专利名称：高压架空线路走廊的监控方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及 安全监控设备领域，尤其涉及一种高压架空线路走廊的监控方法及其系统。
背景技术：
高压架空线路是指用绝缘体将高压输电导线固定在直立于地面的杆塔上以实现传输电能的输电线路，杆塔是承载所述高压输电导线的主要支撑结构，多由钢筋混凝土或钢材构成。与地下输电线路相比较，高压架空线路建设成本低、施工周期短且易于检修维护，因此高压架空线路输电是电力工业建设中所采用的主要输电方式。高压架空线路走廊是指在计算导线最大风偏和安全距离情况下，35kV及以上高压架空线路两边导线向外侧延伸一定距离所形成的两条平行线之间的专用通道，为了保证所述高压输电导线传输高压电的安全和稳定，该专用通道必须具有有足够的宽度以及离地净空高度。为了监测异物或人进入高压架空线路走廊而接近/接触高压输电导线引发的事故，例如吊车碰线事故、工程施工碰线事故、高压线盗窃触电等，需要对高压架空线路走廊进行持续的实时监测以避免上述事故和针对上述事故进行及时响应处理，一种现有的方法是使用电子设备对高压架空线路走廊进行图像采集并依赖无线通信手段发送至远端显示设备进行人工监控，其缺陷在于难以实现全天候的自动化值守，并且所述电子设备需要集成稳定性较高的无线通信部件和强力电源，因此生产维护成本较高；另一种现有的方法是使用电子设备对高压架空线路走廊进行图像采集并依赖无线通信手段发送至远端服务器进行，通过分析识别采集到的图像以实现自动化监测，其缺陷一方面是该电子设备需要具有稳定性较高的无线通信部件和强力电源，因此生产维护成本较高，另一方面是所述高压架空线路走廊面临复杂的天气影响因素和事故影响因素，例如火灾、大风、降雪、降雨、大雾、雷暴天气等，上述影响因素的存在造成所述自动分析识别监控具有较大的误报率，因此难以满足高压架空线路走廊的自动化监测精确性要求，该方法的种种局限性使其在实施中难以达到预期的效果。

发明内容
本发明的目的在于提供一种高压架空线路走廊的监控方法及其系统，以解决现有技术中电梯监控设备的缺陷。为了达到上述目的，一方面，本发明提供了一种高压架空线路走廊的监控方法，该方法包括获取高压架空线路走廊的实时图像；获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数；根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。
另一方面，本发明提供了一种高压架空线路走廊监控系统，该系统包括摄像装置，用于获取高压架空线路走廊的实时图像；传感器装置，用于获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数；数据处理装置，用于根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。本发明提供的监控方法和监控系统具有以下优点一方面，所述方法和系统根据反映高压架空线路走廊周围的环境情况的环境参数判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，使所述判断过程与实际环境相联系，可以有效地在恶劣天气环境中实现准确判断，与现有技术相比降低了高压架空线路走廊的自动化监控的故障误报率，并提升了所述自动化监控的精确性；另一方面，所述方法和系统在实施中，在根据所述实时图像判断出所述高压架空线路走廊存在异常情况后才生成报警信号，因此并未将所有所述实时图像发·送至远端服务器进行处理，其所需的通讯成本及其后续维护成本相对现有技术来说大大降低，应用范围增大。


通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显图I是根据本发明的高压架空线路走廊的监控方法的流程图；图2是根据本发明的高压架空线路走廊监控系统的结构示意图；图3是根据本发明的高压架空线路走廊监控系统的一种优选结构示意图；图4是根据本发明的高压架空线路走廊监控系统的一种架设场景示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。首先参考图1，图I是根据本发明的高压架空线路走廊的监控方法的流程图，该方法包括步骤S100，获取高压架空线路走廊的实时图像；步骤S200，获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数；步骤S300，根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则执行步骤S400 ；步骤S400，生成报警信号。具体地，在步骤SlOO中，通常是使用数字摄像机获取所述高压架空线路走廊的实时图像，该实时图像可以是所述数字摄像头定时拍摄所得，也可以是从所述数字摄像头拍摄所述高压架空线路走廊的视频流中分离所得。所述高压架空线路走廊的位置通常架设在暴露的室外环境中，该室外环境具有昼夜光照变化、晴雨雪雾天气变化、季节性光照时间变化等复杂的变化情况。在步骤S200中，通常是通过合适的数字传感器获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数，典型地，所述环境参数由光敏传感器、声敏传感器、温度传感器、烟雾传感器、气压传感器中一种或多种生成，因此所述环境参数可能是根据所述高压架空线路走廊周围环境所获得的气压数值、烟雾强度数值、声音强度数值、光照强度数值、温度数值中的一种或多种。需要说明的是，一些实施例中，可以在预设的时间内串行或并行执行步骤SlOO和步骤S200，只需保证基本同步获取所述实时图像和所述环境参数即可，例如数字摄像头持续拍摄所述实时图像的同时，数字传感器持续地获取所述环境参数；另一些实施例中，步骤SlOO持续执行，步骤S200可以仅在预定的时间点重复执行即可，例如数字摄像头持续拍摄所述实时图像，而数字传感器每隔五分钟获取一次所述环境参数。当然本方法的实施者可以根据实际需求编排步骤SlOO和步骤S200的执行顺序和执行时刻，以满足不同的应用环境。
基于步骤SlOO和步骤S200已执行的前提，在步骤S300中，综合分析所述环境参数和所述实时图像，以判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况。优选地，步骤S300的具体方法是首先根据所述环境参数确定对应的识别模式，然后基于所述识别模式对所述实时图像进行图像识别分析以判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况。所述图像识别分析的原理是通过利用图像识别算法分析所述实时图像以判断是否有外物侵入高压架空线路走廊内，但是单一的图像识别算法难以对可能出现的各种实时图像进行准确分析。由于所述环境参数能反映所述高压架空线路走廊周边的实时环境情况，因此根据该环境参数确定的识别模式与所述实时图像的形成实时匹配，以达到最佳的判断效果。优选地，所述识别模式包括雨中识别模式、雪景识别模式、闪电识别模式、强光识别模式和弱光识别模式等，每一类上述识别模式具有不同的识别算法，不同识别算法可以针对性地对各种不同的实时图像进行优化处理，通过消除所述实时图像中的噪点、调整所述实时图像的亮度、过滤所述实时图像中出现的影响因子等手段提升图像识别的精确性。例如雨中识别模式具有的识别算法可较大程度地滤除雨中拍摄的实时图像中雨滴造成的噪点影响，闪电识别模式具有的识别算法可消除拍雷暴中拍摄的实时图像中瞬间闪电高亮造成的影响等。参考现有的图像识别算法研究，本方法的实施者可以为每一类识别模式设置合适的识别算法，本发明在此不做限定。步骤S300的判断结果为是则执行步骤S400，生成报警信号。为实现针对所述报警信号的及时处理和记录，一方面，在步骤400执行后本方法还包括通过无线网络将所述报警信号和所述实时图像上传至监控平台的步骤，以便于远端的监控平台及时知悉所述报警信号并进行排险处理；另一方面，本方法还包括存储所述报警信号和所述实时图像的步骤，以便于事后分析事故原因、还原事故场景、提供事故证据所用。如图I所示，若步骤S300的判断结果为否，则本方法继步骤S300执行后跳转为循环执行步骤SlOO及步骤S200，以保证本方法所需实现的监控功能持续进行。为了实现自动化监控，本说明书中提及所有本方法的各个步骤均可设置为自动执行，上述步骤可以使用可编程逻辑器件结合来实现，也可以优选地实施为计算机程序软件，例如根据本发明的实施例可以是一种计算机程序产品，运行该程序产品使计算机执行用于所示范的方法。所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该介质上包含计算机程序逻辑或代码部分，用于实现上述步骤。所述计算机可读存储介质可以是被安装在计算机中的内置介质或者可从计算机主体拆卸的可移动介质(例如热拔插技术存储设备)。所述内置介质包括但不限于可重写的非易失性存储器，例如RAM、ROM、快闪存储器和硬盘。所述可移动介质包括但不限于光存储媒体(例如CD-ROM和DVD )、磁光存储媒体(例如MO )、磁存储媒体(例如盒带或移动硬盘)、具有内置的可重写的非易失性存储器的媒体(例如存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如ROM盒)。本领域技术人员应当理解，任何具有适当编程装置的计算机系统都将能够执行包含在程序产品中的本发明的方法的诸步骤。尽管本说明书中描述的多数具体实施方式
都侧重于软件程序，但是作为固件和硬件实现本发明提供的方法的替代实施例同样在本发明要求保护的范围之内。相应地，本发明还提供了一种高压架空线路走廊监控系统，参考图2，图2是根据本发明的高压架空线路走廊监控系统的结构示意图，该系统包括摄像装置210,用于获取闻压架空线路走廊的实时图像； 传感器装置220，用于获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数；数据处理装置230，用于根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。本部分出现的术语和工作原理可以参考说明书中关于本发明提供的监控方法部分的相关描述，如果重复出现则不做特别解释。具体地，摄像装置210是数字彩色摄像机，根据实施需求安装在承载高压输电导线的杆塔上，其安装的位置满足于能清晰地拍摄到该杆塔相关的高压架空线路走廊的实时图像。传感器装置220是包括光敏传感器、声敏传感器、温度传感器、烟雾传感器、气压传感器中一种或多种的设备，传感器装置220可以与摄像装置210或数据处理装置230相集成，也可以实施为独立的设备，其安装在所述杆塔或地面，安装的位置的选择需满足能正常获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数即可。摄像装置210和传感器装置220与数据处理装置230之间实现数据通信，优选地，数据处理装置230实施为封装在防水密封外壳内的嵌入式系统，该嵌入式系统的处理器结合其内置的软/硬件逻辑根据输入至数据处理装置230的所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，其具体方法是所述嵌入式系统的软/硬件逻辑首先根据所述环境参数确定对应的识别模式，再基于所述识别模式对所述实时图像进行图像识别分析以判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况。典型地，所述识别模式包括雨中识别模式、雪景识别模式、闪电识别模式、强光识别模式和弱光识别模式。该软/硬件逻辑具体工作流程和原理可以参考本说明书对于本发明提供的方法的描述中相关部分，在此不再赘述。由于数据处理装置230通常实施为嵌入式系统，考虑到现有的嵌入式系统实施成本及其性能，每一数据处理装置230匹配一个摄像装置210，即每一数据处理装置230只处理来自一个摄像装置210源所生成的实时图像。优选地该数据处理装置230和其匹配的摄像装置210安装在同一杆塔上。优选地，为实现针对所述报警信号的及时处理和记录，该监控系统还包括无线通信装置240，用于将所述报警信号和所述实时图像通过无线网络上传至监控平台；以及存储装置250，用于存储所述报警信号和所述实时图像。无线通信装置240是支持GPRS通信和/或CDMA通信的发射器，用于通过GPRS和/或CDMA等无线网络将所述报警信号和所述实时图像上传至监控平台300，以便于远端的监控平台及时知悉所述报警信号并进行排险处理。存储装置250可以实施为可替换式Flash存储介质，例如SD卡、TF卡等大容量Flash存储介质，数据处理装置230可以直接对该存储装置250存储的数据进行读、写、擦除等操作，以实现存储所述报警信号和所述实时图像的功能，便于事后分析事故原因、还原事故场景、提供事故证据所用。进一步优选地，数据处理装置230可对存储装置250内存储的所述报警信号和所述实时图像进行加密处理，防止未经授权的非法拷贝和复制。考虑到无线通信装置240和存储装置250需要稳定的工作运行环境，可将上述两个装置也封装至数据处理装置230所在的防水密封外壳内，或直接集成在实施为嵌入式系统的数据处理装置230上。可选地，所述监控系统还包括电源260，该电源260用于提供电能满足所述监控系统中各个部分正常工作的需求。考虑到所述监控系统需要低压电源支持以及所述监控系统安装所面临的环境，典型地，该电源260包括太阳能电池板261和蓄电池262，太阳能电池板261用于向蓄电池262进行充电，蓄电池262用于向摄像装置210、传感器装置220和数据处理装置230供电。基于缩减实施成本的考虑，请参考图3，图3是根据本发明的高压架空线路走廊监控系统的一种优选结构示意图，该监控系统中，一个传感器装置220将其获取的所述环境参数传送至预定区域内多个数据处理装置230，即在所述预定区域内多个杆塔上安装的数据处理装置230共享一个传感器装置220提供的所述环境参数数据。上述安排的原理是在有限范围内，传感器装置220获取的气压数值、烟雾强度数值、声音强度数值、光照强度数值、温度数值等参数具有很小的差异，因此一个传感器装置220获取的环境参数能基本反映该传感器装置220周边有限范围内中存在所有高压架空线路走廊的周围环境情况。所述预定区域的大小可以根据杆塔实际所处的地理环境划定。·
为了清晰地说明上述布置方法，请参考图4，图4是根据本发明的高压架空线路走廊监控系统的一种架设场景示意图，数据处理装置230和其匹配的摄像装置210安装在形成高压架空线路走廊的杆塔上，用于监视所述高压架空线路走廊的安全运行。输入至预定范围内的多个杆塔上安装的数据处理装置230的所述环境参数均由同一传感器装置220生成。本发明提供的监控方法和监控系统具有以下优点一方面，所述方法和系统根据反映高压架空线路走廊周围的环境情况的环境参数判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，使所述判断过程与实际环境相联系，可以有效地在恶劣天气环境中实现准确判断，与现有技术相比降低了高压架空线路走廊的自动化监控的故障误报率，并提升了所述自动化监控的精确性；另一方面，所述方法和系统在实施中，在根据所述实时图像判断出所述高压架空线路走廊存在异常情况后才生成报警信号，因此并未将所有所述实时图像发送至远端服务器进行处理，其所需的通讯成本及其后续维护成本相对现有技术来说大大降低，应用范围增大。以上所揭露的仅为本发明的几种较佳的实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种高压架空线路走廊的监控方法，该方法包括 获取高压架空线路走廊的实时图像； 获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数； 根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况包括 根据所述环境参数确定对应的识别模式； 基于所述识别模式对所述实时图像进行图像识别分析以判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述识别模式包括 雨中识别模式、雪景识别模式、闪电识别模式、强光识别模式和弱光识别模式。
4.根据权利要求I所述的方法，生成所述报警信号后，该方法还包括 通过无线网络将所述报警信号和所述实时图像上传至监控平台；和 存储所述报警信号和所述实时图像。
5.根据权利要求I或2所述的方法，其中 所述环境参数由光敏传感器、声敏传感器、温度传感器、烟雾传感器、气压传感器中一种或多种生成。
6.一种高压架空线路走廊监控系统，该系统包括 摄像装置，用于获取高压架空线路走廊的实时图像； 传感器装置，用于获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数； 数据处理装置，用于根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述数据处理装置根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况包括 所述数据处理装置根据所述环境参数确定对应的识别模式； 基于所述识别模式对所述实时图像进行图像识别分析以判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述识别模式包括 雨中识别模式、雪景识别模式、闪电识别模式、强光识别模式和弱光识别模式。
9.根据权利要求6所述的系统，该系统还包括 无线通信装置，用于将所述报警信号和所述实时图像通过无线网络上传至监控平台； 存储装置，用于存储所述报警信号和所述实时图像。
10.根据权利要求9所述的系统，其中 所述无线通信装置是支持GPRS通信和/或CDMA通信的发射器。
11.根据权利要求6所述的系统，其中 所述系统中，一个所述传感器装置将其获取的所述环境参数传送至预定区域内多个所述数据处理装置。
12.根据权利要求6或11所述的系统，其中，所述传感器装置包括光敏传感器、声敏传感器、温度传感器、烟雾传感器、气压传感器中一种或多种。
13.根据权利要求6或11所述的系统，其中 所述数据处理装置是封装在防水密封外壳内的嵌入式系统。
14.根据权利要求6至11任一项所述的系统，该系统还包括 电源，该电源包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板用于向所述蓄电池进行充电，所述蓄电池用于向所述摄像装置、所述传感器装置和所述数据处理装置供电。
全文摘要
本发明提供了一种高压架空线路走廊的监控方法，该方法包括获取高压架空线路走廊的实时图像；获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数；根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。本发明还提供了一种高压架空线路走廊监控系统，该系统包括摄像装置，用于获取高压架空线路走廊的实时图像；传感器装置，用于获取反映所述高压架空线路走廊周围环境情况的环境参数；数据处理装置，用于根据所述环境参数和所述实时图像判断所述高压架空线路走廊是否存在异常情况，若是则生成报警信号。本发明提供的监控方法和监控系统能提升高压架空线路走廊的自动化监控准确率。
文档编号G01C11/00GK102901910SQ201210434430
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者萧红明, 甘庆 申请人:智眼天下通(北京)科技发展有限公司