CN110533771A - 一种变电站的智能巡检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于变电站巡检方法技术领域，具体涉及一种变电站的智能巡检方法，步骤包括S1：建立变电站的三维模型，对变电站进行三维视频融合显示；S2：在三维模型中设定巡检机器人的巡检路径；S3：变电站的巡检机器人按照设定的巡检路径进行巡检，并将巡检数据上传至集控主站；S4：集控主站存储巡检数据，并对巡检数据进行分析处理。本发明解决了变电设备运行数据需要人工记录和抄表而导致的效率低下、数据质量差的问题，提升了巡检作业自动化水平。
Description
技术领域
本发明属于变电站巡检方法技术领域，具体涉及一种变电站的智能巡检方法。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活、生产、科学越来越依赖于电力，如果电力出现问题，通讯***、照明***、供水***等基础设施也将陷入瘫痪。如何保证企业电力设备的安全、稳定运行，及时发现安全隐患并将其排除，是所有电力设备***巡检人员和管理人员的新课题和新挑战。
在电力***里，设备巡检是保证设备稳定、正常运行的重要保障。随着电网规模的扩大和设备的增加，运维巡检工作量与日俱增，设备与人的矛盾日益凸显。目前，变电站的巡检基本通过巡检人员凭借自身经验对各个设备的情况、参数进行核查、判断和记录，这种传统巡检方式已经越来越不能适应企业的信息化发展，而且巡检过程完全依赖于巡检员的主动性，难免有疏漏和错误发生，不能及时发现故障隐患。
另外，现有的电力设备信息管理***偏重于离线管理，巡检记录都是事后提交，无法准确实时的掌握设备运行状态信息，因此迫切需要采用自动化手段，提升巡检质量，减少巡检工作量，确保及时发现设备隐患并及时消除。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种变电站的智能巡检方法，具体技术方案如下：
一种变电站的智能巡检方法，包括以下步骤：
S1：建立变电站的三维模型，对变电站进行三维视频融合显示；
S2：在三维模型中设定巡检机器人的巡检路径；
S3：变电站的巡检机器人按照设定的巡检路径进行巡检，并将巡检数据上传至集控主站；
S4：集控主站存储巡检数据，并对巡检数据进行分析处理。
优选地，所述步骤S1包括以下步骤：
S11：对巡检场景进行三维全真构建；
S12：利用视频融合技术将分布在重点监控区域的监控摄像机的视频数据进行拼接、配准、矫正及融合处理；
S13：对重点监控区域进行全天候不间断的全景视频监控；
S14：将巡检机器人的真实位置与变电站的三维模型融合，建立变电站的三维视频模型。
优选地，S121：室外场景与三维场景通过航拍进行对应，并将室外场景的地理坐标转换为三维空间坐标，公式如下：
；
其中，为转换后的三维空间坐标；，，分别是摄像机位置的经度、纬度与海拔；，分别是地形左上角的经度和纬度；是地形左上角的地理坐标；，分别是航拍地图的宽、高；为航拍地图的宽高缩放系数、为航拍地图的高缩放系数、为海拔与三维空间的高度坐标的缩放对应关系；
S122：室内场景通过激光扫描方式进行建模，并将室内的地理坐标转换为三维空间坐标，公式如下：
；
其中，为室内模型空间中的坐标，，， 分别是模型转换到三维空间的缩放矩阵、旋转矩阵和平移矩阵；
S123：通过位移、旋转角计算模型-视图矩阵，公式如下：
；
其中，分别为缩放矩阵、旋转矩阵、平移矩阵的逆矩阵；
S124：通过摄像机的视场角、视频宽高比、焦距计算投影矩阵，公式如下：
；
S125：计算片元的纹理坐标：；
S126：计算片元的纹理颜色：；
其中，T为视频图象，为纹理采样函数；
S127：计算出片元的纹理颜色和纹理坐标后，将视频图象绘制到巡检场景的三维模型上，从而实现视频与三维场景的融合。
优选地，所述步骤S2包括以下步骤：
S21：根据巡检任务要求，操作人员在三维模型中设定巡检路径；
S22：通过三维模型坐标与实际地理左边关联关系，实现三维模型自动关联巡检路径中的增强融合视频，将整个巡检场景内的增强融合视频逐一显示；
S23：对任意时刻的视频进行同步，将该历史时段的视频对应不同等级的区域，按对应区域的显示方式进行整体显示回放；
S24：获取其他相关***的现场指挥调度有价值的运行数据，以虚拟标签的方式，浮动在实时图像或管控平台上。
优选地，所述步骤S3包括以下步骤：
S31：将异构数据处理的变电站巡检机器人集控主站与机器人子站***对接，实时显示巡检机器人的行进方向、监测数据；
S32：获取生产管理***的巡检任务信息，制定巡检机器人的巡检内容、时间、周期、路线参数信息，下发巡检任务；
S33：巡检机器人根据制定的巡检任务对变电站开展自动巡检；
S34：机器人巡检发现异常状况时在地图中弹窗报警信息；
S35：值班人员通过异构数据处理的变电站巡检机器人集控主站查看报警明细，或通过手动操作模式，遥控巡检机器人云台，查看报警实时场景；
S36：结合巡检机器人、摄像头采集的仪表数据、图片数据，进行初步的设备状态分析，并自动生成巡检报表。
优选地，所述步骤S4包括以下步骤：
S41：自动存储人工巡检数据、机器人巡检数据、视频巡检数据；
S42：利用大数据技术对上述数据进行分析、挖掘；
S43：自动生成巡检分析报告。
本发明的有益效果为：
与传统巡检方式相比，本发明利用互联网实施上传方式将巡检记录和缺陷记录信息传输给管理终端，为智能巡检提供更多选择和研究方向，接入现有集控平台***，实现各类数据的读取、整合和计算，综合分析，更好的对设备健康程度进行多角度的判断，预测设备缺陷，将隐患消除下萌芽阶段，保证变电站安全稳定运行。
本发明解决了变电设备运行数据需要人工记录和抄表而导致的效率低下、数据质量差的问题，提升了巡检作业自动化水平；解决了传统人工巡检完全依赖于巡检人员的责任心与经验，保证了巡检作业的到位率；解决了巡检报告滞后性，实现巡检数据实时采集并上传，解决了数据二次加工录入问题，通过阈值设置，实现异常实时报警，提高了巡检效率。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为巡检机器人的巡检流程图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种变电站的智能巡检方法，包括以下步骤：
S1：建立变电站的三维模型，对变电站进行三维视频融合显示；包括以下步骤：
S11：利用航拍、激光扫描方式对巡检场景进行三维全真构建；
S12：利用视频融合技术将分布在重点监控区域的监控摄像机的视频数据进行拼接、配准、矫正及融合处理；具体如下：
S121：室外场景与三维场景通过航拍进行对应，并将室外场景的地理坐标转换为三维空间坐标，公式如下：
；
其中，为转换后的三维空间坐标；，，分别是摄像机位置的经度、纬度与海拔；，分别是地形左上角的经度和纬度；是地形左上角的地理坐标；，分别是航拍地图的宽、高；为航拍地图的宽高缩放系数、为航拍地图的高缩放系数、为海拔与三维空间的高度坐标的缩放对应关系；
S122：室内场景通过激光扫描方式进行建模，并将室内的地理坐标转换为三维空间坐标，公式如下：
；
其中，为室内模型空间中的坐标，，， 分别是模型转换到三维空间的缩放矩阵、旋转矩阵和平移矩阵；
S123：通过位移、旋转角计算模型-视图矩阵，公式如下：
；
其中，分别为缩放矩阵、旋转矩阵、平移矩阵的逆矩阵；
S124：通过摄像机的视场角、视频宽高比、焦距计算投影矩阵，公式如下：
；
S125：计算片元的纹理坐标：；
S126：计算片元的纹理颜色：；
其中，T为视频图象，为纹理采样函数；
S127：计算出片元的纹理颜色和纹理坐标后，将视频图象绘制到巡检场景的三维模型上，从而实现视频与三维场景的融合。
S13：对重点监控区域进行全天候不间断的全景视频监控；
S14：将巡检机器人的真实位置与变电站的三维模型融合，建立变电站的三维视频模型。
S2：在三维模型中设定巡检机器人的巡检路径；包括以下步骤：
S21：根据巡检任务要求，操作人员在三维模型中设定巡检路径；
S22：通过三维模型坐标与实际地理左边关联关系，实现三维模型自动关联巡检路径中的增强融合视频，将整个巡检场景内的增强融合视频逐一显示；
S23：对任意时刻的视频进行同步，将该历史时段的视频对应不同等级的区域，按对应区域的显示方式进行整体显示回放；区域的等级包括：重点巡检区域、特殊巡检区域、一般巡检区域；
S24：获取其他相关***的现场指挥调度有价值的运行数据，以虚拟标签的方式，浮动在实时图像或管控平台上。相关子***如视频监控***、机器人子***等。
S3：如图2所示，变电站的巡检机器人按照设定的巡检路径进行巡检，并将巡检数据上传至集控主站；包括以下步骤：
S31：将异构数据处理的变电站巡检机器人集控主站与机器人子站***对接，实时显示巡检机器人的行进方向、监测数据；
S32：获取生产管理***巡检任务信息，制定巡检机器人的巡检内容、时间、周期、路线参数信息，下发巡检任务；
S33：巡检机器人根据制定的巡检任务对变电站开展自动巡检；
S34：机器人巡检发现异常状况时在地图中弹窗报警信息；
S35：值班人员通过异构数据处理的变电站巡检机器人集控主站查看报警明细，或通过手动操作模式，遥控巡检机器人云台，查看报警实时场景；
S36：结合巡检机器人、摄像头采集的仪表数据、图片数据，进行初步的设备状态分析，并自动生成巡检报表。
S4：集控主站存储巡检数据，并对巡检数据进行分析处理；包括以下步骤：
S41：自动存储人工巡检数据、机器人巡检数据、视频巡检数据；
（1）数据分析：根据巡检工作需求，选用适当统计分析方法及工具，对巡检数据进行处理与分析，提取有价值的信息，发挥数据的作用；
（2）数据挖掘：从海量巡检数据，通过人工智能、机器学习等方法，挖掘未知的且由价值的信息核知识，提高巡检效率；
S42：利用大数据技术对上述数据进行分析、挖掘；
S43：自动生成巡检分析报告，具体如下：
S431：每天定时生成一份一周统计的***状态报告，包括机器人本体状态、通信***状态、充电站状态、服务器***状态、短信功能状态等；
S432：全巡任务报表，在机器人执行完全巡任务后，生成一份全任务报表，报表输出按设备种类归类；
S433：异常信息报表，机器人执行完自动任务后，生成异常信息报表，报表中展示出异常信息详情；
S434：指定设备类型的报表，机器人完成任务后，能生成选定的设备分类报表。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种变电站的智能巡检方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：建立变电站的三维模型，对变电站进行三维视频融合显示；
S2：在三维模型中设定巡检机器人的巡检路径；
S3：变电站的巡检机器人按照设定的巡检路径进行巡检，并将巡检数据上传至集控主站；
S4：集控主站存储巡检数据，并对巡检数据进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的一种变电站的智能巡检方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：
S11：对巡检场景进行三维全真构建；
S12：利用视频融合技术将分布在重点监控区域的监控摄像机的视频数据进行拼接、配准、矫正及融合处理；
S13：对重点监控区域进行全天候不间断的全景视频监控；
S14：将巡检机器人的真实位置与变电站的三维模型融合，建立变电站的三维视频模型。
3.根据权利要求2所述的一种变电站的智能巡检方法，其特征在于：所述步骤S12包括以下步骤：
S121：室外场景与三维场景通过航拍进行对应，并将室外场景的地理坐标转换为三维空间坐标，公式如下：
；
其中，为转换后的三维空间坐标；，，分别是摄像机位置的经度、纬度与海拔；，分别是地形左上角的经度和纬度；是地形左上角的地理坐标；，分别是航拍地图的宽、高；为航拍地图的宽高缩放系数、为航拍地图的高缩放系数、为海拔与三维空间的高度坐标的缩放对应关系；
S122：室内场景通过激光扫描方式进行建模，并将室内的地理坐标转换为三维空间坐标，公式如下：
；
其中，为室内模型空间中的坐标，，， 分别是模型转换到三维空间的缩放矩阵、旋转矩阵和平移矩阵；
S123：通过位移、旋转角计算模型-视图矩阵，公式如下：
；
其中，分别为缩放矩阵、旋转矩阵、平移矩阵的逆矩阵；
S124：通过摄像机的视场角、视频宽高比、焦距计算投影矩阵，公式如下：
；
S125：计算片元的纹理坐标：；
S126：计算片元的纹理颜色：；
其中，T为视频图象，为纹理采样函数；
S127：计算出片元的纹理颜色和纹理坐标后，将视频图象绘制到巡检场景的三维模型上，从而实现视频与三维场景的融合。
4.根据权利要求1所述的一种变电站的智能巡检方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：
S21：根据巡检任务要求，操作人员在三维模型中设定巡检路径；
S22：通过三维模型坐标与实际地理左边关联关系，实现三维模型自动关联巡检路径中的增强融合视频，将整个巡检场景内的增强融合视频逐一显示；
S23：对任意时刻的视频进行同步，将该历史时段的视频对应不同等级的区域，按对应区域的显示方式进行整体显示回放；
S24：获取其他相关***的现场指挥调度有价值的运行数据，以虚拟标签的方式，浮动在实时图像或管控平台上。
5.根据权利要求1所述的一种变电站的智能巡检方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：
S31：将异构数据处理的变电站巡检机器人集控主站与机器人子站***对接，实时显示巡检机器人的行进方向、监测数据；
S32：获取生产管理***巡检任务信息，制定巡检机器人的巡检内容、时间、周期、路线参数信息，下发巡检任务；
S33：巡检机器人根据制定的巡检任务对变电站开展自动巡检；
S34：机器人巡检发现异常状况时在地图中弹窗报警信息；
S35：值班人员通过异构数据处理的变电站巡检机器人集控主站查看报警明细，或通过手动操作模式，遥控巡检机器人云台，查看报警实时场景；
S36：结合巡检机器人、摄像头采集的仪表数据、图片数据，进行初步的设备状态分析，并自动生成巡检报表。
6.根据权利要求1所述的一种变电站的智能巡检方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下步骤：
S41：自动存储人工巡检数据、机器人巡检数据、视频巡检数据；
S42：利用大数据技术对上述数据进行分析、挖掘；
S43：自动生成巡检分析报告。
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