一種電力線路監測系統的制作方法

一種電力線路監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種電力線路監測系統可以通過分布式監測設備中的每個傳感器采集每個監測對象的一種監測信息，對每個監測對象的至少一種監測信息進行分析，得到每個監測對象的第一監測結果。當第一監測結果指示監測對象可能發生異常時，獲得位于同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第二監測結果，基于第一監測結果和第二監測結果，以對可能發生異常的監測對象進行異常確認，當確認可能發生異常的監測對象異常時，發送預警信息。即本發明可以通過多個分布式監測設備的多種監測信息監控監測對象是否異常，進而在基于多樣化監測信息進行監控時使得監控的準確度提高，從而降低虛警率并提高系統可靠性。
【專利說明】
一種電力線路監測系統
技術領域
[0001] 本發明屬于電氣工程領域，更具體的說，尤其涉及一種電力線路監測系統。
【背景技術】
[0002] 智能電網的目標是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的電網為基礎， 利用先進的通信、信息和控制技術，構建以信息化、自動化、互動化為特征的國際領先、自主 創新、中國特色的智能電網。其中，對特高壓電網各個環節重要運行參數的在線監測，以便 從安全性、可靠性、可調節、抗擾動等方面加強對設備狀態的預測、預防、調控，基于可靠的 運行參數建立輸電線路的智能決策，是實現智能電網的核心要求。而為了能夠實現這一核 心要求，必須依托于透徹的信息感知技術，可靠的數據傳輸和健全的網絡構建技術，以及海 量感知信息的智能管理和多維數據處理技術。
[0003] 目前對智能電網的在線監測通常采用高壓在線監測設備，其中高壓在線監測設備 可以采用諸如視頻或紅外等監測手段，但是目前高壓在線監測設備的監測手段單一，其都 只能監測一種信息，且各個高壓在線監測設備間的信息獨立，不具備信息共享功能，這樣在 基于單一信息進行狀態監測時得到的虛警率提高，并降低系統可靠性。

【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電力線路監測系統，用來降低虛警率，并提 高系統可靠性。
[0005] 本發明提供一種電力線路監測系統，包括：多個分布式監測設備、基站設備和主控 端設備；
[0006] 每個所述分布式監測設備包括采集多個監測對象的不同信息的傳感器，用于通過 每個傳感器分別采集每個監測對象的一種監測信息，得到每個監測對象的多種監測信息， 并對每個監測對象的至少一種監測信息進行分析，得到每個監測對象的第一監測結果；
[0007] 所述基站設備，用于當所述第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時， 獲得位于同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測 的第二監測結果，基于所述第一監測結果和所述第二監測結果，對所述可能發生異常的監 測對象的異常情況進行分析，以對所述可能發生異常的監測對象進行異常確認，并當確認 所述可能發生異常的監測對象異常時，向所述主控端設備發送預警信息。
[0008] 優選的，所述基站設備包括：
[0009] 獲取單元，用于當所述第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時，獲得 位于同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第 二監測結果；
[0010] 判斷單元，用于基于所述第一監測結果和所述第二監測結果，判斷所述可能發生 異常的監測對象是否異常；
[0011] 調取單元，用于當所述第一監測結果和所述第二監測結果指示所述可能發生異常 的監測對象異常時，調取對所述可能發生異常的監測對象進行監測的分布式監測設備得到 的環境視頻，所述環境視頻通過對對所述可能發生異常的監測對象進行監測的分布式監測 設備中的攝像頭獲得；
[0012] 分析單元，用于對所述環境視頻中的視頻內容進行分析，得到所述視頻內容中的 人物信息，當所述人物信息為空或者所述人物信息中包含預設圖標信息時，確認所述可能 發生異常的監測對象未發生異常，以及當所述人物信息不為空，且所述人物信息中未包括 預設圖標信息時，確認所述可能發生異常的監測對象異常，其中所述預設圖標信息為用于 表示合法監測人員的信息；
[0013] 發送單元，用于當確認所述可能發生異常的監測對象異常時，向所述主控端設備 發送預警信息。
[0014] 優選的，所述判斷單元用于：基于公式：Μ3(λ·)二_〇·))對所 述第一監測結果和所述第二監測結果進行融合分析，以判斷所述可能發生異常的監測對象 是否異常，其中MCS (X)為融合分析結果，Wl為第i個傳感器得到的判決結果的權重，d i, (X) 為第i個傳感器得到的判決結果，用于指示第i個傳感器得到的監測結果屬于類別j的概 率值，L是傳感器個數，C是類別數，所述第i個傳感器為得到第一監測結果和第二監測結果 時分布式監測設備中的一個傳感器。
[0015] 優選的，所述判斷單元用于：在得到第一監測結果后，基于每個第二監測結果分別 對所述第一監測結果進行加權修正，得到多個加權監測結果；
[0016] 將多個加權監測結果進行相加，得到融合處理結果，以指示所述可能發生異常的 監測對象是否異常；
[0017] 其中基于每個第二監測結果分別對所述第一監測結果進行加權修正包括：基于加 權模型
對第一監測結果進行加權修正，',表示第二監測結 果S]對第一監測結果s i的影響因子；SNR ,和SNR i分別表示第二監測結果s ,和第一監測結 果Sl的當前接收信號的信噪比；k ρ匕和k 3是常數，m是選取第二監測結果的個數；d ,是第 二監測結果；Zl是第一監測結果經過加權后的加權監測結果，r u是第二監測結果s ,對應的 分布式監測設備和第一監測結果^對應的分布式監測設備之間的距離。
[0018] 優選的，所述分布式監測設備包括：安裝于導線上的第一監測設備和安裝于桿塔 上的第二監測設備，其中所述第一監測設備上至少包括一種類型的傳感器，所述第二監測 設備上至少包括一種類型的傳感器，且所述第一監測設備中的傳感器和所述第二監測設備 中的傳感器采集到的信息不同；所述第一監測設備和所述第二監測設備將采集到的信息采 用多跳中繼通信方式發送給所述基站設備。
[0019] 優選的，所述第一監測設備包括：處理主機、監測不同信息的傳感器和攝像頭，且 所述監測不同信息的傳感器和所述攝像頭分別連接所述處理主機，所述監測不同信息的傳 感器至少包括：用于監測導線溫度的傳感器、用于監測導線弧垂的傳感器、用于監測導線擺 動的傳感器以及用于監測外力破壞的傳感器；
[0020] 所述第二監測設備包括：處理主機、監測不同信息的傳感器、攝像頭和環境微氣象 監測子設備，所述監測不同信息的傳感器、攝像頭和環境微氣象監測子設備分別連接所述 處理主機，且所述監測不同信息的傳感器至少包括：用于監測桿塔傾斜的傳感器、用于監測 桿塔振動的傳感器以及用于監測外力破壞的傳感器。
[0021] 優選的，所述處理主機用于：獲取每個監測對象的每種監測信息的判決結果，并基 于公式：#CS(x) = arg · < ,⑴)對每個監測對象的不同種監測信息的判決結 果進行分析得到每個監測對象的第一監測結果，其中MCS(x)為第一監測結果，Wl為第i個 傳感器得到的判決結果的權重，七,(X)為第i個傳感器得到的判決結果，用于指示第i個傳 感器得到的判決結果屬于類別j的概率值，L是傳感器個數，C是類別數。
[0022] 優選的，所述處理主機用于：獲取每個監測對象的每種監測信息的判決結果，基于 每個監測對象的每種監測信息的判決結果構建每個監測對象的判決矩陣，并將每個監測對 象的判決矩陣分別與判決模板進行比對，得到每個監測對象的第一監測結果。
[0023] 優選的，所述處理主機用于：獲得每個監測對象的每種監測信息的判決結果，基于 加權模型對所述判決結果進行加權修正，得到加權判決結果，并對每個監測對象的每種監 測信息的加權判決結果進行相加，得到第一監測結果；
[0024] 其中加權模型為：
，表示傳感器s 對傳感器s ;的影響因子；SNR_j 和SN&分別表示傳感器s ,和傳感器s i的當前接收信號的信噪比；k p kjP k 3是常數，m是 選取最近傳感器的個數；(!,是鄰居傳感器的判決結果；Zl是傳感器經過加權后的判決結果， 是傳感器s 和傳感器s i之間的距離。
[0026] 優選的，所述第一監測設備和所述第二監測設備采用太陽能供電模塊和蓄電池結 合的方式供電；
[0027] 或者
[0028] 所述第一監測設備采用電流感應取電方式供電，所述第二監測設備采用太陽能供 電模塊和蓄電池結合的方式供電。
[0029] 與現有技術相比，本發明提供的上述技術方案具有如下優點：
[0030] 本發明提供的電力線路監測系統可以通過分布式監測設備中的每個傳感器采集 每個監測對象的一種監測信息，以得到每個監測對象的多種監測信息，然后對每個監測對 象的至少一種監測信息進行分析，得到每個監測對象的第一監測結果。當第一監測結果指 示對應的監測對象可能發生異常時，獲得位于同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對 可能發生異常的監測對象進行監測的第二監測結果，基于第一監測結果和第二監測結果， 對可能發生異常的監測對象的異常情況進行分析，以對可能發生異常的監測對象進行異常 確認，當確認可能發生異常的監測對象異常時，發送預警信息。由此可知本發明提供的電力 線路監測系統可以通過多個分布式監測設備的多種監測信息對監測對象是否異常進行監 控，相對于現有技術中通過一個分布式監測設備進行監控的方式來說，其基于的監測信息 增加，進而在基于多樣化監測信息進行監控時使得監控的準確度提高，從而降低虛警率并 提尚系統可靠性。
【附圖說明】
[0031] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 這些附圖獲得其他的附圖。
[0032] 圖1是本發明實施例提供的電力線路監測系統的一種結構示意圖；
[0033] 圖2是本發明實施例提供的電力線路監測系統的另一種結構示意圖；
[0034] 圖3是本發明實施例提供的電力線路監測系統中基站設備的結構示意圖；
[0035] 圖4是本發明實施例提供的基于判決矩陣得到第一監測結果的示意圖；
[0036] 圖5是本發明實施例提供的電力線路監測系統中處理主機的結構示意圖；
[0037] 圖6是本發明實施例提供的電力線路監測系統中信息傳輸的示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 為使本領域技術人員更好地理解本發明實施例，首先對本發明實施例涉及的專業 術語進行說明：
[0039] 傳感網技術：傳感器網技術是一種全新的信息獲取和處理技術，是計算、通信和傳 感器三項技術相結合的產物，傳感網體系可分為感知網絡、傳輸網絡和應用網絡三個層次。 在傳感網中，感知器件被嵌入或裝備到電網、鐵路、隧道、公路、建筑、油氣管道等各種物體 中，并且被普遍連接，形成感知網絡，然后將感知網絡與現有的互聯網整合起來，實現人類 社會與物理系統的整合。其具體表現是通過大量、多種類型傳感器節點組成的傳感器網絡 以實現更透徹感知，將多種類型傳感器互聯實現更廣泛的互聯，將獲取的多維信息進行融 合處理從而得到可信的信息；
[0040] 無線傳感器網絡（wireless sensor network):是由布設大量多種類無線傳感器 節點組成信息感知網絡，以實現更透徹感知、更廣泛的互聯和更深入信息融合，可獲取更細 致、更可信的信息，為智能決策和智能行為提供準確的、可信的信息支撐；
[0041] 分布式監測系統：在本發明實施例中又稱為分布式高壓輸電電力線路監測系統， 是指高壓輸電線路各桿塔和導線段部署的各分布式監測設備，通過傳感網絡連接成一個有 機的整體，共同完成對高壓輸電線路狀態監測和預警發布等功能的系統；
[0042] 輸電線路監測：架空輸電線路容易受到氣象環境（如大風、冰雪等）和人為因素影 響而引起故障，通過對諸如導線溫度、舞動頻率，絕緣子表面的泄漏電流，桿塔的現象圖片 以及環境溫度、濕度、風向、風速、降雨量以及氣壓等信息的監測，實現對輸電線路狀態的實 時可靠在線監測，以有效預防和減少電網設備事故；
[0043] 電力設施智能巡檢：電力設施智能巡檢是電力系統運維維護的重要內容之一，也 是及時發現設備缺陷，避免設備電網事故的重要手段之一。智能巡檢即通過采用物聯網技 術實時在線對電力設施工況信息進行有效采集，提高運維人員對電力設施巡檢的準確性和 靈活性。
[0044] 在本發明實施例中，電力線路監測系統可以通過多個分布式監測設備的多種監測 信息對監測對象是否異常進行監控，相對于現有技術中通過一個分布式監測設備進行監控 的方式來說，其基于的監測信息增加，進而在基于多樣化監測信息進行監控時使得監控的 準確度提高，從而降低虛警率并提高系統可靠性。
[0045] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0046] 請參閱圖1，其示出了本發明實施例提供的電力線路監測系統的結構示意圖，用于 降低虛警率并提高系統的可靠性，所述電力線路監測系統可以包括：多個分布式監測設備 1、基站設備2和主控端設備3。
[0047] 其中每個分布式監測設備1包括采集多個監測對象的不同信息的傳感器，用于通 過每個傳感器分別采集每個監測對象的一種監測信息，得到每個監測對象的多種監測信 息，并對每個監測對象的至少一種監測信息進行分析，得到每個監測對象的第一監測結果。
[0048] 例如分布式監測設備1至少包括兩種類型的監測設備，一種是安裝于導線上，用 于監測導線的變化情況的監測設備，另一種是安裝于桿塔上，用于監測桿塔的變化情況的 監測設備，如圖2所示電力線路監測系統的另一種示意圖，其示出了電力線路監測系統中 分布式監測設備的結構，包括第一監測設備11和第二監測設備12,其中第一監測設備11上 包括用于監測導線溫度的傳感器、用于監測導線弧垂的傳感器、用于監測導線擺動的傳感 器以及用于監測外力破壞的傳感器，除此之外還包括攝像頭和處理主機，其中攝像頭，用于 獲得導線周邊環境的視頻，以監測導線周邊環境，處理主機則用于對監測信息進行分析。第 二監測設備12上包括用于監測桿塔傾斜的傳感器、用于監測桿塔振動的傳感器以及用于 監測外力破壞的傳感器，除此之外還包括攝像頭、微環境氣象監測子設備和處理主機，其中 攝像頭，用于獲得桿塔周邊環境的視頻，以監測桿塔周邊環境，微環境氣象監測子設備，用 于對桿塔所處環境的天氣進行監控，處理主機則用于對監測信息進行分析。
[0049] 從圖2所示分布式監測設備的結構可知，從功能上分為：針對導線防護的防外破、 導線弧垂、導線溫度、線路交跨（導線擺動）和視頻等進行監測的第一監測設備11，針對桿 塔防護的桿塔傾斜、桿塔振動、視頻以及針對環境信息的微氣象等進行監測的第二監測設 備12。也就是說第一監測設備11中的傳感器和第二監測設備12中的傳感器可以分別采集 導線和桿塔這兩個監測對象不同的監測信息，具體的第一監測設備11中的傳感器主要采 集導線上的監測信息，而第二監測設備12中的傳感器主要采集桿塔上的監測信息，且每個 監測設備可以采集多種監測信息。
[0050] 也就是說，分布式監測設備可以采用多種類型傳感器節點組成的傳感器網絡結 構，不僅可實現對監測目標（導線和桿塔）的全面實時信息采集，還可實現更透徹的高壓電 力工況信息感知，這樣電力線路監測系統可通過的大量、多類型傳感器互聯實現更廣泛的 互聯，將獲取的多維信息進行融合處理從而得到可信的信息，為高壓電網的運行決策提供 及時、準確、可信的信息。其中高壓電力工況信息包括：導線溫度、導線弧垂角度、導線舞動 擺動、導線震動等信息以及桿塔的傾角和震動，線路周邊溫度、濕度、風速風向等環境微氣 象等信息。
[0051] 并且從圖1所示電力線路監測系統中，多個分布式監測設備1間采用多跳中繼通 信方式將采集到的監測信息發送給基站設備2,所述基站設備2將接收到的監測信息轉發 給所述主控平臺3。由于多個分布式監測設備1間可以采用多跳中繼通信方式將采集到的 監測信息發送給基站設備2,那么對于單一分布式監測設備1來說，其可以通過與其相鄰的 多個分布式監測設備1上傳采集到的信息，當與其相鄰的多個分布式監測設備1中一條傳 輸路徑發生故障時，其可以在其他正常的傳輸路徑中任意選取一條進行信息傳輸，所以相 對于現有電力線路監測系統中監測設備與主控平臺的點對點通信方式來說，降低了分布式 監測設備1對公網的依賴性。
[0052] 在這里需要說明的一點是：上述圖2所示的電力線路監測系統中給出了不同設備 之間采用的通信方式，對此本發明實施例不再詳述。
[0053] 基站設備2,用于當第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時，獲得位于 同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第二監 測結果，基于第一監測結果和第二監測結果，對可能發生異常的監測對象的異常情況進行 分析，以對可能發生異常的監測對象進行異常確認，并當確認可能發生異常的監測對象異 常時，向主控端設備3發送預警信息。
[0054] 在這里需要說明的是：第一監測結果和第二監測結果僅是為了進行區分，其都是 用于指示單一分布式監測設備對監測對象進行監測得到的監測結果，且得到第二監測結果 的過程與得到第一監測結果的過程相同，對此不再闡述。
[0055] 其中同一監測區域內可以是包括得到第一監測結果的分布式監測設備的一個監 測區域，且該監測區域內還布置有其他分布式監測設備，例如同一監測區域可以是：以得到 第一監測結果的分布式監測設備為中心，以預設距離為半徑的一個圓形監測區域，其中預 設距離為預先設定的一個監測半徑，對其具體取值本發明實施例不再進行闡述。
[0056] 當然同一監測區域還可以是在布置各個分布式監測設備時劃定的監測區域，即由 管理人員事先對哪些分布式監測設備屬于哪個監測區域進行劃定，這樣在一個監測區域內 的分布式監測設備得到的第一監測結果指示監測對象可能異常時，則獲取其所在劃定的監 測區域內的其他分布式監測設備的第二監測結果，對可能發生異常的監測對象是否真正異 常進行判斷。
[0057] 在本發明實施例中，之所以基于第一監測結果和第二監測結果，對可能發生異常 的監測對象的異常情況進行分析是因為第一監測結果和第二監測結果來自不同分布式監 測設備，這樣可以基于不同分布式監測設備對同一個監測對象的監測結果來最終確認其異 常情況。也就是說本發明實施例提供的電力線路監測系統可以協同感知處理各種監測信 息，具體包括分布式監測設備的多種傳感器的協同監測以及對多個分布式監測設備間協同 感知處理，其本質是在完成對電力線路監測系統的部署后，通過多種傳感器的協同監測來 以提高系統的可靠性和準確率。
[0058] 其中基于第一監測結果和第二監測結果，對可能發生異常的監測對象的異常情況 進行分析的方式包括但不限于下述幾種方式：
[0059] 第一種方式：基于公式：嚴,.,(.r))對第一監測結果和 第二監測結果進行融合分析，以判斷可能發生異常的監測對象是否異常，其中MCS(x)為融 合分析結果，Wl為第i個傳感器得到的判決結果的權重，d^U)為第i個傳感器得到的判 決結果，用于指示第i個傳感器得到的監測結果屬于類別j的概率值，L是傳感器個數，C是 類別數，第i個傳感器為得到第一監測結果和第二監測結果時分布式監測設備中的一個傳 感器。
[0060] 在得到融合分析結果MCS(x)后，即可以根據融合分析結果MCS(x)來確認可能發 生異常的監測對象是否異常。例如為融合分析結果MCS(x)設定一閾值，當得到的融合分析 結果MCS(x)大于設定的閾值時，確認可能發生異常的監測對象確實異常，而當得到的融合 分析結果MCS (X)大于設定的閾值時，確認可能發生異常的監測對象未發生異常，其中設定 的閾值根據實際應用而定，對此本發明實施例不限定其取值。
[0061] 第二種方式是：在得到第一監測結果后，基于每個第二監測結果分別對第一監測 結果進行加權修正，得到多個加權監測結果，并將多個加權監測結果進行相加，得到融合 處理結果，以指示可能發生異常的監測對象是否異常。與融合分析結果 MCS(x) -樣，在本發明實施例中也可以為融合處理結果d設定一閾值來判定可能發生異常 的監測對象是否異常。
[0062] 其中基于每個第二監測結果分別對第一監測結果進行加權修正包括：基于加權模 型
對第一監測結果進行加權修正，Wl]表示第二監測結果s 對第一監測結果Sl的影響因子。SNR ,和SNR i分別表示第二監測結果s ,和第一監測結果s i 的當前接收信號的信噪比。1^1、1^和1^是常數，111是選取第二監測結果的個數。（1 ]是第二監 測結果。Zl是第一監測結果經過加權后的加權監測結果，Γι]是第二監測結果 8]對應的分 布式監測設備和第一監測結果Sl對應的分布式監測設備之間的距離。即對每個第一監測 結果來說，選取與得到第一監測結果的分布式監測設備距離最近的m個對其具有影響的其 他分布式監測設備得到的第二監測結果，根據信噪比和距離，對分布式監測設備得到的第 一監測結果進行加權修正，其中其他分布式監測設備得到的第二監測結果的選取方式為現 有方式或者可以由管理人員預設設定，對此不再詳述。
[0063] 當確認可能發生異常的監測對象異常時，發送預警信息。相應的預警信息可以發 送至電力線路監測系統的主控端設備中，如遠程的主控平臺或者是工作人員手持的移動終 端中，用于指示工作人員對監測對象進行檢查，其可以是遠程通過設置在監測對象處的攝 像頭進行實時檢查，也可以是到現場實地檢查。
[0064] 從上述技術方案可知，本發明提供實施例的電力線路監測系統可以通過分布式監 測設備中的每個傳感器采集每個監測對象的一種監測信息，以得到每個監測對象的多種監 測信息，然后對每個監測對象的至少一種監測信息進行分析，得到每個監測對象的第一監 測結果。當第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時，獲得位于同一監測區域范 圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第二監測結果，基于第一 監測結果和第二監測結果，對可能發生異常的監測對象的異常情況進行分析，以對可能發 生異常的監測對象進行異常確認，當確認可能發生異常的監測對象異常時，發送預警信息。 由此可知本發明實施例提供的電力線路監測系統可以通過多個分布式監測設備的多種監 測信息對監測對象是否異常進行監控，相對于現有技術中通過一個分布式監測設備進行監 控的方式來說，其基于的監測信息增加，進而在基于多樣化監測信息進行監控時使得監控 的準確度提高，從而降低虛警率并提高系統可靠性。
[0065] 此外，本發明實施例提供的電力線路監測系統除可以通過對傳感器監測到的多種 監測信息的協同處理后，還可以調取其他信息來聯動處理，如調取監測對象所處環境的環 境視頻，具體可以參閱圖3所示的基站設備的結構示意圖，其可以基于各個監測結果和環 境視頻對監測對象進行監控，其中基站設備包括：獲取單元21、判斷單元22、調取單元23、 分析單元24和發送單元25。
[0066] 獲取單元21，用于當第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時，獲得位 于同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第二 監測結果。
[0067] 判斷單元22,用于基于第一監測結果和第二監測結果，判斷可能發生異常的監測 對象是否異常。其中基于第一監測結果和第二監測結果，判斷可能發生異常的監測對象是 否異常的方式包括但不限于下述幾種方式：
[0068] 第一種方式：基于公式：MCS(x) = u? 4 ,(λ·))對第一監測結果和 第二監測結果進行融合分析，以判斷可能發生異常的監測對象是否異常，其中MCS(x)為融 合分析結果，Wl為第i個傳感器得到的判決結果的權重，d^U)為第i個傳感器得到的判 決結果，用于指示第i個傳感器得到的監測結果屬于類別j的概率值，L是傳感器個數，C是 類別數，第i個傳感器為得到第一監測結果和第二監測結果時分布式監測設備中的一個傳 感器。
[0069] 在得到融合分析結果MCS(x)后，即可以根據融合分析結果MCS(x)來確認可能發 生異常的監測對象是否異常。例如為融合分析結果MCS(x)設定一閾值，當得到的融合分析 結果MCS(x)大于設定的閾值時，確認可能發生異常的監測對象確實異常，而當得到的融合 分析結果MCS (X)大于設定的閾值時，確認可能發生異常的監測對象未發生異常，其中設定 的閾值根據實際應用而定，對此本發明實施例不限定其取值。
[0070] 第二種方式是：在得到第一監測結果后，基于每個第二監測結果分別對第一監測 結果進行加權修正，得到多個加權監測結果，并將多個加權監測結果進行相加，得到融合 處理結果J = /(^二_7,. 2 Z-, )，以指示可能發生異常的監測對象是否異常。與融合分析結果 MCS(x) -樣，在本發明實施例中也可以為融合處理結果d設定一閾值來判定可能發生異常 的監測對象是否異常。
[0071] 其中基于每個第二監測結果分別對第一監測結果進行加權修正包括：基于加權模 型
對第一監測結果進行加權修正，Wl]表示第二監測結果S 對第一監測結果Sl的影響因子。SNR ,和SNR i分別表示第二監測結果S ,和第一監測結果s i 的當前接收信號的信噪比。1^1、1^和1^是常數，111是選取第二監測結果的個數。（1 ]是第二監 測結果。Zl是第一監測結果經過加權后的加權監測結果，Γι]是第二監測結果8]對應的分 布式監測設備和第一監測結果 Sl對應的分布式監測設備之間的距離。即對每個第一監測 結果來說，選取與得到第一監測結果的分布式監測設備距離最近的m個對其具有影響的其 他分布式監測設備得到的第二監測結果，根據信噪比和距離，對分布式監測設備得到的第 一監測結果進行加權修正，其中其他分布式監測設備得到的第二監測結果的選取方式為現 有方式或者可以由管理人員預設設定，對此不再詳述。
[0072] 調取單元23,用于當第一監測結果和第二監測結果指示可能發生異常的監測對象 異常時，調取對可能發生異常的監測對象進行監測的分布式監測設備得到的環境視頻。在 本發明實施例中，環境視頻通過對對可能發生異常的監測對象進行監測的分布式監測設備 中的攝像頭獲得，這樣可以為線路監控提供實時的圖像數據支持，以確定監測對象異常是 否是由非法人員入侵導致。
[0073] 分析單元24,用于對環境視頻中的視頻內容進行分析，得到視頻內容中的人物信 息，當人物信息為空或者人物信息中包含預設圖標信息時，確認可能發生異常的監測對象 未發生異常，以及當人物信息不為空，且人物信息中未包括預設圖標信息時，確認可能發生 異常的監測對象異常，其中預設圖標信息為用于表示合法監測人員的信息。
[0074] 其中得到視頻內容中的人物信息可以通過現有圖像識別技術得到，對此本發明實 施例不再闡述。在人物信息中包含預設圖標信息時，可以確定是合法監測人員在對監測對 象進行檢測，此時則可以不進行預警，降低預警率。如果監測對象可能發生的異常是由動物 導致，此時從視頻內容中得到的人物信息為空，此時可以確定監測對象實際處于正常狀態， 同樣不進行預警，降低預警率。當人物信息不為空，且人物信息中未包括預設圖標信息時， 說明此時有非法人員入侵，進而需要發送預警信息來報警，提示工作人員對現場進行檢查。
[0075] 發送單元25,用于當確認可能發生異常的監測對象異常時，向主控端設備發送預 警信息。
[0076] 從上述技術方案可知，本發明實施例在基于多種類型傳感器協同處理的基礎上， 增加了環境視頻聯動處理，這樣可以確定監測對象的可能發生異常是由哪些事物導致，從 而可以排除動物這些非人員觸碰的情況，降低虛警率并提高系統的可靠性。
[0077] 在本發明實施例中，上述處理主機可以對每個監測對象的一種監測信息進行分 析，得到該監測對象的第一監測結果。當對一種監測信息進行分析時，可以將每次得到的監 測信息與預先設定的報警閾值進行比對，在經過多次比對后即可得到第一監測結果，其中 第一監測結果用于指示監測對象是否異常，在本發明實施例中可以第一監測結果可以采用 不同標識來指示監測對象是否異常。例如第一監測結果可以以不同的數值來指示監測對象 的當前情況，如數值〇指示監測對象正常，而數值1則指示監測對象異常。并且每個傳感器 的報警閾值根據實際應用場景和環境可以隨意設置，在此本發明實施例并不限定其具體取 值。
[0078] 下面以導線溫度檢測為例，說明處理主機對單一監測信息進行分析得到第一監測 結果的過程：用于監測導線溫度的溫度傳感器按照預設時間周期性監測導線溫度，當監測 到溫度變化過快或超出報警閾值時，則會向分布式監測設備發送溫度異常信息，例如上述 圖2中第一監測設備接收溫度異常信息，在接收到溫度異常信息后，會將異常溫度值與當 前的環境溫度，同一個溫度傳感器得到的相間溫升和不同溫度傳感器得到的相對溫升分別 進行比較處理，以判定該異常溫度值的預警信息是否準確，以得到最終的第一監測結果，而 第一監測結果可以通過導線溫度和環境溫度傳的協同感知和信息融合，實現設備與環境、 同一設備相間數據的橫向比較，同類設備間相對溫升數據的縱向比較，因此基于這些多種 數據的對比可以提高第一監測結果的準確度。其中相間溫升指的是導線的三相之間的兩相 之間的溫升，而相對溫升指的是導線的任意一相在不同時刻對比后的溫升。
[0079] 在本發明實施例中，用于監測導線溫度的溫度傳感器采用先進的一體化、微型化 封裝技術，將無線溫度傳感器直接安裝在輸電線路外殼處，實現溫度、相間溫升和相對溫升 的高可靠實時在線監測和故障分析預警，以及輸電線路運行溫度的自動管理，為電網安全 運行提供數據支持。
[0080] 當然，處理主機還可以對每個監測對象的多種監測信息進行分析來得到第一監測 結果，其采用的方式包括但不限于下述幾種：
[0081] 第一種，首先獲取每個監測對象的每種監測信息的判決結果，其中每種監測信息 的判決結果的獲取方式與上述溫度傳感器獲得第一監測結果的方式相同，對此本發明實施 例不再對每種監測信息得到判決結果的過程進行說明。
[0082] 在得到每種監測信息的判決結果后，基于公式：
[0083] 對每個監測對象的不同種監測信息的判決 結果進行分析得到每個監測對象的第一監測結果，其中MCS(x)為第一監測結果，Wl為第i 個傳感器得到的判決結果的權重，4 , (X)為第i個傳感器得到的判決結果，用于指示第i個 傳感器得到的判決結果屬于類別j的概率值，L是傳感器個數，C是類別數，類別則用于指示 判決結果指示監測對象當前情況，其至少分別監測對象正常和監測對象異常這兩類，每個 傳感器得到的判決結果的權重根據傳感器得到的監測信息在整個監測過程中的重要性而 預先設定。
[0084] 以防外破檢測為例，X表示傳感器監測到的監測信息，權重&和概率值d^U)是 根據不同類別傳感器與外部破壞事件的相關程度來設定的，如壁掛震動傳感器權重為〇. 7， 概率值為〇. 8 ;防外破監測傳感器權重為0. 9,概率值為0. 9,桿塔傾角傳感器測量為權重為 〇. 5,概率值為0. 5。
[0085] 第二種方式是：首先，獲取每個監測對象的每種監測信息的判決結果，其中每種監 測信息的判決結果的獲取方式與上述溫度傳感器獲得第一監測結果的方式相同，對此本發 明實施例不再對每種監測信息得到判決結果的過程進行說明。
[0086] 然后，基于每個監測對象的每種監測信息的判決結果構建每個監測對象的判決矩 陣，然后將每個監測對象的判決矩陣分別與判決模板進行比對，得到每個監測對象的第一 監測結果。其中判決矩陣的行向量對應同一個傳感器在不同時刻下的判決結果，其以上述 第i個傳感器得到的判決結果屬于類別j的概率值，列向量則表示不同傳感器得到的判決 結果屬于哪一類的概率值。如圖4所示，其中X表示一個傳感器得到的監測信息，Di表示第 i個傳感器得到的判決結果屬于哪一類的概率值，DP(x)為判決矩陣，DTj表示第j個判決 函數，在實際執行過程中，可以將判決矩陣代入一個判決函數中，得出輸出結果Max，即第一 監測結果。
[0087] 第三種方式是：首先，獲得每個監測對象的每種監測信息的判決結果山= I (y> τ i)，yi為監測信息，i = 1，2, . . .，N，N為監測信息的總個數，τ為監測信息的報 警閾值，其中每種監測信息的判決結果的獲取方式與上述溫度傳感器獲得第一監測結果的 方式相同，對此本發明實施例不再對每種監測信息得到判決結果的過程進行說明。
[0088] 其次，基于加權模型對判決結果進行加權修正，得到加權判決結果Zl，并對每個監 測對象的每種監測信息的加權判決結果進行相加，得到第一監測結果J = /(Σ,Ι, > z/.)，k 為加權判決結果對應的報警閾值。其中加權模型為：
:，Wi.j表示傳感器s.j對傳感器8;的影響因子。SNR』 和SN&分別表示傳感器s ,和傳感器s i的當前接收信號的信噪比。k ^匕和k 3是常數，m是 選取最近傳感器的個數。d,是鄰居傳感器的判決結果。21是傳感器經過加權后的判決結 果，Γι]是傳感器s ,和傳感器s i之間的距離。即對每個傳感器來說，選取與其距離最近的m 個對其具有影響的傳感器，根據信噪比和距離，對每個傳感器的判決結果進行加權修正，其 中傳感器的選取方式為現有方式或者可以由管理人員預設設定，對此不再詳述。
[0090] 當不同傳感器在監測區域中部署完畢，且各個傳感器相互影響關系確定之后，就 可以通過仿真系統建立系統虛警率F與報警閾值k和傳感器虛警率α之間的映射關系表， 通過該映射關系表可以查詢滿足系統虛警率F和傳感器虛警率指標α的報警閾值
[0091] 其中第一監測設備11和第二監測設備12中處理主機的結構如圖5所示，可以包 括：微處理器 111、串 口模塊 112、RS-485 模塊 113、I2C(Inter - Integrated Circuit)接 口模塊114、通信模塊115、存儲模塊116和電源模塊117,其中串口模塊112、RS-485模塊 113和I2C接口模塊114用于連接相對應的傳感器，通信模塊115用于與其他分布式監測設 備通?百。
[0092] 各個傳感器采集到的信息通過各自連接的接口模塊上傳給微處理器，然后再由微 處理器發送給通信模塊115傳輸給與通信模塊115連接的設備。在本發明實施例中，通信 模塊115可以使自身所在分布式監測設備1采集到的信息傳遞給通信模塊115所覆蓋通信 范圍內的其他分布式監測設備1，這樣分布式監測設備1可以通過多跳中繼通信方式將信 息傳遞到基站設備2,最后由基站設備2通過公網傳到主控端設備3。并且各個分布式監測 設備1中的通信模塊115的地位平等，其可以將采集到的信息以合適的傳輸路徑通過其相 鄰的分布式監測設備傳遞到基站設備；同樣，也將基站設備的命令選擇合適的傳輸路徑發 給指定的分布式監測設備，其中分布式監測設備選擇的傳輸路徑是由管理人員從后臺通過 基站來發送給各個分布式監測設備。
[0093] 也就是說，在本發明實施例中，分布式監測設備1同時具有路由管理功能，實現網 絡路由的多路徑備份及多跳中繼通信傳輸，以確保信息傳輸的魯棒性，其信息傳輸的示意 圖如圖6所示。從圖6所示的信息傳輸過程可知，分布式監測設備內部的網絡結構呈星型 網絡結構，這樣位于分布式監測設備內部的傳感器可以通過有線或無線方式將采集到的信 息發送到處理主機，即在分布式監測設備內部是一種點對點的通信方式。
[0094] 在本發明實施例中，上述通信模塊115具有遠程系統升級和參數配置的功能，這 樣分布式監測設備1可以通過通信模塊115接收遠端后臺發送的軟件升級程序，實現對 分布式監測設備1的軟件升級，同時，也可通過參數配置功能，設定各傳感器不同的報警閾 值，以滿足不同電力應用場合的需求。但是受到通信帶寬的影響，本發明實施例僅能對通信 范圍內的分布式監測設備1進行遠程系統升級和參數配置。而且分布式監測設備1中第一 監測設備11和第二監測設備12中的通信模塊115采用的通信方式一致，這樣電力線路監 測系統中新增加的分布式監測設備只需要滿足通信模塊115采用的通信協議要求并通過 安全認證就可以加入本發明實施例提供的電力線路監測系統中，實現第一監測設備11和 第二監測設備12的混合組網，這樣通過無線傳感網的有效組織，可以及時高效、安全的感 知電網傳輸線路和配電系統關鍵設備的信息；同時，根據輸電線路覆蓋面積大的特點，通過 帶狀MESH網絡實現多路徑備份及多跳傳輸，確保數據的可靠傳輸，以使運維管理人員及時 全面了解輸電線路工況信息以及周邊環境狀態，并協助提高電網的綜合運行和管理能力。
[0095] 在本發明實施例中，上述電源模塊117可以包括太陽能供電模塊和蓄電池。即電 源模塊117可以采用太陽能供電和蓄電池供電結合方式來為分布式監測設備1中的各個器 件供電。但是采用太陽能供電需要對太陽能板和蓄電池進行定期維護；在低溫環境中，蓄電 池工作效率很低，不能滿足一些低溫地區的供電要求。為此本發明實施例可以改用其他供 電方式，例如第一監測設備中的電源模塊117采用電流感應取電方式，而第二監測設備中 的電源模塊17仍包括太陽能供電模塊和蓄電池，即第二監測設備中的電源模塊17仍采用 太陽能供電和蓄電池供電結合方式來為第二監測設備中的各個器件供電。
[0096] 這樣安裝于桿塔的第二監測設備在安裝時不需要線路停電，但其太陽能板和蓄電 池需要定期維護；安裝于導線的第一監測設備安裝后是免于維護的，但其缺點是需要線路 停電安裝。針對不同電力應用場合的需求以及安裝維護的需要，在應用本發明實施例中的 分布式監測設備可靈活選擇不同監測設備，以全面滿足輸電線路的智能化監測需求。
[0097] 此外，上述處理主機采用模塊化方式設計，且與處理主機中串口模塊、RS-485模塊 和I2C接口模塊連接的傳感器均采用模塊化方式設計。之所以采用模塊化設計是因為將不 同模塊以及不同類型傳感器組成功能模塊，會使每個功能模塊獨立于電力線路監測系統進 行設計、測試以及生產調試，這樣由性能可靠性有保證的模塊組成的設備，其可靠性也可有 效提高，且可以隨意加入其他原本不包括的傳感器和其他功能的模塊。
[0098] 在本發明實施例中，分布式監測設備還可以通過處理主機對各傳感器的狀態監 測，例如對傳感器電量、運行溫度、通信連接狀態和感應變化量等信息，這些信息不僅可作 為感應數據可靠性的參考和校準，如消除一些傳感器感應數值的溫漂影響等；也可提供給 線路運維和管理人員，使其及時了解監測設備的運行狀態，為運維檢修計劃的制定和狀態 檢修提供技術支持。其中處理主機在對各傳感器的狀態進行監測時可以采用現有對傳感器 狀態進行監測的手段，本發明實施例不再加以闡述。
[0099] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵 蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、系統、物品或者設備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、系統、物品或者設備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過程、系統、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0100] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域技術人員能夠實現或使用本發明。對這 些實施例的多種修改對本領域技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可 以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限 制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的 范圍。
[0101] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種電力線路監測系統，其特征在于，包括：多個分布式監測設備、基站設備和主控 端設備； 每個所述分布式監測設備包括采集多個監測對象的不同信息的傳感器，用于通過每個 傳感器分別采集每個監測對象的一種監測信息，得到每個監測對象的多種監測信息，并對 每個監測對象的至少一種監測信息進行分析，得到每個監測對象的第一監測結果； 所述基站設備，用于當所述第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時，獲得 位于同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第 二監測結果，基于所述第一監測結果和所述第二監測結果，對所述可能發生異常的監測對 象的異常情況進行分析，以對所述可能發生異常的監測對象進行異常確認，并當確認所述 可能發生異常的監測對象異常時，向所述主控端設備發送預警信息。2. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述基站設備包括： 獲取單元，用于當所述第一監測結果指示對應的監測對象可能發生異常時，獲得位于 同一監測區域范圍內其他分布式監測設備對可能發生異常的監測對象進行監測的第二監 測結果； 判斷單元，用于基于所述第一監測結果和所述第二監測結果，判斷所述可能發生異常 的監測對象是否異常； 調取單元，用于當所述第一監測結果和所述第二監測結果指示所述可能發生異常的監 測對象異常時，調取對所述可能發生異常的監測對象進行監測的分布式監測設備得到的環 境視頻，所述環境視頻通過對對所述可能發生異常的監測對象進行監測的分布式監測設備 中的攝像頭獲得； 分析單元，用于對所述環境視頻中的視頻內容進行分析，得到所述視頻內容中的人物 信息，當所述人物信息為空或者所述人物信息中包含預設圖標信息時，確認所述可能發生 異常的監測對象未發生異常，以及當所述人物信息不為空，且所述人物信息中未包括預設 圖標信息時，確認所述可能發生異常的監測對象異常，其中所述預設圖標信息為用于表示 合法監測人員的信息； 發送單元，用于當確認所述可能發生異常的監測對象異常時，向所述主控端設備發送 預警信息。3. 根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述判斷單元用于：基于公式：吋所述第一監測結果和所述第二監測結果進行融合 分析，以判斷所述可能發生異常的監測對象是否異常，其中MCS(X)為融合分析結果，W1為第 i個傳感器得到的判決結果的權重，4 , (X)為第i個傳感器得到的判決結果，用于指示第i 個傳感器得到的監測結果屬于類別j的概率值，L是傳感器個數，C是類別數，所述第i個傳 感器為得到第一監測結果和第二監測結果時分布式監測設備中的一個傳感器。4. 根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述判斷單元用于：在得到第一監測結果 后，基于每個第二監測結果分別對所述第一監測結果進行加權修正，得到多個加權監測結 果； 將多個加權監測結果進行相加，得到融合處理結果，以指示所述可能發生異常的監測 對象是否異常； 其中基于每個第二監測結果分別對所述第一監測結果進行加權修正包括：基于加權模?第一監測結果進行加權修正，Wl]表示第二監測結果S 對第一監測結果S1的影響因子；SNR ,和SNR i分別表示第二監測結果S ,和第一監測結果S i 的當前接收信號的信噪比；h、匕和k 3是常數，m是選取第二監測結果的個數；d ,是第二監 測結果；Zl是第一監測結果經過加權后的加權監測結果，r u是第二監測結果s ,對應的分布 式監測設備和第一監測結果^對應的分布式監測設備之間的距離。5. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述分布式監測設備包括：安裝于導線上 的第一監測設備和安裝于桿塔上的第二監測設備，其中所述第一監測設備上至少包括一種 類型的傳感器，所述第二監測設備上至少包括一種類型的傳感器，且所述第一監測設備中 的傳感器和所述第二監測設備中的傳感器采集到的信息不同；所述第一監測設備和所述第 二監測設備將采集到的信息采用多跳中繼通信方式發送給所述基站設備。6. 根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述第一監測設備包括：處理主機、監測 不同信息的傳感器和攝像頭，且所述監測不同信息的傳感器和所述攝像頭分別連接所述處 理主機，所述監測不同信息的傳感器至少包括：用于監測導線溫度的傳感器、用于監測導線 弧垂的傳感器、用于監測導線擺動的傳感器以及用于監測外力破壞的傳感器； 所述第二監測設備包括：處理主機、監測不同信息的傳感器、攝像頭和環境微氣象監測 子設備，所述監測不同信息的傳感器、攝像頭和環境微氣象監測子設備分別連接所述處理 主機，且所述監測不同信息的傳感器至少包括：用于監測桿塔傾斜的傳感器、用于監測桿塔 振動的傳感器以及用于監測外力破壞的傳感器。7. 根據權利要求6所述的系統，其特征亦干·所彳術々卜理幸和，田干.益取毎個晬測對象 的每種監測信息的判決結果，并基于公式?每個監 測對象的不同種監測信息的判決結果進行分析得到每個監測對象的第一監測結果，其中 MCS(X)為第一監測結果，W1為第i個傳感器得到的判決結果的權重，Clli ,(X)為第i個傳感 器得到的判決結果，用于指示第i個傳感器得到的判決結果屬于類別j的概率值，L是傳感 器個數，C是類別數。8. 根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述處理主機用于：獲取每個監測對象的 每種監測信息的判決結果，基于每個監測對象的每種監測信息的判決結果構建每個監測對 象的判決矩陣，并將每個監測對象的判決矩陣分別與判決模板進行比對，得到每個監測對 象的第一監測結果。9. 根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述處理主機用于：獲得每個監測對象的 每種監測信息的判決結果，基于加權模型對所述判決結果進行加權修正，得到加權判決結 果，并對每個監測對象的每種監測信息的加權判決結果進行相加，得到第一監測結果； 其中加權模型為：ii_j表示傳感器S _j對傳感器S i的影響因子；SNR _j和 SNR1分別表示傳感器s ,和傳感器s i的當前接收信號的信噪比；k i、匕和k 3是常數，m是選 取最近傳感器的個數；(!,是鄰居傳感器的判決結果；Z1是傳感器經過加權后的判決結果，Γι] 是傳感器S]和傳感器s i之間的距離。10.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述第一監測設備和所述第二監測設備 采用太陽能供電模塊和蓄電池結合的方式供電； 或者 所述第一監測設備采用電流感應取電方式供電，所述第二監測設備采用太陽能供電模 塊和蓄電池結合的方式供電。
【文檔編號】G08C17/02GK106017542SQ201510575566
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年9月10日
【發明人】龔昶
【申請人】無錫群欣物聯科技有限公司