一种变电站作业安全管控系统的制作方法

本发明涉及变电站管控技术领域，具体涉及一种变电站作业安全管控系统。

背景技术：

变电站的安全稳定运行，是实现无人值班和设备操作的自动化、提高资源使用和生产管理效率、运行更加经济节能和环保的基础。变电站的安全关系到人身安全和设备安全，关系到电力企业的经济效益和企业的生产效益，直接关系到整个电网的安全稳定运行，是智能电网的核心支撑。

然而由于变电站的监控设备和系统存在死角，变电站设备种类繁多、操作频繁，在变电站的安全管理上仍存在漏洞，还有事故隐患。

目前我国大部分变电站已经实现无人值守，变电站内也相应配置了综合自动化系统、五防、视频监控、电子围栏或红外周界、消防、等等，对变电站的监控、保护、控制起到了重要作用。但是，自动化系统的监控保护以电气量为依据进行测控和故障跳闸，五防以机械位置为依据也只能防止一部分误操作，视频系统无法定量、定位自动监控和报警，电子围栏或红外周界监控只能防止外人外物进入，消防系统只监控火灾因素，变电站的监控、监视、管理都存在安全死角。这些系统或设备的共性是，只能等设备已经损坏、事故已经发生、电气量已经发生变化了才能事后跳闸、报警，无法预先发出报警。而对于误入工作区、巡视不到位、监护不到位、擅自变更或扩大工作范围等人为因素，几乎完全无能为力，只能依靠人工管理、监督、监视。

本发明采用前沿的图像处理技术、模式识别技术、视觉定位与追踪技术、视频信号处理技术、数据传输与压缩处理技术、新型算法模型，实现变电站区域范围内的动态目标捕捉以及多源图像与信息合成，能够为变电站的作业安全管控提供高效的技术手段，填补变电站作业安全管控的空白。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种变电站作业安全管控系统，降低成本，提高精度，实现对变电站的实时监控与实时追踪。

本发明提供了如下的技术方案：

一种变电站作业安全管控系统，包括图像识别定位模块与后台主站管理模块，所述图像识别定位模块包括高清摄像机、图像识别处理器、位置引擎服务器以及数字图像存储器，所述图像识别处理器分别与所述高清摄像机以及所述位置引擎服务器连接，所述位置引擎服务器与所述后台主站管理模块连接，所述图像识别处理器采用图像处理和模式识别技术对所述高清摄像机获取的图像信息进行处理，获取图像中的建模目标的位置并将所述位置信息传送至所述位置引擎服务器，所述位置引擎服务器采用视觉定位技术对所述位置信息进行处理，将其转换成实际地理位置信息并将其传送至所述后台主站管理模块；

所述后台主站管理模块包括监控管理工作站、数据服务器与视频服务器，所述后台主站管理模块根据所述实际地理位置为变电站创建电子地图模型并根据作业模式进行数学建模，对进入变电站的人员和车辆的位置信息进行处理，实现计算机自动作业管理。

优选的，还包括无线通信基站，所述位置引擎服务器通过所述无线通信基站将实际地理位置信息传送至所述后台主站管理模块。

优选的，所述建模目标包括人员、车辆和移动施工设备。

优选的，还包括网络交换机，所述网络交换机分别与所述视频服务器、所述图像识别处理器、所述位置引擎服务器、所述数据库服务器以及所述监控管理工作站连接。

优选的，所述高清摄像机与所述数字图像存储器连接。

优选的，所述作业建模包括为变电站建立电子地图数学模型和为变电站的作业以及管理模式建立数学模型。

优选的，所述图像识别处理器采用dsp处理器，所述图像识别处理器与所述高清摄像机一一对应连接。

优选的，所述图像处理和模式识别技术包括图像处理技术与图像模式识别技术，所述图像处理技术包括图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割和图像滤波，所述图像模式识别技术包括几何投影变换、部分特征提取比较、傅里叶变换、小波变换、模糊数学和统计概率分析。

优选的，所述视觉定位技术包括几何匹配视觉定位，灰度匹配视觉定位，ic视觉定位和目标跟踪视觉定位，所述视觉定位技术涉及的算法包括最小二乘法、空间估计法、重投影方法、三角定位法和映射法实现。

本发明的有益效果是：本发明将传统的一般图像监视系统创新为可以定量确定物理位置的高精度低成本视觉定位系统；建设通用的变电站在于安全模式数学模型库，为未来的大规模推广应用提供基础手段；根据最新的变电站管理模式设计开发变电站巡视管控、操作管控、施工管控、参观管控软件模块以及相应的人机交互工具，实现对变电站的实时监控与实时追踪。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本系统构架图。

具体实施方式

如图1所示，一种变电站作业安全管控系统，包括图像识别定位模块与后台主站管理模块，图像识别定位模块包括高清摄像机、图像识别处理器、位置引擎服务器以及数字图像存储器，图像识别处理器分别与高清摄像机以及位置引擎服务器连接，位置引擎服务器与后台主站管理模块连接；

其中，图像识别处理器采用高速dsp处理器，运用图像处理和模式识别技术等人工智能技术，对画面信息进行快速处理，从动态图像中识别出可能的目标位置并将识别出的目标位置传送给位置引擎服务器，因处理信息量巨大，每个定位监视高清摄像机配1套；

位置引擎服务器采用高性能数据服务器，根据图像识别处理器识别传送的人体图像位置信息，采用视觉定位和追踪技术，计算人和车辆在实际场景中的位置、移动速度和方向并将人和车辆的位置信息传送给后台主站管理系统，每个变电站配1套；

高清摄像机与数字图像存储器连接，数字图像存储器用于存储高清摄像机获取的图片与视频；

具体的，图像处理与模式识别技术是直接利用图像，进行图像差分及聚类运算，识别到目标物体在画面中的位置和移动轨迹；

其中，图像处理用到的技术包括：图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割和图像滤波等；

图像模式识别用到的技术包括：几何投影变换、部分特征提取比较、傅里叶变换、小波变换、模糊数学、统计概率分析等，采用人工智能技术，消除可能出现的多种干扰因素，例如部分遮挡、多目标重叠、人影干扰、对焦不清、画面抖动、移动拍摄等；

图像识别系统采用特有的目标外形特征检测方法，被跟踪者无需佩戴任何辅助设备，只要进入监视区域，系统便可对目标进行锁定跟踪，系统支持多种自定义策略，支持多区域拟合拼接模式，适应性强，不受强光、声音、电磁等环境影响；

视觉定位(visionlocation)技术的算法包括几何匹配视觉定位，灰度匹配视觉定位，ic视觉定位和目标跟踪视觉定位等，用到的算法包括最小二乘法、空间估计法、重投影方法、三角定位法和映射法实现等。

如图1所示，一种变电站作业安全管控系统，图像识别处理器采用图像处理和模式识别技术对高清摄像机获取的图像信息进行处理，获取图像中的建模目标(如人员、车辆和移动施工设备等)的位置并将位置信息传送至位置引擎服务器，位置引擎服务器采用视觉定位技术对位置信息进行处理，将其转换成实际地理位置信息并将其传送至后台主站管理模块；

后台主站管理模块包括监控管理工作站、数据服务器与视频服务器，后台主站管理模块根据实际地理位置为变电站创建电子地图模型并根据作业模式进行数学建模，对进入变电站的人员和车辆的位置信息进行处理，实现计算机自动作业管理。

具体的，作业模式的数学建模包括为变电站建立电子地图数学模型和为变电站的作业和管理模式建立数学模型，其中，为变电站建立电子地图数学模型是指为了管理的需要，需要为变电站建立电子地图，并根据可能的作业模式和管理区域对变电站的区域进行分割和功能划分，每个分割的功能分区对应于不同作业模式，变电站的每个区域在不同作业情况下可能对应不同的功能限制；为变电站的作业和管理模式建立数学模型是指针对变电站的各种作业的特点和管理要求，建立作业管理模式数据库，在数据库中预先设立各种标准作业管理模式，为由计算机自动作业管理提供依据；

计算机自动作业管理是指为由计算机根据视觉定位系统获得的作业人员位置数据和作业任务管理模式，自动进行监视和管理，一旦出现安全隐患，通过多种手段及时告警并提醒作业人员，对未按作业流程进行的工作进行提醒并记录。

一种变电站作业安全管控系统，还包括无线通信基站与网络交换机，位置引擎服务器通过无线通信基站将实际地理位置信息传送至后台主站管理模块，网络交换机分别与视频服务器、图像识别处理器、位置引擎服务器、数据库服务器以及监控管理工作站连接，提供连接端口。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。