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摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，配网设备安全监控技术也越来越完善。为了更好地确保配网设备的安全，为整个配网设备工作的开展保驾护航，必须切实加强安全监控平台的建设，利用其更好地对整个配网的安全运行奠定坚实的基础。
关键词：配网设备;安全监控;视觉辨识;技术
引言
随着国家“十三五”规范对配网建设的大规模投入，配网设备的数量快速增长，且覆盖面广，运行环境复杂多样，传统的人工定期巡检和视频监控效率不高，往往容易造成对关键设备的遗漏。将视觉辨识技术融入到视频监控系统中去，通过图像识别这种技术来实现智能化的监控工作，形成一套有效的报警机制。可以更主动地、智能地、全面地监控整个配电关键区域安全运行情况，并呈递给相关人员，为解决现有监控系统存在的不足提供一条新的途径，推动配网建设向智能化、可视化发展。
1视觉辨识系统的组成
视觉辨识要用计算机来模拟人的视觉功能，通过摄像头获取物品图像，再由视觉系统软件利用获取的物品图像与预先摄取并存储于图像数据库的物品信息比较，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别，搜寻与获取的物品信息相匹配的存储图像。这并不仅仅是人眼的简单延伸，更重要的是具有人脑的一部分功能—从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。视觉辨识系统主要由三部分组成：图像的采集、图像的处理和分析、输出或显示。图像采集指利用图像传感器件捕捉目标以及环境中的图像信息，完成图像数据采集，是视觉辨识系统的基础。配网设备的环境复杂，设备多样，所需采集的图像信息量较大，包括杆上的导线、横担、绝缘子、避雷器、开关、刀闸、变压器等，配电站房内开关柜、直流屏、UPS、远动柜等。图像数据分析与处理指从获取的图像数据中挖掘所需要的目标特征信息，进行各种运算来抽取目标的特征，然后再根据预设的判别标准输出判断结果。如杆上是否有鸟兽筑巢、导线上是否有树枝缠绕或者垃圾袋等异物悬挂，导线是否受外力破坏而破皮断线，绝缘子、避雷器、刀闸开关是否有损坏，是否经常有路人或车辆碰触设备，配电站房内是否有小动物入侵等。输出或显示是在图像数据分析和处理的基础上，及时发现危险现象，并根据不同的危险等级发出报警信号，提醒监控人员设备存在安全隐患或已发生故障，监控人员便可根据警报信息第一时间安排消缺设备隐患或隔离故障，避免意外事故的发生及进一步扩大。这三个技术环节彼此互相影响，任何一个环节图出现偏差都将对视觉辨识系统的整体性能产生显著影响。
2视觉辨识系统的关键技术研究
2.1运动物体识别技术研究
通过不同的特征刻画出运动物体存在的区域和具体位置，并提取相应的特征信息，运用SVM支持向量机对采集的样本进行训练和识别。最后根据所研究的算法，编写相应的识别程序模块。鉴于监控背景环境复杂，具有场景较大、运动物体相对较小且经常被遮挡或半遮挡、背景由各种各样的电线杆和母线等物体组成等特点，采用基于OPENCV的混合高斯模型进行运动目标的前景检测。基于视觉辨识的图像采集和处理算法包含了从视频序列中检测物体运动目标、对目标进行分类跟踪、进而分析识物体的行为，属于图像分析的范畴。物体运动视觉分析是指在视频序列中检测出物体的目标，并对目标的行为进行分析，它通常包括运动检测、目标分类以及目标跟踪三个过程，视觉分析的处理框架物体检测的第一步是要检测出画面的运动区域，使用基于物体特征的分割方法。根据对监测图像预处理后截取的图像，为此可将这些图片分为正样本集和负样本集。将正负样本集的样本提取GABOR小波特征和HOG特征并写成训练样本格式，；之后将训练样本带进SVM支持向量机进行训练，最终得到三次多项式分类器；最后将检测到的运动物体图像带入分类器进行判别，对可能造成危险的运动物体给予报警，。之所以使用GABOR小波特征和HOG特征，是因为GABOR小波特征具有抗光照的性能而HOG特征具有尺度和旋转不变的特性。
2.2加强关联数据的分析
在安全监控平台中，其不仅能支持事件类型关联，还支持事件内容关联和资产信息关联，并利用特定算法，在大量安全事故数据中找出有用数据，从而更好地对目前安全趋势与规律进行分析。加强关联数据分析，主要从以下几个关联分析类型入手：①基本关联。主要是结合事件基本的属性信息关联得出结果。②攻击关联，主要是结合安全设备所发出的各种告警事件，根据目标资产类型形成关联分析结果。③位置关联，主要是结合事件的来源位置及目标资产所在的物理位置，形成关联分析结果。④角色关联，主要是结合事件的有关用户名，根据事件的基本属性形成关联分析结果。⑤因果关联，主要是结合事件类型，根据事件行为结果形成关联分析结果。
2.3运动物体入侵监控报警系统研究
运动物体入侵监控报警系统包括高清视频监控终端和运动物体入侵监控及识别软件。高清视频监控终端由高清摄像头、3G/4G视频监控终端组成。监控终端采用工业级高性能嵌入式ARM处理器设计，具有超大内存，能够高速缓存数据和指令，具有高速数据访问能力和指令处理能力，本地硬盘存储和SD卡存储，通过高清摄像头采集监控区域视频信息，同时支持环境温湿度、烟雾、气体等智能传感器接入，通过3G/4G无线通信网络将编码和压缩后的视频信息传送给运动物体入侵监控及识别软件进行图像监视和识别。运动物体入侵监控及识别软件分类管理各个监控区域的实时数据，控制云台，远程视频回看，同时调用运动物体识别和跟踪算法模块对监控区域安全进行分析，当识别到有物体入侵后，通过语音或短信方式进行提醒。软件同时支持手机和PC客户端在线观看、监控、存储和前端控制。
2.4数据界面的展示
数据界面的展示，主要是采取图形化的方式，分析和查询所采监视设备的数据，并采取图形化方式和图表方式将其数据展示出来，最后就其分析的结果采取报表的方式将其输出并管理。如在指标分析过程中，其主要是利用设备数量的统计分析图，看出各类设备所占比例，根据安全设备的统计柱状图，对每周的平台设备在线运行率进行分析，根据地域信息的统计对安全事件的情况进行分析。而在装置管理中，主要是管理和查询加密装置，从而远程对加密装置进行管理，并对其配置进行优化和完善，同时在页面中对加密装置所处的链路情况进行实时查看，从而将画面实时的显示、监视刷新出来。
结语
视觉辨识技术的应用，不仅能够实现配电设备复杂环境下重点区域现场影像的自动记录、数据远程传输和远程集中监视等功能，还可对入侵的大尺寸物体进行自动检测和跟踪，及时发现危险现象，并发出报警，避免意外事故的发生或事故发生后的进一步扩大。对于保障配电设备重点区域安全、提高作业人员安全意识、提高设备运行的可靠性等方面具有明显效果，具有广阔的应用前景。
参考文献:
[1]范祥,卢道华,王佳.机器视觉在工业领域中的研究应用[J].现代制造工程,2015(06):129-133.
[2]李福建,张元培.机器视觉系统组成研究[J].自动化博览,2015(02):61-63.
[3]张萍,朱政红.机器视觉技术及其在机械制造自动化中的应用[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2016,30(10):1292-1295