淺談基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化建設(shè)

李怡云

摘要：當(dāng)前，現(xiàn)代化電網(wǎng)的建設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在進(jìn)行初步的融合，在這種情勢(shì)下，科研人員加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)是十分有必要的，通過(guò)研究聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與電力設(shè)備狀態(tài)檢修的共享工作。電力公司對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行定期維保過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮了十分重要的作用，保證了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定，因此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到電力設(shè)備的運(yùn)行和檢修中，是時(shí)代發(fā)展的必然。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);輸電線路運(yùn)行;環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化建設(shè)

引言

本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化建設(shè)及應(yīng)用進(jìn)行闡述，通過(guò)研究影響輸電線路的氣象環(huán)境因素的采集與分析，設(shè)計(jì)實(shí)施的信息化監(jiān)測(cè)平臺(tái)，構(gòu)建輸電線路運(yùn)行環(huán)境的分析和監(jiān)測(cè)感知能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行環(huán)境全方位的采集監(jiān)測(cè)，提升輸電線路環(huán)境指標(biāo)的預(yù)測(cè)預(yù)警，降低設(shè)備和人員安全風(fēng)險(xiǎn)。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡(jiǎn)介

在上個(gè)世紀(jì)九十年代末，麻省理工學(xué)院提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，隨著時(shí)間的推移，各國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)各不相同，但是該技術(shù)在各國(guó)都得到了發(fā)展。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來(lái)越受到國(guó)際的認(rèn)可，它是以互聯(lián)網(wǎng)為依托，通過(guò)構(gòu)建虛擬空間來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的共享。在研發(fā)的初始階段，它只是一項(xiàng)射頻識(shí)別技術(shù)，但是經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，它的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了物與物之間、人與物之間的互動(dòng)。將物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用作為構(gòu)建網(wǎng)架絡(luò)構(gòu)的基礎(chǔ)，通常情況下該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為三個(gè)層面：一是網(wǎng)絡(luò)層;二是感知層;三是應(yīng)用層。應(yīng)用層主要是將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際，例如在電力系統(tǒng)中安裝監(jiān)控設(shè)備等，而感知層。主要是進(jìn)行識(shí)別和感知，通過(guò)無(wú)線電技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)層是主要是以互聯(lián)網(wǎng)為依托，進(jìn)行信息的共享和傳遞、人員的溝通交流等。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

目前，業(yè)界普遍認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)分為3個(gè)層面，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。電力物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)對(duì)應(yīng)的3層體系架構(gòu)為電力信息的采集、電力信息的傳輸和電力信息的處理應(yīng)用。輸電線路智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電力物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，架構(gòu)劃分為3層。1）感知層是對(duì)物質(zhì)世界的感知，即實(shí)現(xiàn)電力信息的采集。通過(guò)傳感器、信息采集設(shè)備等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的環(huán)境信息、線路信息、桿塔狀態(tài)等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息采集。2）網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和控制。鑒于電網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全、可靠性、實(shí)時(shí)性的要求，網(wǎng)絡(luò)傳輸主要依托電力通信網(wǎng)和電力無(wú)線專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，在不具備條件的特殊環(huán)境下經(jīng)過(guò)加密處理后借助公眾電信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和控制。3）應(yīng)用層是對(duì)信息的處理和應(yīng)用，包括為應(yīng)用提供基礎(chǔ)服務(wù)的平臺(tái)、中間件和各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的智能監(jiān)測(cè)、分析決策、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、智能巡線、智能預(yù)警、線路檢測(cè)等業(yè)務(wù)功能。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化建設(shè)

3.1圖像識(shí)別技術(shù)

隨著安全需求的快速增長(zhǎng)，越來(lái)越多的監(jiān)控設(shè)備被安裝。設(shè)備布置在不同的場(chǎng)合，同時(shí)也受到圖像智能分析技術(shù)的影響。前所未有的關(guān)注，它可以建立圖像和圖像描述之間的映射輻射關(guān)系，使計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)圖像處理和分析來(lái)理解圖片內(nèi)容的本質(zhì)是“視頻源的自動(dòng)分析和提取”關(guān)鍵信息。智能圖像分析主要包括圖像處理和目標(biāo)分析。標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、場(chǎng)景識(shí)別等業(yè)務(wù)應(yīng)用?；谝曨l傳感器和計(jì)算機(jī)仿真的深度學(xué)習(xí)技術(shù)人類視覺(jué)系統(tǒng)，外部視覺(jué)信息的采集與定位鋰。通過(guò)成像設(shè)備（如照相機(jī)）獲取圖像、視頻或多維圖像數(shù)據(jù)和其他數(shù)字信號(hào)被用作信息輸入，然后計(jì)算機(jī)用于此。對(duì)一些信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的檢測(cè)、識(shí)別和跟蹤。是的，最后給出了必要的判斷和解釋?；谏疃葘W(xué)習(xí)的大規(guī)模深層圖像識(shí)別算法面向海量數(shù)據(jù)圖像自動(dòng)學(xué)習(xí)的子進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型將特征推廣到實(shí)際的場(chǎng)景識(shí)別過(guò)程中。在輸電線路上在在線監(jiān)測(cè)中，深度學(xué)習(xí)算法模擬大腦皮層并使用它。多層非線性特征處理方法逐步提取輸入數(shù)據(jù)。逐步建立從底層特征到高層抽象特征的映射，使復(fù)雜簡(jiǎn)化了復(fù)雜特征的提取，提高了識(shí)別率和學(xué)習(xí)速度。快速和耗時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。輸電線路在線監(jiān)測(cè)中的智能圖像分析缺陷場(chǎng)景的智能診斷與預(yù)警兩個(gè)方面。本文采用alexnet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。模型，通過(guò)更大的數(shù)據(jù)集、更強(qiáng)的模型和更好的改進(jìn)的擬合技術(shù)的應(yīng)用顯著地改善了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能。對(duì)。alexnet網(wǎng)絡(luò)模型包括五個(gè)卷積層和三個(gè)完整層。連接層和軟最大損耗功能層。因?yàn)樵L問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的范圍隨著的增加，AlexNet采用雙通道結(jié)構(gòu)，帶有兩個(gè)GPU在訓(xùn)練上，提高訓(xùn)練效率。同時(shí)Alexnet使用relu替代乙狀結(jié)腸激活功能。瑞魯進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)速度明顯提高了。退出和本地響應(yīng)規(guī)范化響應(yīng)規(guī)范化（LRN）技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)成為過(guò)去改進(jìn)的擬合能力保證了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力。泛化能力。ImageNet數(shù)據(jù)集包含大量高分辨率地圖片劑，結(jié)合Alexnet的有效去擬合技術(shù)，使卷曲神經(jīng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型充分訓(xùn)練大大提高了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像質(zhì)量。識(shí)別精度和泛化性能。

3.2移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)

移動(dòng)邊緣計(jì)算是指在感知層或數(shù)據(jù)源附近的計(jì)算。一方面，將網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用等核心能力融為一體開(kāi)放平臺(tái)，提供接近服務(wù)。通常，它的應(yīng)用是近端起爆，通過(guò)快速網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足多域現(xiàn)實(shí)時(shí)間服務(wù)、應(yīng)用智能、安全和隱私保護(hù)的基本要求。1）移動(dòng)邊緣計(jì)算通過(guò)用戶附近的接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)邊緣提供云計(jì)算服務(wù)和存儲(chǔ)服務(wù)，移動(dòng)邊緣計(jì)算它可以最大限度地減少延遲，節(jié)省核心網(wǎng)絡(luò)的帶寬，減少跨區(qū)域。流量，根據(jù)位置和上下文感知計(jì)算最佳解決方案該案例緩解了網(wǎng)絡(luò)安全和用戶隱私問(wèn)題。移動(dòng)邊緣計(jì)算可以通過(guò)按需計(jì)算資源池來(lái)靈活地訪問(wèn)和重新配置服務(wù)器。交互模型為用戶提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和本地環(huán)境感知服務(wù)。低延遲高帶寬保護(hù)解決傳統(tǒng)云計(jì)算架構(gòu)中心云問(wèn)題。2）移動(dòng)邊緣計(jì)算在輸電線路在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用在輸電線路在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)通過(guò)減少?gòu)姆?wù)器到客戶端的距離和跳數(shù)，可以顯著減少跳數(shù)。低網(wǎng)絡(luò)擁塞概率和傳輸時(shí)間，最終減少交互時(shí)間延遲并提高運(yùn)行可靠性。“邊緣智能”是指接近系統(tǒng)主域的位置由感知層應(yīng)用的反饋信息提供?；诒镜赜脩羯舷挛男畔⒌男刑幚砗陀脩粜蟹治鰹榱祟A(yù)測(cè)和預(yù)測(cè)。移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)與邊緣智能放置在移動(dòng)邊緣計(jì)算服務(wù)器中，使用邊緣云服務(wù)特定的感知應(yīng)用提供特定的智能服務(wù)。電力傳輸該方法為在線監(jiān)測(cè)提供了更穩(wěn)定的傳感應(yīng)用。廣泛、低延遲的服務(wù)幫助客戶模糊地理邊界并理解這取決于光速的限制。本文所進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)是基于邊緣計(jì)算的發(fā)展而進(jìn)行的。用于視頻圖像分析的功能網(wǎng)關(guān)或集成攝像機(jī)功能集在前端，只將處理結(jié)果反饋給云，有效減少云服服務(wù)器負(fù)載。邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)由控制器和通信設(shè)備組成。它具有分析、控制、通訊、采集等功能，并能進(jìn)行圖像處理。輸電線路及周圍環(huán)境的局部化分析與處理、自主識(shí)別安全隱患，結(jié)果將反饋給系統(tǒng)。系統(tǒng)是開(kāi)放的類型功能，通過(guò)軟件升級(jí)，可以訪問(wèn)更多的第三方采集傳感器并支持多種通訊方式，支持軟件和策略的遠(yuǎn)程升級(jí)。邊緣處理節(jié)點(diǎn)涵蓋主流協(xié)議庫(kù)和新傳感器安裝備用時(shí)，主站自動(dòng)發(fā)出協(xié)議，實(shí)現(xiàn)即插即用。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋范圍逐年增大，輸電線路運(yùn)行里程也逐年增多，自然環(huán)境、惡劣天氣和外力破壞都可能對(duì)輸電線路造成嚴(yán)重?fù)p壞，引發(fā)大面積停電，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn)，開(kāi)展輸電線路在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究對(duì)于避免電網(wǎng)事故、保障線路安全至關(guān)重要。

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