输电线路防外力破坏智能监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种响应一种指定的意外或异常情况的报警器，具体涉及一种输电线路防外力破坏智能监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的高速发展，城乡建设愈加频繁，其中市区内的违章作业、违法植树建房以及突发性人为破坏等“外破”行为对架空输电线路的安全稳定运行带来了极大的威胁和隐患。同时，由于输电线路纵横延伸几十甚至几百千米，处在不同的环境中，给运行维护人员的日常工作带来了非常的不便。
[0003]近几年来，外力破坏行为呈现增长趋势，无论在事故数量还是在危害程度上都大有提高，已经严重影响到电网的正常安全稳定运行，而且“外破”行为的管理控制、对“外破”行为的处理难度及成本在不断加大。然而，目前在“防外破”工作中，主要依靠运行维护人员的周期性巡视实现对输电线路运行状态的掌控，虽然该途径能够发现设备隐患，但由于本身的局限性，在巡视周期的真空阶段也不能及时掌握线路走廊的外力变化，并且，该方法耗费大量的人力物力，运行成本较高。此外，少数供电局虽安装了 3G/4G视频在线监控系统，但是系统视频流量却难以控制，从而通信费用耗费巨大，超出了局方的接受范围，且需要手动操作，很难大面积铺展开来。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术中的不足，本发明的目的在于:提供一种输电线路防外力破坏智能监控系统，监控结果可靠稳定，提高电网运行安全系数;还提供一种输电线路防外力破坏智能监控方法，降低人工劳动强度和设备成本，实现对输电杆塔及架空线路的实时在线监控。
[0005]为解决其技术问题，本发明所采取的技术方案为:
[0006]所述输电线路防外力破坏智能监控系统，包括告警单元、视频采集单元、数据处理单元、激光探测单元、供电控制单元以及供电单元，供电单元通过供电控制单元为告警单元、视频采集单元、数据处理单元和激光探测单元供电，数据处理单元连接告警单元、视频采集单元和激光探测单元。
[0007]输电线路的智能监控主要包括三部分，一是监控中心，二是传输网络，三是现场设备，本发明属于系统第三部分，即现场设备。监控中心设有数据服务器、前置工作站、浏览客户端、FTP服务器等，主要负责接收各监控点的数据，并实现数据的存储、分析、判断、告警等功能;传输网络通过无线传输模块接入后台电力专网，完成数据的传输，例如3G/4G网络。
[0008]作为优选，所述激光探测单元包括云台以及激光探测器，激光探测器安装于云台之上，激光探测器和云台均连接至数据处理单元;所述视频采集单元采用网络云台摄像机或网络枪机，视频采集单元与激光探测单元对应设置，其视频采集区域与激光探测单元的监控区域匹配，在云台的带动下，激光探测单元发出的激光左右扫描，形成扇形监控区域，网络云台摄像机或网络枪机可通过网线与数据处理单元的视频接收端连接，负责视频信息的采集及监控区域的界定，通过绘制矩形框或梯形框，设定监控区域，云台摄像机可接收来自数据处理单元下达的命令，进行各个角度旋转，使监控区域零死角。
[0009]本发明使用时，激光探测器在云台的带动下以扇形区域进行扫描，当监控区域内有外力入侵，如吊车施工、树木生长、人为破坏等行为时，激光探测器探测到该行为，会产生告警信号，并将该信号发送给数据处理单元，数据处理单元安装在主机箱内，数据处理单元接收到来自激光探测单元的告警信号后，联动供电控制单元，启动视频采集单元，然后，通过数据处理单元对告警区域再次判断是否真正存在外力入侵行为，若该破坏行为确实存在，一方面数据处理单元会联动告警单元，触发告警单元进行现场告警，对现场危险作业人员或破坏行为进行警示；另一方面，数据处理单元将告警信息通过无线传输模块将告警信息传送到监控中心，供用户浏览、查询和分析，同时将报警信息和报警图片发送给相关工作人员，发送方式可以是短信或手机APP方式。
[0010]优选地，所述供电单元包括风力发电机、胶体蓄电池、风光互补控制器以及太阳能电池板，风力发电机与太阳能电池板通过风光互补控制器连接到胶体蓄电池，风光互补控制器的负载输出端与供电控制单元的电源输入端相连，风能与太阳能通过风光互补控制器转化为电能，绿色无污染，充分利用自然资源，大大节省了能源，当风力发电机与太阳能电池板转化的电能多于设备损耗时，可将剩余电能存储在胶体蓄电池中，在风力较弱或阴雨天时可以可靠的为各单元输出电能。
[0011]优选地，所述供电控制单元包括微处理器、串口通信模块以及控制开关，串口通信模块与微处理器的串口接收端相连，同时连接数据处理单元的串口信号输出端，控制开关输入端与微处理器的输出控制引脚相连，控制开关各输出端连接至告警单元、视频采集单元、数据处理单元和激光探测单元的电源输入端，控制开关选用功率继电器，通过数据处理单元向微处理器输出指令，控制控制开关为当前需要电能的单元供电。
[0012]优选地，所述数据处理单元包括主控芯片和无线通信模块，无线通信模块连接主控芯片的信号输入端，主控芯片电源端与供电控制单元连接，主控芯片可选用51系列单片机或PLC，通过无线通信模块实现与监控中心的信息交互。
[0013]优选地，所述告警单元包括声光告警灯以及高音喇叭，高音喇叭和声光告警灯与数据处理单元连接，声光告警灯电源端连接到供电控制单元，当检测到有异物入侵时，声光告警灯启动，发出声光报警信号，工作人员收到告警信息后，可启动远程喊话功能，通过高音喇叭，对现场进行远程喊话，起到威慑作用。
[0014]本发明还提供一种输电线路防外力破坏智能监控方法，包括以下步骤:
[0015]第一步，将输电线路防外力破坏智能监控系统安装于输电线路铁塔上，供电单元通过供电控制单元为告警单元、视频采集单元、数据处理单元和激光探测单元供电，激光探测单元和视频采集单元监控区域为高压线下方3-5米处，激光探测单元发出的激光对监控区域进行扫描；
[0016]第二步，如果激光探测单元检测到异物进入监控区域，发出告警信号，数据处理单元接收到来自激光探测单元的告警信号后，联动电源供电控制单元，启动视频采集单元，采集现场视频信息；
[0017]第三步，数据处理单元对采集到的监控区域内的视频数据进行分析，再次判断是否真正存在外力入侵行为，若该破坏行为确实存在，一方面数据处理单元会联动告警单元，现场对危险作业人员或破坏行为进行警示，并通过视频采集单元进行告警抓图；另一方面，数据处理单元将告警信息及图片通过无线传输模块传输至网络或监控中心，供用户浏览、查询和分析，同时将报警信息和报警图片发送给相关工作人员。
[0018]优选地，所述第一步中，激光探测器安装在云台上，视频采集单元采用网络云台摄像机或网络枪机，在云台的带动下，激光探测单元发出的激光左右扫描，形成扇形监控区域，网络云台摄像机或网络枪机可通过网线与数据处理单元的视频接收端连接，负责视频信息的采集及监控区域的界定，通过绘制矩形框或梯形框，设定监控区域，云台摄像机可接收来自数据处理单元下达的命令，进行各个角度旋转，使监控区域零死角。
[0019]优选地，所述供电控制单元对应供电单元设有电压采集电路，当监测到供电电源电压无法满足视频采集单元的正常工作电压时，供电控制单元会自动断开视频采集单元的电源，避免低电压对视频采集单元内的电子芯片造成损坏。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0021]本发明监控结果可靠稳定，提高电网运行安全系数，输电线路防外力破坏智能监控方法，降低人工劳动强度和设备成本，实现对输电杆塔及架空线路的实时在线监控，集数据处理单元的视频分析与激光探测技术于一体，完美解决仅有视频分析功能而导致的误报警、漏报警现象。安装在云台上的激光探测单元设置于输电线路铁塔上，监控区域为高压线下方3-5米处，在云台的带动下，激光探测单元发出的激光左右扫描，形成扇形防护区域，当有异物进入该监控区域后，会触发告警信号，数据处理单元接收到来自激光探测单元的告警信号后，联动供电控制单元，启动视频采集单元，然后，通过数据处理单元对此前设置的监控区域内视频信息进行分析，再次判断是否真正存在外力入侵行为，若该破坏行为确实存在，一方面数据处理单元会联动告警单元，触发声光告警灯进行现场语音告警，对现场危险作业人员或破坏行为进行警示，并进行告警抓图；另一方面，数据处理单元将告警信息及图片通过无线传输模块传送到监控中心，供用户浏览、查询和分析，同时将报警信息和报警图片发送给相关工作人员；当工作人员收到告警信息后，可启动远程喊话功能，通过高音喇口八，对现场进行远程喊话，起到威慑作用;供电控制单元还具有电压监测作用，当监测到供电电源电压无法满足视频采集单元的正常工作电压时，供电控制单元会自动断开视频采集单元的电源，避免低电压对云台摄像机内的电子芯片造成损坏。
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例1结构框图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明实施例做进一步描述:
[0024]实施例1:
[0025]如图1所示，本发明所述输电线路防外力破坏智能监控系统，包括告警单元、视频采集单元、数据处理单元、激光探测单元、供电控制单元以及供电单元，供电单元通过供电控制单元为告警单元、视频采集单元、数据处理单元和激光探测单元供电，数据处理单元连接告警单元、视频采集单元和激光探测单元。
[0026]其中，激光探测单元包括云台以及激光探测器，激光探测器安装于云台之上，激光探测器和云台均连接至数据处理单元;视频采集单元采用网络云台摄像机或网络枪机，视频采集单元与激