(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010372565.8
(22)申请日 2020.05.06
(71)申请人 许昌许继软件技术有限公司
地址 461000 河南省许昌市许继大道1706
号
申请人 许继集团有限公司
许继电气股份有限公司
(72)发明人 陈斌 王广民 肖亮 张巧霞
张思远 陈哲 李宏川 李江林
慕宗君 张海庭 邵广时 沈志广
(74)专利代理机构 北京中政联科专利代理事务
所(普通合伙) 11489
代理人 陈超
(51)Int.Cl.
H04N 5/268(2006.01)
H04N 7/18(2006.01)
(54)发明名称基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统及方法(57)摘要本发明涉及一种基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统及方法，顺控监控主机确认需要进行顺控操作的隔离开关，将需要操作的隔离开关的编号和分合状态发送给视频监控主机，视频监控主机根据隔离开关编号调取摄像头相应预置位，然后获取实时视频发送给智能分析主机进行分析，将分析的结果写成e格式的文件，通过反向隔离装置把判断结果文件传给顺控监控主机，顺控监控主机解析结果文件，得到隔离开关位置和遥信进行双确认。一键顺控要求顺控操作得到非同源信号的双确认，采用视频图像识别作为第二判据，具有判断准确、完全独立安装且不用停电、 维护便捷、
安全可靠的优点。权利要求书2页 说明书7页 附图2页CN 111614913 A 2020.09.01
C N 111614913
A
1.一种基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，其特征在于，包括顺控监控主机、视频监控主机、若干摄像机、智能防误主机、智能分析主机、正向隔离装置及反向隔离装置；
所述顺控监控主机，根据倒闸指令，通过智能防误主机进行倒闸指令的防误校验；通过所述正向隔离装置将所述隔离开关的编号及分合状态发送到视频监控主机；接收所述视频监控主机发送的隔离开关位置识别结果，确认隔离开关的动作结果；
所述视频监控主机根据所述隔离开关的编号获得隔离开关的位置，根据所述隔离开关的位置调用对应的摄像机至预定采集位置，采集所述隔离开关的图像；将摄像机采集的图像发送给所述智能分析主机；将所述智能分析主机得到的隔离开关位置识别结果通过所述反向隔离装置发送给所述顺控监控主机；
所述智能分析主机根据图像判断隔离开关的位置并将判断结果发送给所述视频监控主机。
2.根据权利要求1所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，其特征在于，还包括站控层交换机和IV区视频交换机，站控层交换机用于顺控监控主机与智能防误主机的数据交互，IV区视频交换机用于将摄像机采集的图像发送给所述视频监控主机，所述视频监控主机通过IV区视频交换机与所述智能分析主机进行数据交互。
3.根据权利要求1或2所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，其特征在于，所述摄像机采用云台相机，采用仰视视角拍摄，以面状物体作为背景；对于水平类型刀闸，满足合闸状态下，整个刀闸的刀臂及部分绝缘瓷瓶都在视野范围内，摄像机与合闸触头位置连线与刀臂所在直线所成夹角大于45度，视野范围内没有与刀闸平行或重合物体；对于垂直类型刀闸，满足合闸状态下，刀闸拐臂上半部分与静触头的两个环在视野范围内，刀闸触头部分背景没有重叠物。
4.根据权利要求3所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，其特征在于，对于500kV的隔离开关所有的刀闸设置至少9台摄像机；220kV以下对于一个间隔上所有的隔离开关，设置3台摄像机；所述顺控监控主机和智能防误主机与所述视频监控主机、若干摄像机智能分析主机设置在不同的安全分区，彼此隔离，通过正向隔离装置及反向隔离装置进行数据交互。
5.根据权利要求1或2所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，其特征在于，所述智能分析主机，根据图像判断隔离开关的分、合位置或刀闸分合指示牌指示的隔离开关的分、合位置判断隔
离开关的位置，并在识别出隔离开关三相位置不一致或与顺控主机发出的联动信号中隔离开关位置不一致时下报警。
6.根据权利要求1或2所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，其特征在于，所述顺控监控主机通过UDP报文向所述视频监控主机发送隔离开关的编号及分合状态，所述UDP报文包括：类型标识，站序号，隔离开关编号，监控类型，隔离开关动作属性长度，隔离开关动作属性，隔离开关变化值描述长度，隔离开关变化值，事件时标以及和校验。
7.一种利用权利要求1至6之一所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统的确认方法，其特征在于，包括：
所述顺控监控主机，根据倒闸指令，通过智能防误主机进行倒闸指令的防误校验；通过所述正向隔离装置将所述隔离开关的编号及分合状态发送到视频监控主机；
所述视频监控主机根据所述隔离开关的编号获得隔离开关的位置，根据所述隔离开关的位置调用对应的摄像机至预定采集位置，采集所述隔离开关的图像；
所述视频监控主机将摄像机采集的图像发送给所述智能分析主机；所述智能分析主机根据图像判断隔离开关位置并将判断结果发送给所述视频监控主机；所述视频监控主机将所述智能分析主机得到的隔离开
关位置识别结果通过所述反向隔离装置发送给所述顺控监控主机；所述顺控监控主机接收所述视频监控主机发送的隔离开关位置识别结果，确认隔离开关的动作结果。
8.根据权利要求7所述的确认方法，其特征在于，根据倒闸指令，通过所述正向隔离装置将所述隔离开关的编号及分合状态发送到视频监控主机，包括：
所述顺控监控主机通过隔离开关、断路器、接地刀闸的状态组合计算出当前需要操作的隔离开关所在间隔的状态；
根据间隔的当前状态和操作的目标状态，确定需要操作的隔离开关；将隔离开关的编号和开合状态信息以UDP报文的形式通过正向隔离装置发送到所述视频监控主机。
9.根据权利要求8所述的确认方法，其特征在于，所述视频监控主机接收到UDP报文后，执行的操作包括：
所述视频监控主机根据UDP报文中的隔离开关编号查对应联动摄像头，获取要操作的隔离开关的实时图像；
对于GIS的隔离开关：所述智能分析主机采用模拟人眼进行物体的检测辨识，首先到刀闸的位置，再在隔离开关中到字符，辨识字符，使用一个可滑动的固定大小的窗口去依次获取图像内的一个局部区
域，用图像特征来表征该局部区域，将窗口图像与目标图像进行图像颜分布的比较，滤掉与目标图像颜差别大于阈值的子区域，再用分类器去判别是否为要寻的目标；根据字符辨识确定分合位置作为识别结果；
对于AIS的隔离开关：直接采集刀闸图像，构建深度学习模型并训练，深度学习模型提取图像候选区域中的特征识别出分合状态；将所述深度学习模型训练后内置于所述智能分析主机；所述智能分析主机基于图像获得识别结果。
进一步地，对于指针型GIS的隔离开关，需要先确定刀闸在图像中的位置；待刀闸位置确定后，寻指针线位置；确定指针的直线方程，最后根据指针所在位置的字符进行字符辨识，确定分合位置作为识别结果。
10.根据权利要求9所述的确认方法，其特征在于，当所述视频监控主机完成接收到识别结果后，生成隔离开关位置确认结果的文件，通过反向隔离装置传送到所述顺控监控主机；
所述顺控监控主机周期性检测反向隔离装置上的确认结果的文件，检测到确认结果的文件后分析传输的识别结果，与遥信位置进行对比，进行双确认。
基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统及方法。
背景技术
[0002]变电站“一键顺控”操作，是智能电网的一个高级应用技术，通过应用自动控制技术、传感和物联网技术、状态自动识别和智能判断技术，将繁杂、重复、易误的传统人工倒闸操作模式转变为项目软件预制、操作任务模块化搭建、设备状态自动识别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行第自动模式，代表了智能电网运检的未来发展方向。采用一键顺控操作变电站，通过倒闸操作程序化，在操作中尽量避免人为错误，达到减少或无需人工操作，减少人为误操作，提高操作效率，为实现真正意义上的无人值班进而为应对人员缺少和变电站的日益增多的矛盾，提高变电站的安全运行水平，开辟了一条全新的出路。然而，由于目前一、二次设备状态位置判别方法单一，不满足安规中对设备位置“双确认”判别要求，限制了顺控技术的推广应用。如何提供第二判据成为本领域亟待解决的技术问题。
[0003]近年来，视频监控技术向“高清化、网络化、智能化”加速演进，已经开始应用在实际工作和生活中，特别是视频智能分析技术，通过对视频数据流进行图像处理、目标分析，实现自动检测、目标跟踪
等。视频监控是智能变电站辅助系统的重要子系统，如果能够利用视频监控提取有效信息，将能够作为隔离开关位置的判断依据。
发明内容
[0004]为了实现隔离开关位置的双确认，本发明提供一种基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统及方法，以实现顺控操作，提供不同源的第二判据的要求。
[0005]为达到上述目的，本发明提供了基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统，包括顺控监控主机、视频监控主机、若干摄像机、智能防误主机、智能分析主机、正向隔离装置及反向隔离装置；
[0006]所述顺控监控主机，根据倒闸指令，通过智能防误主机进行倒闸指令的防误校验；通过所述正向隔离装置将所述隔离开关的编号及分合状态发送到视频监控主机；接收所述视频监控主机发送的隔离开关位置识别结果，确认隔离开关的动作结果；
[0007]所述视频监控主机根据所述隔离开关的编号获得隔离开关的位置，根据所述隔离开关的位置调用对应的摄像机至预定采集位置，采集所述隔离开关的图像；将摄像机采集的图像发送给所述智能分析主机；将所述智能分析主机得到的隔离开关位置识别结果通过所述反向隔离装置发送给所述顺控监控主机；
[0008]所述智能分析主机根据图像判断隔离开关的位置并将判断结果发送给所述视频监控主机。
[0009]进一步地，还包括站控层交换机和IV区视频交换机，站控层交换机用于顺控监控
主机与智能防误主机的数据交互，IV区视频交换机用于将摄像机采集的图像发送给所述视频监控主机，所述视频监控主机通过IV区视频交换机与所述智能分析主机进行数据交互。[0010]进一步地，所述摄像机采用云台相机，采用仰视视角拍摄，以面状物体作为背景；对于水平类型刀闸，满足合闸状态下，整个刀闸的刀臂及部分绝缘瓷瓶都在视野范围内，摄像机与合闸触头位置连线与刀臂所在直线所成夹角大于45度，视野范围内没有与刀闸平行或重合物体；对于垂直类型刀闸，满足合闸状态下，刀闸拐臂上半部分与静触头的两个环在视野范围内，刀闸触头部分背景没有重叠物。
[0011]进一步地，对于500kV的隔离开关所有的刀闸设置至少9台摄像机；220kV以下对于一个间隔上所有的隔离开关，设置3台摄像机；所述顺控监控主机和智能防误主机与所述视频监控主机、若干摄像机智能分析主机设置在不同的安全分区，彼此隔离，通过正向隔离装置及反向隔离装置进行数据交互。
[0012]进一步地，所述智能分析主机，根据图像判断隔离开关的分、合位置或刀闸分合指示牌指示的隔离开关的分、合位置判断隔离开关的位置，并在识别出隔离开关三相位置不一致或与顺控主机发出的联动信号中隔离开关位置不一致时下报警。
[0013]进一步地，所述顺控监控主机通过UDP报文向所述视频监控主机发送隔离开关的编号及分合状态，所述UDP报文包括：类型标识，站序号，隔离开关编号，监控类型，隔离开关动作属性长度，隔离开关动作属性，隔离开关变化值描述长度，隔离开关变化值，事件时标以及和校验。
[0014]本发明另一方面提供一种利用所述的基于隔离开关位置智能识别的一键顺控双确认系统的确认方法，包括：
[0015]所述顺控监控主机，根据倒闸指令，通过智能防误主机进行倒闸指令的防误校验；通过所述正向隔离装置将所述隔离开关的编号及分合状态发送到视频监控主机；[0016]所述视频监控主机根据所述隔离开关的编号获得隔离开关的位置，根据所述隔离开关的位置调用对应的摄像机至预定采集位置，采集所述隔离开关的图像；
[0017]所述视频监控主机将摄像机采集的图像发送给所述智能分析主机；所述智能分析主机根据图像判断隔离开关位置并将判断结果发送给所述视频监控主机；所述视频监控主机将所述智能分析主机得到的隔离开关位置识别结果通过所述反向隔离装置发送给所述顺控监控主机；所述顺控监控主机接收所述视频监控主机发送的隔离开关位置识别结果，确认隔离开关的动作结果。
[0018]进一步地，根据倒闸指令，通过所述正向隔离装置将所述隔离开关的编号及分合状态发送到视频监控主机，包括：
[0019]所述顺控监控主机通过隔离开关、断路器、接地刀闸的状态组合计算出当前需要操作的隔离开关所在间隔的状态；
[0020]根据间隔的当前状态和操作的目标状态，确定需要操作的隔离开关；将隔离开关的编号和开合状态信息以UDP报文的形式通过正向隔离装置发送到所述视频监控主机。[0021]进一步地，所述视频监控主机接收到UDP报文后，执行的操作包括：
[0022]所述视频监控主机根据UDP报文中的隔离开关编号查对应联动摄像头，获取要操作的隔离开关的实时图像；
[0023]对于GIS的隔离开关：所述智能分析主机采用模拟人眼进行物体的检测辨识，首先
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