更加快速的取得关键的数据信息，帮助提高他们的工作效率。

2理论技术

2.1移动终端可视化应用服务技术开发及示范

考虑到电网设备图像识别分析对于设备计算能力要求很高，电力设备图谱分析的计算过程可以在数据处理中心上借助高性能服务器快速完成，这也符合结果实时展示的思路，便于就地分析。针对这一思路，提出双层规划模型：

第一层规划，研究基于Android的移动终端应用服务平台的搭建。平台的作用就是为各类专用应用程序提供支撑，包括统一、安全、可靠的运行环境；

第二层规划，研究移动端应用业务的设计，为就地检测提供有效工具。

2.2研究基于数据处理中心的电网典型设备影像识别系统

电网典型设备包括变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、GIS、避雷器、母线、电容器和电抗器等等。可以看出，电网设备种类较多，因此对于典型设备影像的检测识别是必要的。对设备的识别，涉及特征提取分析，需要将深度学习和分类方法结合，移动端的计算能力不足以即时的处理图像并获取结果，因此大量消耗时间的算法计算部分将在数据处理中心上实现，通过联系——反馈机制，在移动终端上得到可视化的设备识别结果。

2.3研究基于数据处理中心的电网设备表面光学字符自动识别标注系统

光学字符识别隶属机器视觉领域，通过光学成像系统和数字采集系统转化为离散的数字图像，通过计算机进行模式识别处理。最终以识别“设备表面标注文字和标牌”检验算法的可靠性。模式识别之前需要进行抑噪、校正、定位、分割、归一化等预处理步骤，而这些耗时的计算在数据处理中心上就可以快速、高效的完成。类似电网典型设备识别系统，研究基于数据处理中心的电网设备表面光学字符自动识别标注系统。

2.4研究基于数据处理中心的电网设备故障检测及定位系统

不同的故障类型，需要采取不同的诊断方式。红外图像可以很好的反映设备温度的特点，可见光图像对场景亮度变化敏感且成像清晰度高，X射线透视图像可以对全封闭的GIS、断路器、绝缘子、互感器等电力设备结构性缺陷进行无损检测。因此，结合课题3提出的利用多幅图像在时间或空间上的互补信息图像的融合算法可以很好对疑似故障区域和故障点的自动精确定位。设计基于数据处理中心的电网设备图像疑似故障区域和故障点的自动精确定位系统。

2.5研究基于移动终端的数据分析

采集到的海量电力设备影像数据经深度学习会产生大量的有价值的数据，同时，各类传感器及移动终端会采集到关于设备运行可靠率及分布情况的数据也会收入专家库。这些数据可以用于电力网络的建设中在不同区域选取不同的设备型号，以降低设备故障率，提高经济效益。与数据处理中心上专家库的互联互通可以更好的指导现场作业。提出基于数据处理中心移动终端的电网数据查询指导系统：

（1）在终端上输入电网典型设备的名称关键词，发送请求至数据处理中心相应接口。

（2）数据中心服务器监听到请求后将专家数据库中该设备的不同区域分布情况、不同区域不同厂家设备的故障率等信息反馈至移动终端。

（3）终端将数据解析并处理为报告建议的形式给予可视化呈现。

3具体实施方案

为了解决电力设备多光谱图像无关联、分析难、存储乱的问题，项目首先要建立方便快捷的图像收集方式，并与设备关联起来。然后以设备为中心，对设备图谱进行监督学习实现对设备状态的智能分析，形成设备正常状态和异常状态的时间线查询方式。最后通过设备不同时期的图谱状态数据和其他在线监测数据，利用云客户端实现多位专家对设备进行实时滚动式评价，从而实现对设备状态的科学评价。具体流程如下图所示：

图1实施方案流程图

总结

通过对上述内容的研究，可以看出移动终端可视化技术可以将电力设备的各种属性、运行状态和外围部件等数据通过多种算法和技术处理后，可以直观的以图像或者图形的样子在移动设备上呈现出来，同时也可以将呆板的文字信息以不一样的数据模型展现出来，可以使监测人员或工作人员能够更加直观、系统、便捷的了解到实时运行状态。而且使用存储可以极大的提高存储性能，且具有高可用性、高可靠性和高扩展性等优势。搭建移动端与数据处理中心的互联，可以提供更好的用户体验与便捷的商业服务。同时，针对电网智能化、终端移动化的趋势，将Android系统与手持移动终端结合，将智能移动终端与数据中心技术结合，建立适应电网设备影像数据强关联、非结构特点的移动终端与数据处理中心之间可靠安全的通信机制。从而可以使用更加有效的防范措施，保证电力设备的安全运行。

参考文献:

[1]顾晓辉，冯林桥，周明等，面向对象的可视化电力系统分析软件研究[J].电力自动化设备，2001.

[2]揣媛媛，范继璋.网络地理信息系统（WebGIS）的实现及应用研究[J]长春师范学院学报.2005.

[3]韩祯祥，吕捷，邱家驹.科学计算可视化及其在电力系统中的应用前景[J]，电网技术，1996.

[4]刘娆，李卫东，吕阳.电力系统运行状态可视化技术综述[J].电力系统自动化，2004.

[5]黄宪明，刘就女.WebGIS-网络地理信息系统的应用与实现[J].农机化研究，2004.

[6]张友生.软件体系结构[M].北京：清华大学出版社，2004.