輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜述

高陽+曹宇+許傲然

摘 要：本文闡述了目前的輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)有的視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)、超聲波技術(shù)以及雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行了探討，介紹了監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理，綜合比較幾種監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及存在的不足。最后討論了一種新型輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)思，表明了新型輸電線路若要投入運(yùn)行則需要更多的完善與改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)測(cè)；超聲波；雷達(dá)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.167

1 引言

輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是指直接安裝在線路設(shè)備上可實(shí)時(shí)記錄表征設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)特征量的測(cè)量系統(tǒng)及技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)檢修的重要手段，狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)與否很大程度上取決于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的成功與否。本文主要在目前存在的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究，闡述了視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)、超聲波技術(shù)以及雷達(dá)技術(shù)及存在的不足，表明了需要一種可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)即將要發(fā)生的各類事故，起到積極快速警告，避免現(xiàn)場(chǎng)可能產(chǎn)生損失的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要出現(xiàn)。

2 視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)

目前的監(jiān)測(cè)手段多為視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)。當(dāng)有外物入侵時(shí)，采用攝像頭捕捉現(xiàn)場(chǎng)畫面，采用背景差分法原理，建立高斯背景模型算法，根據(jù)捕捉到的幀與背景模型對(duì)比，判斷入侵物體類型，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行緊急處理。

背景差分法原理是對(duì)視頻背景的場(chǎng)景建模，然后監(jiān)測(cè)到的圖像序列幀與背景模型幀進(jìn)行差值運(yùn)算，然后可以獲得差分圖像，將背景模型與差分圖像中的像素值進(jìn)行比較，如果改點(diǎn)的像素值大于給定的值則認(rèn)為該點(diǎn)屬于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)區(qū)域。否則為背景區(qū)域。

差分圖像為：

其中為查分圖像，為當(dāng)前幀圖像，為背景圖像。

目前，輸電線路在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用最多的是視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)，視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)雖然可以準(zhǔn)確的了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，但是受外界環(huán)境影響比較大，而且存在盲區(qū)等缺點(diǎn)。

3 超聲波技術(shù)

系統(tǒng)的工作核心是PIC16F73單片機(jī)，通過超聲波發(fā)射與接收電路進(jìn)行信號(hào)的發(fā)出與接收，通過單片機(jī)對(duì)接受的信號(hào)進(jìn)行分析、處理并計(jì)算出目標(biāo)的距離等信息。，并將該信號(hào)通過GPRS等無線傳輸方式傳輸至監(jiān)控終端，最后又監(jiān)控人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行處理。

超聲波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是靈速度快、敏度高、而且成本比較低等優(yōu)點(diǎn)，但超聲波技術(shù)存在探測(cè)距離短、易受干擾、發(fā)生誤報(bào)率高等弊端。

4 雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于掃描分析監(jiān)控范圍無死角，雷達(dá)掃描分析是采用雷達(dá)監(jiān)控技術(shù)手段，可根據(jù)設(shè)定的安全范圍，所監(jiān)測(cè)的范圍為塔基地面及上空的全景的范圍，完全滿足監(jiān)控輸電線路對(duì)各個(gè)空間環(huán)境及突發(fā)性監(jiān)控的要求。

5 一種新型輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

新型檢測(cè)系統(tǒng)是綜合采用雷達(dá)與視頻相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)物體移動(dòng)至前后雷達(dá)監(jiān)視區(qū)域時(shí)，裝置捕獲到斜面測(cè)量距離，通過斜面與垂直夾角，迅速計(jì)算出物體的垂直高度，繼而通過視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)判定模型得出即將出現(xiàn)的危險(xiǎn)，如果超過安全距離，判定模塊會(huì)迅速將預(yù)警信息發(fā)送至集中控制單元，單元將信號(hào)快速聯(lián)動(dòng)發(fā)送至前端喊話與警燈裝置，警示裝置以聲音和燈光震懾現(xiàn)場(chǎng)，起到預(yù)防作用，如果入侵物體仍舊堅(jiān)持通過垂直區(qū)域，標(biāo)志事故已發(fā)生。

6 結(jié)語

綜合以上幾種輸電線路在線檢測(cè)技術(shù)的研究，我們可以知道：輸電線路防外力破壞應(yīng)用最為廣泛的是單一的視頻技術(shù)，但容易受到天氣的影響，而且功耗比較大。超聲波技術(shù)同樣有監(jiān)測(cè)死角，功耗較大等不足。鑒于雷達(dá)所具有對(duì)溫濕度變化噪聲和光線靈敏度低以及抗射頻干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，作為新興技術(shù)，將被廣泛的投入到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中。但是，雷達(dá)同樣存在價(jià)格、安裝等問題，需要專家，學(xué)者進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]施翔，錢萌，譚磊，孟凡鳳，馬建，張雷.高清視頻監(jiān)控技術(shù)在架空輸電線路反外力中的應(yīng)用研究[J]，2012，1179-1182.

[2]季洪獻(xiàn)，方文瑾.基于智能行為分析技術(shù)的監(jiān)測(cè)裝置及其在輸電線路防外力破壞中的應(yīng)用[J].2014（12）：49-50.

[3]焦媛媛.在線視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高壓輸電線路防外破工作中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用效果[J].廣東科技，2012，21（24）：71-72.

[4]葉立平，陳錫陽，何子蘭等.山火預(yù)警技術(shù)在輸電線路的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].2014（03）：1-9.