SF6壓力表閥門防誤變位的未來技術(shù)探討

江智聰 黎承恩 余俊豪 羅應(yīng)康 章敏

摘 要：目前SF6壓力表閥門防誤變位技術(shù)的應(yīng)用極大的改善GIS設(shè)備巡視質(zhì)量，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性，減少了運(yùn)行人員的日常巡視維護(hù)工作負(fù)擔(dān);同時(shí)提高了GIS設(shè)備取氣補(bǔ)氣等工作效率。但目前防誤變位主要靠運(yùn)行人員確認(rèn)裝置是否被打開，文章將結(jié)合在線識(shí)別技術(shù)、無線通訊技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行SF6壓力表閥門防誤變位新技術(shù)的探討。

關(guān)鍵詞：SF6壓力表;常閉常開閥門;防誤變位;應(yīng)有;新技術(shù)

在SF6壓力表閥門防誤變位鎖具得到了應(yīng)用，由于新技術(shù)的不斷出現(xiàn)。以下將幾種能應(yīng)用在防誤變位鎖具的新技術(shù)進(jìn)行介紹探討。

一、圖像識(shí)別在防誤變位鎖具狀態(tài)識(shí)別的應(yīng)用

目前運(yùn)行人員還是通過巡視觀察閥門位置的同時(shí)對(duì)閥門進(jìn)行密封閉鎖保護(hù)檢查。隨著近年來網(wǎng)絡(luò)信息化的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。計(jì)算機(jī)包含的內(nèi)容非常廣闊，其中應(yīng)用最多的是圖像識(shí)別技術(shù)。這種新型智能化技術(shù)對(duì)變電運(yùn)行人員的日常巡視維護(hù)產(chǎn)生了至關(guān)重要的作用。圖像識(shí)別技術(shù)必須按照客戶具體需求進(jìn)行處理。由此可見，圖像識(shí)別處理是一種靈活的技術(shù)，可以按照客戶具體要求處置和分析。

（一）圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展

圖像識(shí)別處理技術(shù)是20 世紀(jì)60 年代隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)興起而產(chǎn)生的新型技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展中獲得了重要應(yīng)用成果。俗話說，感官最重要的是視覺，而圖像又是視覺的基礎(chǔ)。早期圖像處理的目標(biāo)是單純優(yōu)化質(zhì)量，以人為物，達(dá)到優(yōu)化視覺效果的目的。

（二）圖像識(shí)別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

20 世紀(jì)70 年代開始，計(jì)算機(jī)行業(yè)技術(shù)不斷優(yōu)化改革，圖像識(shí)別技術(shù)處理向更先進(jìn)的方向發(fā)展。人們已開始著研究如何使用計(jì)算機(jī)表達(dá)圖像的意義，在實(shí)際應(yīng)用中獲得了重要成果。其中，最值得一提的是外國學(xué)者的視覺理念，成為了計(jì)算機(jī)之后十幾年的中心思想。20 世紀(jì)80 年代，人們開始將圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于地理系統(tǒng)，用于研究海量圖片的自動(dòng)生成。圖像識(shí)別處理技術(shù)真正開始發(fā)展是在20 世紀(jì)90 年代，真正飛躍發(fā)展是在21 世紀(jì)。此時(shí)，圖像識(shí)別技術(shù)已在許多行業(yè)和領(lǐng)域得到廣泛使用和重視，包括醫(yī)療行業(yè)、軍事行業(yè)、電力等領(lǐng)域[1]。

智能變電站中，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)。使用方法包括應(yīng)用電子刪和圖像識(shí)別等方法。應(yīng)用圖像識(shí)別的方法，具有更實(shí)用的前景。因?yàn)閳D像具有豐富的內(nèi)容，針對(duì)圖像的識(shí)別和判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)更智能化的檢測(cè)。圖像識(shí)別應(yīng)用于設(shè)備防誤變位，主要有兩種研究方法。第一種，使用常規(guī)高清攝像頭，通過將圖像與原始圖像進(jìn)行對(duì)比，應(yīng)用算法得出進(jìn)入物體輪廓，并進(jìn)行識(shí)別。第二種，首先根據(jù)模式識(shí)別的過程框圖， 對(duì)所獲得的紅外圖像進(jìn)行了預(yù)處理，并在此基礎(chǔ)上提出了基于形態(tài)學(xué)邊緣檢測(cè)和Ostu法相結(jié)合的分割方法和基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分水嶺分割方法，對(duì)相關(guān)物體的輪廓進(jìn)行識(shí)別[2]。

若按運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和目標(biāo)分類。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的方法主要由背景幀差法、鄰幀差法和光流法，以及以上三種算法的衍生改進(jìn)方法。統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別和目標(biāo)模式識(shí)別是兩種主要的目標(biāo)分類方法，分別依賴目標(biāo)的特征和結(jié)構(gòu)來分類?，F(xiàn)有算法中，主要以目標(biāo)特征提取和機(jī)構(gòu)的描述不同來分類，并產(chǎn)生不同的分類器。提取目標(biāo)的形狀、紋理和顏色等特征，進(jìn)行圖像的分類識(shí)別，主要的方法有近鄰法、貝葉斯法、聚類法、SVM以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。

二、物聯(lián)網(wǎng)在防誤變位鎖具狀態(tài)信息傳輸?shù)膽?yīng)用

電網(wǎng)的未來發(fā)展方向是智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的主要特征在于實(shí)現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流高度一體化，其核心之一是信息的無損采集、流暢傳輸、有序應(yīng)用，而這正是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。將物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)相融合，具有重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值。一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于進(jìn)一步有效整合電力系統(tǒng)和信息通信基礎(chǔ)設(shè)施資源， 使通信資源更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)運(yùn)行，讓未來電網(wǎng)會(huì)“思考”，提高輸變電設(shè)備運(yùn)行可靠性，改善輸變電資產(chǎn)的利用效率。另一方面，智能電網(wǎng)建設(shè)將成為拉動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、推進(jìn)信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力， 并有力地影響和推動(dòng)其他行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用， 提高我國工業(yè)生產(chǎn)和公眾生活等各個(gè)方面的信息化水平。物聯(lián)網(wǎng)一般是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。作為新一代信息通信技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展引起了廣泛關(guān)注[3]。

現(xiàn)有的防誤變位鎖具狀態(tài)信息在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，大多采用3層分布式應(yīng)用方案，就地監(jiān)測(cè)層、站端控制層、遠(yuǎn)方監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集管理層，一般采用RS485/CAN總線方式通訊，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)電力通信網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)控中心。由于采用有線通信模式，須鋪設(shè)通信介質(zhì)（如光纖）作為通信信道，不僅布線復(fù)雜、施工時(shí)間長(zhǎng)、安裝成本高，且通信信道一旦遭人為或自然災(zāi)害破壞后，故障定位困難。故基于傳感網(wǎng)及無線通信的設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可有效解決有線通信方式的弊端，其可劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層。感知層是將無線傳感網(wǎng)應(yīng)用于變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，針對(duì)單個(gè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)建立傳感器無線通信鏈路，收集各監(jiān)測(cè)量數(shù)據(jù)信息。網(wǎng)絡(luò)傳輸層則將收集到的設(shè)備狀態(tài)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息經(jīng)Zigbee組網(wǎng)（GPRS/CMDA公網(wǎng)成本較高，不建議采用），或者站內(nèi)采用IEEE802.11系列WLAN通信協(xié)議，以無線方式傳輸?shù)秸究亟K端或遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心.應(yīng)用層則是基于收集到的設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)、故障診斷等高級(jí)應(yīng)用分析[4]。

三、可穿戴設(shè)備在防誤變位鎖具狀態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

針對(duì)防誤變位鎖具狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究中，將圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到穿戴式設(shè)備上，是一個(gè)很有益的嘗試。通過頭戴設(shè)備進(jìn)行圖像采集，通過無線網(wǎng)絡(luò)回傳服務(wù)器進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而結(jié)合工作人員是否有誤操作的情況發(fā)生。

智能電網(wǎng)中智能監(jiān)控、智能識(shí)別是很重要的輔助設(shè)備，將其功能進(jìn)行整理和整合，將在提升電網(wǎng)可靠性發(fā)揮重大作用。圖像識(shí)別系統(tǒng)的是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟件重要延伸，這里指的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是電力生產(chǎn)中廣義上包含的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即以攝像頭為感知單元，以各種通信協(xié)議、通信信道為傳輸手段，以微處理器或者服務(wù)器為硬件處理載體，提供圖像作為監(jiān)控內(nèi)容系統(tǒng)。圖像識(shí)別功能，作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高級(jí)功能，搭載在各種軟硬件本身之上。雖然國內(nèi)外做了大量的研究，并且得出了很多成果。但存在很大的局限性，如軟件管理權(quán)限分割，導(dǎo)致系統(tǒng)由設(shè)備歸屬的部門管理，造成結(jié)果不能共享，維護(hù)不能到位，信息浪費(fèi)等結(jié)果。圖像識(shí)別功能，作為各種子系統(tǒng)、不同平臺(tái)管理軟件的輔助功能，無法發(fā)揮其應(yīng)有的智慧整合功能。

結(jié)束語：

本文將SF6壓力表閥門防誤變位與新技術(shù)結(jié)合應(yīng)用做了一個(gè)簡(jiǎn)單歸納，主要為與圖像識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備三個(gè)方向進(jìn)行探討。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 林慶達(dá)，禤亮，覃威威，秦昊.電力系統(tǒng)圖像識(shí)別研究綜述[J].云南電力技術(shù)，2017，45（04）：30-33.

[3] 王春新，楊洪，王煥娟，張君艷.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32（05）：116-122.

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作者簡(jiǎn)介：

江智聰（1995-），男，廣東廣州人，大學(xué)本科，研究方向：變電運(yùn)行與維護(hù)的實(shí)踐方面