输电线路防外力破坏智能监控系统的应用

输电线路防外力破坏智能监控系统的应用

王胜利 赵怡豪 马辉 王颖 朱威 郝 培栋

国网河南省电力公司偃师市供电公司 河南偃师 471900

摘要：当前，输电线外力破坏问题日益突出，传统的监控系统存在一定的短板，为保障输电线能够安全稳定运行，我们就要加强利用混合高斯背景建模技术、图像识别技术，并结合微信等平台实现管控的智能推送，以此建立输电线路防外力破坏智能监控预警系统新模式，提高运维人员对输电线路的监管能力，减少并预防外力破坏输电线路事故的发生，为输电线路的可持续运行提供技术保障。

关键词：输电线路；外力破坏；图像识别；监控预警；智能监控

引 言：电力输送对人们生产生活产生深远的影响，由于输电线路所处位置的地理环境复杂，并且其分布具有点多、面广等特点，极易遭受到恶劣天气的影响和外力破坏，导致线路跳闸、被迫停电等事故频发。从我国输电线路防外力破坏的方式来看，主要采用巡防监管的方式，不但耗费了大量人力、物力、财力，而且无法满足现代智能输电线路网络的发展需求。因此，加强输电线路防外力破坏智能监控系统的应用，保障输电线路安全稳定运行具有重要意义。

1. 智能监控系统概述

1.1智能监控系统

智能监控系统是安防进入民用化领域的一套智能系统，集成了手机监控和报警两大系统。智能监控设备要安装在周边有大型机械施工的杆塔上，以便于对整个施工现场进行图像、视频等信息采集、存储和传输。同时，智能监控系统的后台终端要经过一定的算法对智能监控设备所在现场的情况进行监控，并对大型机械进行跟踪和预警^[1]。如果有大型机械进入设定的监控范围内，就会触发预警记录和警报提示功能。另外，智能监控系统可以利用微信平台将图片等信息自动推送给用户，监控人员可以更加方便、快捷地对现场情况进行查看，并对现场可能存在的安全隐患进行判断，从而帮助监控人员掌握监控现场的实时动态。

1.2智能监控系统结构

智能监控系统有两大组成部分（如图1），一部分是能够实现采集、存储监控现场图像、视频等信息的装置，即塔上监控装置；另一部分是能够实现传输图像、视频等信息的远程监控后台终端。下文就对这两大部分进行详细的分析。

图1 智能监控系统结构

1. 塔上监控装置

塔上监控装置由摄像模块、供电模块以及通信模块组成。其中，摄像模块采用了红外滤片式自动切换网络摄像机，球机可以对监控现场实行360°全景查看和摄像；供电模块利用太阳能控制器对供电进行合理的调用，并对电池充电、放电过程进行保护；通信模块是利用4G无线网卡和工业路由器对图像、视频等数据信息进行压缩，并传输给系统的后台终端服务器上。这可以保障数据信息传输的速度、质量，从而提高数据信息传输的时效性。

2. 远程监控后台终端

远程监控后台终端所采用的管理模式是集中管理和分散管理相结合的模式。集中管理模式是将塔上监控装置传输回来的图像、视频、设备状态等信息数据进性处理，并将这些数据信息存储在数据库中，以便于监控人员调取、分析、统计相关信息^[2-3]。而分散管理模式是对采集到的图像等信息进行分析和分类，通过微信平台将不同类别的信息转发给不同层级、不同班组的信息使用人，以便于信息使用人收集到自己管辖范围内的有效信息，提高信息使用的针对性和效率性。

2. 主动预警式防外力破坏监控系统应用分析

防外力破坏智能监控系统能够对威胁到输电线路安全的外力破坏情况进行预警，以防止重大事故的发生。一旦输电线路受到外力破坏，智能监控系统就会启动语音警告，并对现场进行抓拍取证，然后通过微信平台传输给相关运维人员。

2.1入侵预警算法

为使智能监控设备能够发现移动的大型机械，智能监控系统应用了混合高斯背景建模对相应的背景进行精准的目标检测。一旦监控现场发现移动的大型机械，就会利用系统中的像素背景进行匹配，如果匹配通过，就会判定为背景点目标^[4-5]，否则就会视为前背景中的移动物体（如图2）。

图2 大型机械入侵预警流程

通过对输电线路现场的研究，我们发现，对输电线路产生外力破坏的物体大多为吊车吊臂等可移动的宽大物体。而只能监控系统可以很好地排除其他非大型机械的移动干扰，能够良好地满足入侵预警要求。

2.2语音警告单元

语音警告单元具有功率大、功耗低、传输距离远等特点，能够对危险预警信息进行及时的处理，并将相关信息清晰地告知给经过输电线路、施工作业的船只和车辆等。

2.3信息推送单元

智能监控系统采用了微信公众号平台，能够及时将信息推送给用户查看，解决了用户安全、使用人数受限等问题。传统的监控信息传输一般有两种方式，一是将监控设备统一放在列表中，监控人员要自行查找观看，而是在网页中逐一推送。在实际的运维管理中，传统的监控信息传输方式效率较低，并且针对性较差，制约着输电线路运维管理等工作质量的提升。当前，智能监控系统的信息推送将管控信息进行分级处理，可以将不同的数据信息推送到制定的界面上。同时，相关使用人需要在系统中设置查看权限，运维人员智能查看到与自己相对应的信息（传统与智能监控系统对比见表1）。这种数据信息传输、管理方式，极大满足了运维人员的使用需求，并且使数据信息的推送具有较高的准确性和针对性

^[6]，在为运维人员提供便捷的信息数据使用方式的同时有效保障了信息数据的安全。

表1 传统与智能监控系统对比

3. 智能监控系统应用实例分析

以三亚为例，防外力破坏智能监控系统已经对重点区域进行全面覆盖，并达到了后台对监控现场实时监控的效果，系统会每个小时对图像、视频等信息数据进行推送，不仅减少了人力、物力、财力的投入，而且还降低了监控人员、运维人员的劳动时间和劳动强度，有效提升了监控现场的监控、管理能力。同时，该系统抵御了近24次强风入侵，及时发现并预警了80余次外力破坏的事故隐患。因此，输电线路防外力破坏智能监控系统极具现实应用意义。

结 语：输电线路防外力破坏智能监控系统的分析、研究与应用表明，防外力破坏智能监控系统能够有效保障输电线路安全、稳定的运行，并提高运维管理人员能够有效提高供电的安全性和可靠性。因此，我们要大力推进防外力破坏智能监控系统的应用，使其发挥出高效监管的作用，从而推动电力行业快速发展。

参考文献：

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[4]闻林.输电线路多极智能防外力破坏预警集成系统浅析[J].中国安防,2015(14):64-67.

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[6]谢兵,许金彤.基于3G网络的输电线路防外力破坏智能视频监控系统研究[J].华东电力,2010,38(11):1729-1732.