基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置及其在輸電線(xiàn)路防外力破壞中的應(yīng)用

季洪獻(xiàn)+方文瑾

摘要：基于智能行為分析技術(shù)的視頻圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線(xiàn)路防外力破壞中的成功應(yīng)用是輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的突破。文章介紹了基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置的研制和應(yīng)用情況，包括裝置的主要原理、系統(tǒng)組成、實(shí)施要點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能行為分析技術(shù)；監(jiān)測(cè)裝置；輸電線(xiàn)路；防外力破壞

中圖分類(lèi)號(hào)：U463?；?；?；?；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?；?；?；?；文章編號(hào)：1009-2374（2014）18-0049-02

1智能行為分析技術(shù)簡(jiǎn)介

智能行為分析技術(shù)是對(duì)采集到的視頻上的行動(dòng)物體進(jìn)行分析，判斷出物體的行為軌跡、目標(biāo)形態(tài)變化，并通過(guò)設(shè)置一定的條件和規(guī)則，判定異常行為，它糅合了圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、圖像分析等多項(xiàng)技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)流行的智能行為分析系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)幾種入侵探測(cè)功能：穿越警戒面、區(qū)域入侵、進(jìn)入?yún)^(qū)域、離開(kāi)區(qū)域等。

2施工機(jī)械對(duì)電力線(xiàn)路破壞的現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析

輸電線(xiàn)路外力破壞可分為三大類(lèi)，一是對(duì)電力設(shè)施的破壞和盜竊，二是在線(xiàn)路通道保護(hù)區(qū)內(nèi)種樹(shù)，使用大型施工機(jī)械作業(yè)，施工在桿塔周邊挖沙取土等，三是為小概率外力破壞，如交叉跨越、放風(fēng)箏、重型車(chē)輛將砼桿撞斷或拉線(xiàn)撞斷等。下面主要對(duì)涉及施工機(jī)械及建筑施工類(lèi)的外力破壞事件進(jìn)行羅列：（1）吊車(chē)、挖土機(jī)、挖泥船碰線(xiàn)事故；（2）汽車(chē)撞桿事故；（3）建筑施工、拋物引發(fā)的事故；（4）車(chē)輛碰撞桿上通信線(xiàn)造成事故。

3基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置

根據(jù)前述的輸電線(xiàn)路施工機(jī)械外力破壞的類(lèi)型和特點(diǎn)，結(jié)合智能行為分析技術(shù)的功能特性，施工機(jī)械對(duì)輸電線(xiàn)路的外力破壞行為形成過(guò)程中可分為三個(gè)區(qū)域，安全區(qū)、緩沖區(qū)和事故區(qū)。安全區(qū)指施工機(jī)械在輸電線(xiàn)路安全區(qū)外進(jìn)行作業(yè)，其行為不會(huì)對(duì)正常運(yùn)行造成影響；緩沖區(qū)指施工機(jī)械已進(jìn)入輸電線(xiàn)路的保護(hù)區(qū)域，但未造成事故；事故區(qū)指施工機(jī)械已進(jìn)入輸電線(xiàn)路的事故區(qū)域，隨時(shí)可能發(fā)生線(xiàn)路對(duì)施工機(jī)械的放電、施工機(jī)械觸碰導(dǎo)線(xiàn)形成電力跳閘事故。

在此，我們把安全區(qū)和緩沖區(qū)的交界面稱(chēng)為警戒面，并把該面作為入侵探測(cè)的布防面。一旦有施工機(jī)械從安全區(qū)穿越警戒面進(jìn)入緩沖區(qū)，系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出入侵告警信號(hào)，并隨后執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)聲光告警、啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照、將現(xiàn)場(chǎng)圖像信息及告警信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至輸電線(xiàn)路管理人員等一系列動(dòng)作。由于緩沖區(qū)的存在，現(xiàn)場(chǎng)聲光告警信號(hào)可以及時(shí)阻止那些由于無(wú)意的但又有可能對(duì)輸電線(xiàn)路造成破壞的施工機(jī)械的動(dòng)作，從而起到預(yù)防電力外破事故發(fā)生的作用；而現(xiàn)場(chǎng)圖像信息的取得和告警信息的及時(shí)發(fā)送，一方面可以使得電力運(yùn)維人員可以在第一時(shí)間掌握現(xiàn)場(chǎng)外破信息，為事故的及時(shí)處理打下基礎(chǔ)；另一方面也可以為后續(xù)的事故處理提供圖像類(lèi)的信息證據(jù)。

依據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，整套裝置由入侵偵測(cè)系統(tǒng)和主控系統(tǒng)兩大部分組成。入侵偵測(cè)系統(tǒng)包括攝像機(jī)、補(bǔ)光燈、聲光報(bào)警器、光控開(kāi)關(guān)，主要負(fù)責(zé)完成異物闖入或偷盜行為的偵測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)情況拍照記錄，聲光提醒警示；主控系統(tǒng)由控制模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊等組成，主要功能包括前端傳感器的控制、現(xiàn)場(chǎng)取證圖片的本地存儲(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)圖片信息以及告警信息的上送（包括將現(xiàn)場(chǎng)的取證圖片發(fā)送到后方的監(jiān)控平臺(tái)，并發(fā)送一條文字短消息到安全運(yùn)行人員的手機(jī)）。

4系統(tǒng)的實(shí)施要點(diǎn)

裝置在實(shí)際的安裝調(diào)試過(guò)程中需要特別注意以下兩點(diǎn)，如圖1所示（以110kV為例）：

（1）首先確定合理的攝像機(jī)安裝位置：警戒面設(shè)置在距離導(dǎo)線(xiàn)邊距10米、距離導(dǎo)線(xiàn)弧垂最低點(diǎn)8米的位置，那么攝像機(jī)的安裝位置也要一致，即要與警戒面和導(dǎo)線(xiàn)邊相、導(dǎo)線(xiàn)弧垂最低點(diǎn)的距離相等；攝像機(jī)沿輸電線(xiàn)路走廊縱向地安裝，位置要保證在其可調(diào)焦距范圍內(nèi)，拍攝場(chǎng)景能覆蓋到整個(gè)施工場(chǎng)地，場(chǎng)地內(nèi)遠(yuǎn)近不同的施工機(jī)械都要盡可能的清晰可見(jiàn)、在畫(huà)面中大小比例適當(dāng)，可預(yù)先根據(jù)攝像機(jī)的焦距、視場(chǎng)角，通過(guò)理論推算得出攝像機(jī)需要的拍攝距離，進(jìn)而確定縱向安裝位置。

圖1裝置安裝調(diào)試示意圖

（2）調(diào)試的方式與方法：通過(guò)調(diào)節(jié)云臺(tái)，使得場(chǎng)景中地平線(xiàn)與場(chǎng)景底邊平行、場(chǎng)景中的垂直物與場(chǎng)景的側(cè)邊平行；調(diào)節(jié)焦距，使場(chǎng)景能基本適合于整個(gè)工地施工機(jī)械的監(jiān)控；在場(chǎng)景中前方，距離導(dǎo)線(xiàn)邊相距離10米處，設(shè)立一個(gè)與攝像機(jī)安裝高度等高的標(biāo)記桿，調(diào)節(jié)攝像機(jī)的場(chǎng)景，使標(biāo)記桿的頂端位于畫(huà)面中心點(diǎn)；確認(rèn)畫(huà)面中警戒區(qū)附近無(wú)樹(shù)葉類(lèi)目標(biāo)和明顯的不規(guī)則光線(xiàn)存在（如有，則需采取措施規(guī)避）；微調(diào)后在畫(huà)面中畫(huà)出警戒區(qū)。

5本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的比較

5.1對(duì)比“人工巡檢”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）大量節(jié)省了人力、時(shí)間成本；（2）提高了對(duì)線(xiàn)路危險(xiǎn)點(diǎn)的主動(dòng)控制能力；（3）提高了事件發(fā)生響應(yīng)速度和事故處理的效率。

5.2對(duì)比“視頻監(jiān)控”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）將操作人員“盯屏幕”任務(wù)解脫出來(lái)，由機(jī)器來(lái)完成這部分工作；（2）直接提取出了事故發(fā)生時(shí)的圖片信息，可以在海量的視頻數(shù)據(jù)中快速定位；（3）智能行為分析功能在前端完成，只將事故發(fā)生瞬間的現(xiàn)場(chǎng)圖片傳輸?shù)胶笈_(tái)，視頻資料以循環(huán)存儲(chǔ)在SD卡，無(wú)需傳送到后臺(tái)，減少了視頻傳輸數(shù)據(jù)量，在網(wǎng)絡(luò)通信方面大大緩解了帶寬壓力；（4）不同于“視頻監(jiān)控”在異常情況甚至于突發(fā)事故已經(jīng)發(fā)生之再進(jìn)行事后的查驗(yàn)，此時(shí)損失和影響已經(jīng)造成無(wú)法挽回，本裝置更側(cè)重于將外力破壞事故的提前預(yù)防。

5.3對(duì)比“紅外探測(cè)”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）減少了需要單獨(dú)架設(shè)水泥立桿的數(shù)目，降低了施工成本；（2）設(shè)備之間的接線(xiàn)大大簡(jiǎn)化，安裝、維護(hù)更加簡(jiǎn)便和易于操作；（3）對(duì)實(shí)施場(chǎng)地的適應(yīng)性更廣，布防范圍更加自由靈活，在調(diào)試時(shí)可以根據(jù)實(shí)際工況隨時(shí)調(diào)整。

6結(jié)語(yǔ)

該裝置在電力防外破中的成功應(yīng)用是輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的突破。相較該領(lǐng)域其他的技術(shù)，不僅節(jié)省了成本，提高了效率，也從根本上保證了防外力破壞工作的有效性，更加符合今后電力行業(yè)智能化管理的發(fā)展趨勢(shì)。另外，裝置能夠適應(yīng)不同的工況環(huán)境，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠不需要后期投入太多的精力來(lái)維護(hù)，本身具有很好的可復(fù)制性，非常便于進(jìn)行批量化的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]?；陳偉.輸電線(xiàn)路外力破壞與防范治理[J].科技傳?；播，2011，（12）：158.

[2]?；夏湛然.輸電線(xiàn)路防外破工作的思路與對(duì)策[J].?；廣東科技，2011，（24）：144-146.

作者簡(jiǎn)介：季洪獻(xiàn)（1978—），男，浙江金華人，浙江雷鳥(niǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司工程師，研究方向：智能電網(wǎng)輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)理論與技術(shù)；方文瑾（1984—），女，甘肅蘭州人，浙江雷鳥(niǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司工程師，研究方向：輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。endprint

摘要：基于智能行為分析技術(shù)的視頻圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線(xiàn)路防外力破壞中的成功應(yīng)用是輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的突破。文章介紹了基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置的研制和應(yīng)用情況，包括裝置的主要原理、系統(tǒng)組成、實(shí)施要點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能行為分析技術(shù)；監(jiān)測(cè)裝置；輸電線(xiàn)路；防外力破壞

中圖分類(lèi)號(hào)：U463?；?；?；?；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?；?；?；?；文章編號(hào)：1009-2374（2014）18-0049-02

1智能行為分析技術(shù)簡(jiǎn)介

智能行為分析技術(shù)是對(duì)采集到的視頻上的行動(dòng)物體進(jìn)行分析，判斷出物體的行為軌跡、目標(biāo)形態(tài)變化，并通過(guò)設(shè)置一定的條件和規(guī)則，判定異常行為，它糅合了圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、圖像分析等多項(xiàng)技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)流行的智能行為分析系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)幾種入侵探測(cè)功能：穿越警戒面、區(qū)域入侵、進(jìn)入?yún)^(qū)域、離開(kāi)區(qū)域等。

2施工機(jī)械對(duì)電力線(xiàn)路破壞的現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析

輸電線(xiàn)路外力破壞可分為三大類(lèi)，一是對(duì)電力設(shè)施的破壞和盜竊，二是在線(xiàn)路通道保護(hù)區(qū)內(nèi)種樹(shù)，使用大型施工機(jī)械作業(yè)，施工在桿塔周邊挖沙取土等，三是為小概率外力破壞，如交叉跨越、放風(fēng)箏、重型車(chē)輛將砼桿撞斷或拉線(xiàn)撞斷等。下面主要對(duì)涉及施工機(jī)械及建筑施工類(lèi)的外力破壞事件進(jìn)行羅列：（1）吊車(chē)、挖土機(jī)、挖泥船碰線(xiàn)事故；（2）汽車(chē)撞桿事故；（3）建筑施工、拋物引發(fā)的事故；（4）車(chē)輛碰撞桿上通信線(xiàn)造成事故。

3基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置

根據(jù)前述的輸電線(xiàn)路施工機(jī)械外力破壞的類(lèi)型和特點(diǎn)，結(jié)合智能行為分析技術(shù)的功能特性，施工機(jī)械對(duì)輸電線(xiàn)路的外力破壞行為形成過(guò)程中可分為三個(gè)區(qū)域，安全區(qū)、緩沖區(qū)和事故區(qū)。安全區(qū)指施工機(jī)械在輸電線(xiàn)路安全區(qū)外進(jìn)行作業(yè)，其行為不會(huì)對(duì)正常運(yùn)行造成影響；緩沖區(qū)指施工機(jī)械已進(jìn)入輸電線(xiàn)路的保護(hù)區(qū)域，但未造成事故；事故區(qū)指施工機(jī)械已進(jìn)入輸電線(xiàn)路的事故區(qū)域，隨時(shí)可能發(fā)生線(xiàn)路對(duì)施工機(jī)械的放電、施工機(jī)械觸碰導(dǎo)線(xiàn)形成電力跳閘事故。

在此，我們把安全區(qū)和緩沖區(qū)的交界面稱(chēng)為警戒面，并把該面作為入侵探測(cè)的布防面。一旦有施工機(jī)械從安全區(qū)穿越警戒面進(jìn)入緩沖區(qū)，系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出入侵告警信號(hào)，并隨后執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)聲光告警、啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照、將現(xiàn)場(chǎng)圖像信息及告警信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至輸電線(xiàn)路管理人員等一系列動(dòng)作。由于緩沖區(qū)的存在，現(xiàn)場(chǎng)聲光告警信號(hào)可以及時(shí)阻止那些由于無(wú)意的但又有可能對(duì)輸電線(xiàn)路造成破壞的施工機(jī)械的動(dòng)作，從而起到預(yù)防電力外破事故發(fā)生的作用；而現(xiàn)場(chǎng)圖像信息的取得和告警信息的及時(shí)發(fā)送，一方面可以使得電力運(yùn)維人員可以在第一時(shí)間掌握現(xiàn)場(chǎng)外破信息，為事故的及時(shí)處理打下基礎(chǔ)；另一方面也可以為后續(xù)的事故處理提供圖像類(lèi)的信息證據(jù)。

依據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，整套裝置由入侵偵測(cè)系統(tǒng)和主控系統(tǒng)兩大部分組成。入侵偵測(cè)系統(tǒng)包括攝像機(jī)、補(bǔ)光燈、聲光報(bào)警器、光控開(kāi)關(guān)，主要負(fù)責(zé)完成異物闖入或偷盜行為的偵測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)情況拍照記錄，聲光提醒警示；主控系統(tǒng)由控制模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊等組成，主要功能包括前端傳感器的控制、現(xiàn)場(chǎng)取證圖片的本地存儲(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)圖片信息以及告警信息的上送（包括將現(xiàn)場(chǎng)的取證圖片發(fā)送到后方的監(jiān)控平臺(tái)，并發(fā)送一條文字短消息到安全運(yùn)行人員的手機(jī)）。

4系統(tǒng)的實(shí)施要點(diǎn)

裝置在實(shí)際的安裝調(diào)試過(guò)程中需要特別注意以下兩點(diǎn)，如圖1所示（以110kV為例）：

（1）首先確定合理的攝像機(jī)安裝位置：警戒面設(shè)置在距離導(dǎo)線(xiàn)邊距10米、距離導(dǎo)線(xiàn)弧垂最低點(diǎn)8米的位置，那么攝像機(jī)的安裝位置也要一致，即要與警戒面和導(dǎo)線(xiàn)邊相、導(dǎo)線(xiàn)弧垂最低點(diǎn)的距離相等；攝像機(jī)沿輸電線(xiàn)路走廊縱向地安裝，位置要保證在其可調(diào)焦距范圍內(nèi)，拍攝場(chǎng)景能覆蓋到整個(gè)施工場(chǎng)地，場(chǎng)地內(nèi)遠(yuǎn)近不同的施工機(jī)械都要盡可能的清晰可見(jiàn)、在畫(huà)面中大小比例適當(dāng)，可預(yù)先根據(jù)攝像機(jī)的焦距、視場(chǎng)角，通過(guò)理論推算得出攝像機(jī)需要的拍攝距離，進(jìn)而確定縱向安裝位置。

圖1裝置安裝調(diào)試示意圖

（2）調(diào)試的方式與方法：通過(guò)調(diào)節(jié)云臺(tái)，使得場(chǎng)景中地平線(xiàn)與場(chǎng)景底邊平行、場(chǎng)景中的垂直物與場(chǎng)景的側(cè)邊平行；調(diào)節(jié)焦距，使場(chǎng)景能基本適合于整個(gè)工地施工機(jī)械的監(jiān)控；在場(chǎng)景中前方，距離導(dǎo)線(xiàn)邊相距離10米處，設(shè)立一個(gè)與攝像機(jī)安裝高度等高的標(biāo)記桿，調(diào)節(jié)攝像機(jī)的場(chǎng)景，使標(biāo)記桿的頂端位于畫(huà)面中心點(diǎn)；確認(rèn)畫(huà)面中警戒區(qū)附近無(wú)樹(shù)葉類(lèi)目標(biāo)和明顯的不規(guī)則光線(xiàn)存在（如有，則需采取措施規(guī)避）；微調(diào)后在畫(huà)面中畫(huà)出警戒區(qū)。

5本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的比較

5.1對(duì)比“人工巡檢”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）大量節(jié)省了人力、時(shí)間成本；（2）提高了對(duì)線(xiàn)路危險(xiǎn)點(diǎn)的主動(dòng)控制能力；（3）提高了事件發(fā)生響應(yīng)速度和事故處理的效率。

5.2對(duì)比“視頻監(jiān)控”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）將操作人員“盯屏幕”任務(wù)解脫出來(lái)，由機(jī)器來(lái)完成這部分工作；（2）直接提取出了事故發(fā)生時(shí)的圖片信息，可以在海量的視頻數(shù)據(jù)中快速定位；（3）智能行為分析功能在前端完成，只將事故發(fā)生瞬間的現(xiàn)場(chǎng)圖片傳輸?shù)胶笈_(tái)，視頻資料以循環(huán)存儲(chǔ)在SD卡，無(wú)需傳送到后臺(tái)，減少了視頻傳輸數(shù)據(jù)量，在網(wǎng)絡(luò)通信方面大大緩解了帶寬壓力；（4）不同于“視頻監(jiān)控”在異常情況甚至于突發(fā)事故已經(jīng)發(fā)生之再進(jìn)行事后的查驗(yàn)，此時(shí)損失和影響已經(jīng)造成無(wú)法挽回，本裝置更側(cè)重于將外力破壞事故的提前預(yù)防。

5.3對(duì)比“紅外探測(cè)”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）減少了需要單獨(dú)架設(shè)水泥立桿的數(shù)目，降低了施工成本；（2）設(shè)備之間的接線(xiàn)大大簡(jiǎn)化，安裝、維護(hù)更加簡(jiǎn)便和易于操作；（3）對(duì)實(shí)施場(chǎng)地的適應(yīng)性更廣，布防范圍更加自由靈活，在調(diào)試時(shí)可以根據(jù)實(shí)際工況隨時(shí)調(diào)整。

6結(jié)語(yǔ)

該裝置在電力防外破中的成功應(yīng)用是輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的突破。相較該領(lǐng)域其他的技術(shù)，不僅節(jié)省了成本，提高了效率，也從根本上保證了防外力破壞工作的有效性，更加符合今后電力行業(yè)智能化管理的發(fā)展趨勢(shì)。另外，裝置能夠適應(yīng)不同的工況環(huán)境，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠不需要后期投入太多的精力來(lái)維護(hù)，本身具有很好的可復(fù)制性，非常便于進(jìn)行批量化的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]?；陳偉.輸電線(xiàn)路外力破壞與防范治理[J].科技傳?；播，2011，（12）：158.

[2]?；夏湛然.輸電線(xiàn)路防外破工作的思路與對(duì)策[J].?；廣東科技，2011，（24）：144-146.

作者簡(jiǎn)介：季洪獻(xiàn)（1978—），男，浙江金華人，浙江雷鳥(niǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司工程師，研究方向：智能電網(wǎng)輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)理論與技術(shù)；方文瑾（1984—），女，甘肅蘭州人，浙江雷鳥(niǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司工程師，研究方向：輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。endprint

摘要：基于智能行為分析技術(shù)的視頻圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在輸電線(xiàn)路防外力破壞中的成功應(yīng)用是輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的突破。文章介紹了基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置的研制和應(yīng)用情況，包括裝置的主要原理、系統(tǒng)組成、實(shí)施要點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能行為分析技術(shù)；監(jiān)測(cè)裝置；輸電線(xiàn)路；防外力破壞

中圖分類(lèi)號(hào)：U463?；?；?；?；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?；?；?；?；文章編號(hào)：1009-2374（2014）18-0049-02

1智能行為分析技術(shù)簡(jiǎn)介

智能行為分析技術(shù)是對(duì)采集到的視頻上的行動(dòng)物體進(jìn)行分析，判斷出物體的行為軌跡、目標(biāo)形態(tài)變化，并通過(guò)設(shè)置一定的條件和規(guī)則，判定異常行為，它糅合了圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、圖像分析等多項(xiàng)技術(shù)。

目前國(guó)內(nèi)流行的智能行為分析系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)幾種入侵探測(cè)功能：穿越警戒面、區(qū)域入侵、進(jìn)入?yún)^(qū)域、離開(kāi)區(qū)域等。

2施工機(jī)械對(duì)電力線(xiàn)路破壞的現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析

輸電線(xiàn)路外力破壞可分為三大類(lèi)，一是對(duì)電力設(shè)施的破壞和盜竊，二是在線(xiàn)路通道保護(hù)區(qū)內(nèi)種樹(shù)，使用大型施工機(jī)械作業(yè)，施工在桿塔周邊挖沙取土等，三是為小概率外力破壞，如交叉跨越、放風(fēng)箏、重型車(chē)輛將砼桿撞斷或拉線(xiàn)撞斷等。下面主要對(duì)涉及施工機(jī)械及建筑施工類(lèi)的外力破壞事件進(jìn)行羅列：（1）吊車(chē)、挖土機(jī)、挖泥船碰線(xiàn)事故；（2）汽車(chē)撞桿事故；（3）建筑施工、拋物引發(fā)的事故；（4）車(chē)輛碰撞桿上通信線(xiàn)造成事故。

3基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置

根據(jù)前述的輸電線(xiàn)路施工機(jī)械外力破壞的類(lèi)型和特點(diǎn)，結(jié)合智能行為分析技術(shù)的功能特性，施工機(jī)械對(duì)輸電線(xiàn)路的外力破壞行為形成過(guò)程中可分為三個(gè)區(qū)域，安全區(qū)、緩沖區(qū)和事故區(qū)。安全區(qū)指施工機(jī)械在輸電線(xiàn)路安全區(qū)外進(jìn)行作業(yè)，其行為不會(huì)對(duì)正常運(yùn)行造成影響；緩沖區(qū)指施工機(jī)械已進(jìn)入輸電線(xiàn)路的保護(hù)區(qū)域，但未造成事故；事故區(qū)指施工機(jī)械已進(jìn)入輸電線(xiàn)路的事故區(qū)域，隨時(shí)可能發(fā)生線(xiàn)路對(duì)施工機(jī)械的放電、施工機(jī)械觸碰導(dǎo)線(xiàn)形成電力跳閘事故。

在此，我們把安全區(qū)和緩沖區(qū)的交界面稱(chēng)為警戒面，并把該面作為入侵探測(cè)的布防面。一旦有施工機(jī)械從安全區(qū)穿越警戒面進(jìn)入緩沖區(qū)，系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出入侵告警信號(hào)，并隨后執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)聲光告警、啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照、將現(xiàn)場(chǎng)圖像信息及告警信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至輸電線(xiàn)路管理人員等一系列動(dòng)作。由于緩沖區(qū)的存在，現(xiàn)場(chǎng)聲光告警信號(hào)可以及時(shí)阻止那些由于無(wú)意的但又有可能對(duì)輸電線(xiàn)路造成破壞的施工機(jī)械的動(dòng)作，從而起到預(yù)防電力外破事故發(fā)生的作用；而現(xiàn)場(chǎng)圖像信息的取得和告警信息的及時(shí)發(fā)送，一方面可以使得電力運(yùn)維人員可以在第一時(shí)間掌握現(xiàn)場(chǎng)外破信息，為事故的及時(shí)處理打下基礎(chǔ)；另一方面也可以為后續(xù)的事故處理提供圖像類(lèi)的信息證據(jù)。

依據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，整套裝置由入侵偵測(cè)系統(tǒng)和主控系統(tǒng)兩大部分組成。入侵偵測(cè)系統(tǒng)包括攝像機(jī)、補(bǔ)光燈、聲光報(bào)警器、光控開(kāi)關(guān)，主要負(fù)責(zé)完成異物闖入或偷盜行為的偵測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)情況拍照記錄，聲光提醒警示；主控系統(tǒng)由控制模塊、存儲(chǔ)模塊和通信模塊等組成，主要功能包括前端傳感器的控制、現(xiàn)場(chǎng)取證圖片的本地存儲(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)圖片信息以及告警信息的上送（包括將現(xiàn)場(chǎng)的取證圖片發(fā)送到后方的監(jiān)控平臺(tái)，并發(fā)送一條文字短消息到安全運(yùn)行人員的手機(jī)）。

4系統(tǒng)的實(shí)施要點(diǎn)

裝置在實(shí)際的安裝調(diào)試過(guò)程中需要特別注意以下兩點(diǎn)，如圖1所示（以110kV為例）：

（1）首先確定合理的攝像機(jī)安裝位置：警戒面設(shè)置在距離導(dǎo)線(xiàn)邊距10米、距離導(dǎo)線(xiàn)弧垂最低點(diǎn)8米的位置，那么攝像機(jī)的安裝位置也要一致，即要與警戒面和導(dǎo)線(xiàn)邊相、導(dǎo)線(xiàn)弧垂最低點(diǎn)的距離相等；攝像機(jī)沿輸電線(xiàn)路走廊縱向地安裝，位置要保證在其可調(diào)焦距范圍內(nèi)，拍攝場(chǎng)景能覆蓋到整個(gè)施工場(chǎng)地，場(chǎng)地內(nèi)遠(yuǎn)近不同的施工機(jī)械都要盡可能的清晰可見(jiàn)、在畫(huà)面中大小比例適當(dāng)，可預(yù)先根據(jù)攝像機(jī)的焦距、視場(chǎng)角，通過(guò)理論推算得出攝像機(jī)需要的拍攝距離，進(jìn)而確定縱向安裝位置。

圖1裝置安裝調(diào)試示意圖

（2）調(diào)試的方式與方法：通過(guò)調(diào)節(jié)云臺(tái)，使得場(chǎng)景中地平線(xiàn)與場(chǎng)景底邊平行、場(chǎng)景中的垂直物與場(chǎng)景的側(cè)邊平行；調(diào)節(jié)焦距，使場(chǎng)景能基本適合于整個(gè)工地施工機(jī)械的監(jiān)控；在場(chǎng)景中前方，距離導(dǎo)線(xiàn)邊相距離10米處，設(shè)立一個(gè)與攝像機(jī)安裝高度等高的標(biāo)記桿，調(diào)節(jié)攝像機(jī)的場(chǎng)景，使標(biāo)記桿的頂端位于畫(huà)面中心點(diǎn)；確認(rèn)畫(huà)面中警戒區(qū)附近無(wú)樹(shù)葉類(lèi)目標(biāo)和明顯的不規(guī)則光線(xiàn)存在（如有，則需采取措施規(guī)避）；微調(diào)后在畫(huà)面中畫(huà)出警戒區(qū)。

5本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的比較

5.1對(duì)比“人工巡檢”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）大量節(jié)省了人力、時(shí)間成本；（2）提高了對(duì)線(xiàn)路危險(xiǎn)點(diǎn)的主動(dòng)控制能力；（3）提高了事件發(fā)生響應(yīng)速度和事故處理的效率。

5.2對(duì)比“視頻監(jiān)控”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）將操作人員“盯屏幕”任務(wù)解脫出來(lái)，由機(jī)器來(lái)完成這部分工作；（2）直接提取出了事故發(fā)生時(shí)的圖片信息，可以在海量的視頻數(shù)據(jù)中快速定位；（3）智能行為分析功能在前端完成，只將事故發(fā)生瞬間的現(xiàn)場(chǎng)圖片傳輸?shù)胶笈_(tái)，視頻資料以循環(huán)存儲(chǔ)在SD卡，無(wú)需傳送到后臺(tái)，減少了視頻傳輸數(shù)據(jù)量，在網(wǎng)絡(luò)通信方面大大緩解了帶寬壓力；（4）不同于“視頻監(jiān)控”在異常情況甚至于突發(fā)事故已經(jīng)發(fā)生之再進(jìn)行事后的查驗(yàn)，此時(shí)損失和影響已經(jīng)造成無(wú)法挽回，本裝置更側(cè)重于將外力破壞事故的提前預(yù)防。

5.3對(duì)比“紅外探測(cè)”的防外破方式

本裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）減少了需要單獨(dú)架設(shè)水泥立桿的數(shù)目，降低了施工成本；（2）設(shè)備之間的接線(xiàn)大大簡(jiǎn)化，安裝、維護(hù)更加簡(jiǎn)便和易于操作；（3）對(duì)實(shí)施場(chǎng)地的適應(yīng)性更廣，布防范圍更加自由靈活，在調(diào)試時(shí)可以根據(jù)實(shí)際工況隨時(shí)調(diào)整。

6結(jié)語(yǔ)

該裝置在電力防外破中的成功應(yīng)用是輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域一個(gè)新的突破。相較該領(lǐng)域其他的技術(shù)，不僅節(jié)省了成本，提高了效率，也從根本上保證了防外力破壞工作的有效性，更加符合今后電力行業(yè)智能化管理的發(fā)展趨勢(shì)。另外，裝置能夠適應(yīng)不同的工況環(huán)境，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠不需要后期投入太多的精力來(lái)維護(hù)，本身具有很好的可復(fù)制性，非常便于進(jìn)行批量化的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]?；陳偉.輸電線(xiàn)路外力破壞與防范治理[J].科技傳?；播，2011，（12）：158.

[2]?；夏湛然.輸電線(xiàn)路防外破工作的思路與對(duì)策[J].?；廣東科技，2011，（24）：144-146.

作者簡(jiǎn)介：季洪獻(xiàn)（1978—），男，浙江金華人，浙江雷鳥(niǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司工程師，研究方向：智能電網(wǎng)輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)理論與技術(shù)；方文瑾（1984—），女，甘肅蘭州人，浙江雷鳥(niǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)有限公司工程師，研究方向：輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。endprint