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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能電網(wǎng)自動(dòng)遙視遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目所要解決的技術(shù)問(wèn)題，主要是針對(duì)目前電網(wǎng)工作人員無(wú)法實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)情況和電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況等信息的缺陷。提出一種可以智能監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)是否有人入侵并對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行破壞和對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)溫度狀態(tài)（設(shè)備出現(xiàn)過(guò)熱是屬于設(shè)備故障的前兆，并且正常、故障時(shí)溫度差異明顯）的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。應(yīng)用智能視頻技術(shù)對(duì)電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)的入侵情況和設(shè)備溫度異常情況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)報(bào)警。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目所要解決的技術(shù)問(wèn)題，主要是針對(duì)目前電網(wǎng)工作人員無(wú)法實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)情況和電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況等信息的缺陷。提出一種可以智能監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)是否有人入侵并對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行破壞和對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)溫度狀態(tài)（設(shè)備出現(xiàn)過(guò)熱是屬于設(shè)備故障的前兆，并且正常、故障時(shí)溫度差異明顯）的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。應(yīng)用智能視頻技術(shù)對(duì)電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)的入侵情況和設(shè)備溫度異常情況進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)報(bào)警。主要是通過(guò)紅外夜視高速球攝像頭將采集到的每一幀實(shí)時(shí)圖像使用H.264 Main Profile算法對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，然后使用TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、RTP/RTCP協(xié)議等相結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將紅外夜視高速球攝像頭采集到的電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像信息傳送到智能視頻終端，智能視頻終端的軟件程序?qū)⒆詣?dòng)判斷每連續(xù)兩幀圖像是否存在差異，若智能視頻終端檢測(cè)到差異則將自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將異常情況的每一幀視頻圖像和視頻進(jìn)行本地存儲(chǔ)。智能視頻終端能夠自動(dòng)判斷電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)是否受到外界入侵，獲取遺留物、丟失物、火患煙感信息和自動(dòng)判斷電網(wǎng)設(shè)備是否出現(xiàn)溫度異常等，同時(shí)智能視頻終端可以將異常情況的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)反饋到控制中心服務(wù)器中。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化需求，同時(shí)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的數(shù)字化、無(wú)縫擴(kuò)容、多級(jí)分布式的管理，智能化監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)。最大程度的保護(hù)電網(wǎng)設(shè)備不被偷盜，減少損壞所造成的物力浪費(fèi)；也可以實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，減少定期去現(xiàn)場(chǎng)檢查次數(shù)，這樣可以節(jié)省大量的人力；最后還可以保存故障圖像，有助于預(yù)防類似故障事故的再次發(fā)生，更好保證電網(wǎng)的正常安全運(yùn)行，在很大程度上提高了電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的管理效率。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路：本設(shè)計(jì)的主要目的是提高電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控的智能化，將智能視頻技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)監(jiān)控中解決電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控缺陷。目前，電網(wǎng)系統(tǒng)采取定期巡檢的方式對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，但此方法并不能將電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息反饋到控制中心，不少不法分子利用這些缺陷對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)造成了極大危害，致使電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生了人力的浪費(fèi)和物力損失?；诖颂岢霰驹O(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)利用智能視頻技術(shù)很好的解決了這一問(wèn)題，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的智能化。本設(shè)計(jì)能夠智能識(shí)別出：入侵、特征捕捉、遺留物、丟失物、設(shè)備溫度過(guò)高、現(xiàn)場(chǎng)火患等異常情況。大大提高了生產(chǎn)效率，并最大限度提高了電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及可靠性。 創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵：本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是本設(shè)計(jì)首次將"五遙"概念（遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)和遙視）中的"遙視"概念應(yīng)用于電網(wǎng)監(jiān)控中，尤其是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的智能監(jiān)控。目前電網(wǎng)系統(tǒng)都是使用原來(lái)的視頻"監(jiān)視"的方法，并沒有真正的體現(xiàn)出電網(wǎng)系統(tǒng)的"智能化"特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)能夠智能識(shí)別出：入侵、特征捕捉、遺留物、丟失物、設(shè)備溫度、現(xiàn)場(chǎng)禍患等異常情況的視頻圖像。智能視頻的技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)系統(tǒng)可以使電網(wǎng)系統(tǒng)在一些方面上很好的滿足智能化的要求。應(yīng)用本設(shè)計(jì)可以減少定期巡檢的次數(shù)，大大節(jié)省用于巡檢的人力資源。限制入侵者對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的破壞，保護(hù)了電網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)備。 主要技術(shù)指標(biāo)：本設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)是智能視頻終端識(shí)別異常視頻圖像的準(zhǔn)確度，智能視頻終端識(shí)別異常情況視頻圖像的響應(yīng)時(shí)間。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)核心部分組成： 1)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)視頻采集部分：使用紅外夜視高速球攝像頭對(duì)電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝和記錄，采集電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像。 2)紅外夜視高速球溫度視頻圖像：能夠采集電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備溫度的紅外序列圖像，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)設(shè)備溫度變化的紅外圖像，檢測(cè)電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備是否出現(xiàn)過(guò)熱的情況。 3)紅外夜視高速球監(jiān)控安防視頻圖像：能夠高清的采集電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像：安防圖像和火患煙感檢測(cè)圖像。 4)視頻信號(hào)傳輸部分：使用TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、RTP/RTCP協(xié)議等相結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)將視頻信號(hào)傳送到智能視頻終端。 5)智能視頻終端：自動(dòng)完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、圖像處理、錄像保存、圖像智能化自動(dòng)識(shí)別、故障分析以及指揮并發(fā)送報(bào)警信號(hào)等等。 6)報(bào)警部分：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)分析之后,對(duì)產(chǎn)生的異常情況進(jìn)行報(bào)警，每種故障都有各自的報(bào)警方式。本設(shè)計(jì)能夠使電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，大大節(jié)省了定期巡檢的人力浪費(fèi)，最大程度的限制了不法分子對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的破壞。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)。
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)。
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 □模型 □圖紙 □磁盤 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片 ■錄像■樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì): 本系統(tǒng)采用智能視頻技術(shù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控：可以自動(dòng)識(shí)別出現(xiàn)場(chǎng)是否有人入侵以及對(duì)入侵人員進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、對(duì)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并排查出故障點(diǎn)的位置，同時(shí)還能保存故障圖像從而對(duì)今后類似事故的發(fā)生進(jìn)行預(yù)防。系統(tǒng)采用H.264 Main Profile算法對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，使用TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、RTP/RTCP協(xié)議等相結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)將視頻信號(hào)傳送到集控中心，在軟件算法上主要使用動(dòng)態(tài)三幀的算法對(duì)圖像進(jìn)行分析，硬件上主要是基于VC系統(tǒng)的平臺(tái)。 適用范圍及應(yīng)用前景：本設(shè)計(jì)利用電網(wǎng)系統(tǒng)已有的數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)或光纖、無(wú)線等方式進(jìn)行視頻圖像的傳輸，所以本設(shè)計(jì)具有普遍性，可以適用于多數(shù)的電網(wǎng)系統(tǒng)或變電站，如農(nóng)電網(wǎng)、為企業(yè)供電的電網(wǎng)、為大區(qū)域供電的電網(wǎng)等。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：由于本設(shè)計(jì)在應(yīng)用上具有普遍性，所以可以應(yīng)用到各個(gè)電力領(lǐng)域中，不受具體條件的限制，目標(biāo)市場(chǎng)十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是一切行業(yè)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，保證持續(xù)、高效的電力供應(yīng)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，也是電力部門工作關(guān)注的焦點(diǎn)。改革開放以來(lái)，電力工業(yè)得到迅速發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍也迅速擴(kuò)大，在原有電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，各種新設(shè)備和新技術(shù)的應(yīng)用，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜。 當(dāng)前自動(dòng)化、無(wú)人值守操作已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。視頻識(shí)別監(jiān)測(cè)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，它可以通過(guò)遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備直接觀察現(xiàn)場(chǎng)的一切情況，及時(shí)、形象、真實(shí)的反映被監(jiān)測(cè)對(duì)象的畫面，因而被用于眾多場(chǎng)合。 從1991年開始，美國(guó)海岸地質(zhì)觀察中心通過(guò)與俄勒岡州立大學(xué)合作，建立了一套遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在此之前，該大學(xué)已經(jīng)對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)研究十年，這套系統(tǒng)能夠提供數(shù)字視頻，用像素強(qiáng)度來(lái)表示一幅數(shù)字圖像的顏色和灰度，實(shí)際使用的效果已經(jīng)證明，這種方式能夠?qū)λ杉囊曨l數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析，而這是其他常規(guī)方式無(wú)法做到的，這種系統(tǒng)主要用來(lái)監(jiān)控海岸地形的變化情況，利用圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)判斷不同時(shí)期海岸的變遷情況。 1996-1999年間，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究項(xiàng)目署設(shè)立了以卡內(nèi)基梅隆大學(xué)為首，麻省理工學(xué)院等高校參與的視覺監(jiān)控重大項(xiàng)目VSAM，主要研究用于監(jiān)控戰(zhàn)場(chǎng)及普通民用場(chǎng)景的自動(dòng)視頻理解技術(shù)，系統(tǒng)利用三幀時(shí)域差分法實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)，采用自適應(yīng)模板匹配的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤，使用顏色和形狀進(jìn)行目標(biāo)的分類和識(shí)別。 美國(guó)馬里蘭(Maryland)大學(xué)的實(shí)時(shí)視覺監(jiān)控系統(tǒng)W4是一個(gè)融合形狀分析和跟蹤技術(shù)的視覺監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)一臺(tái)黑白或紅外攝像機(jī)不僅能夠定位人和分割出人的身體部分，而且通過(guò)建立人體外形模型實(shí)現(xiàn)在有遮擋的戶外環(huán)境中，對(duì)多個(gè)人體目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，并可以檢測(cè)人是否攜帶物體等行為。 目前國(guó)內(nèi)主要的研究團(tuán)隊(duì)有中科院自動(dòng)化所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)視覺與聽覺信息處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 中科院自動(dòng)化所模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景集成分析演示系統(tǒng)并最終推向?qū)嵱谩? 北京大學(xué)視覺與聽覺信息處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要是實(shí)現(xiàn)高度智能化的機(jī)器感知系統(tǒng)，并在言語(yǔ)聽覺技術(shù)、三維視覺信息處理、智能機(jī)器人等研究領(lǐng)域取得一些研究成果。
