變電檢修計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用

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摘要：在本文的分析過程中，主要闡釋現(xiàn)階段在變電檢修過程中應(yīng)用到的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，以此幫助相關(guān)領(lǐng)域的研究人員充分的理解。

關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)；人工智能；計(jì)算模型；視覺系統(tǒng)

1計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

現(xiàn)階段，人工智能系統(tǒng)已經(jīng)成為全世界范圍內(nèi)的尖端科技之一，為此在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，都有在進(jìn)行人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用嘗試。在人工智能系統(tǒng)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是核心的組成部分，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，需要由若干個(gè)圖像信息組合而成，在進(jìn)行變電檢修的過程中，便可以很好的對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而替代原本的工作人員參與的工作，利用對各種圖片信息的整合，以此形成視覺技術(shù)類型，從而有效的避免原本人工形式下，容易出現(xiàn)的各種誤差和失誤。對于現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，視覺技術(shù)的應(yīng)用可以起到良好的作用[1]。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，本質(zhì)上就是一種可以讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“看”的技術(shù)類型，只不過在應(yīng)用的過程中并不需要人類通過雙眼去觀察，而是需要使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行“看”，甚至可以說計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的出現(xiàn)，就是讓計(jì)算機(jī)學(xué)會去“看”，進(jìn)一步提升人工智能化的程度。對于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)而言，隸屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，在進(jìn)行工作的過程中，需要由攝影機(jī)、掃描儀、成像儀以及電腦等諸多的設(shè)備儀器，以此來替代人眼的觀看模式，對其需要被檢測的對象，進(jìn)行視覺層面上的識別、分析以及測量和監(jiān)測等作業(yè)[2]。是現(xiàn)階段逐漸發(fā)展起來的一種信息技術(shù)類型，隨著人們對于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的深入研究，已經(jīng)逐漸朝著更高的人工智能方面進(jìn)行著發(fā)展。在具體的應(yīng)用過程中，人們也正在逐漸將圖像當(dāng)中的多維數(shù)據(jù)，同人工系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的融合，這樣便可以很好的處理信息的分析工作，并對行為進(jìn)行一定的控制。但是需要特別注意的是，計(jì)算機(jī)視覺不等同于機(jī)器視覺，這樣的兩個(gè)術(shù)語在概念上有著一定的區(qū)別，但是又有著一定的關(guān)聯(lián)性。首先對于計(jì)算機(jī)視覺而言，在運(yùn)行的過程中是對圖像進(jìn)行一定的處理、模式識別以及將人工智能技術(shù)進(jìn)行有效的運(yùn)用，因此在實(shí)際操作中更加偏向于，對單幅或者多組的圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)端的分析處理。對于圖像的采集，可以進(jìn)行單個(gè)傳感器或者多組傳感器的方式進(jìn)行獲取，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)，在單一的傳感器當(dāng)中，在不同的時(shí)間點(diǎn)當(dāng)中對圖像進(jìn)行序列的獲取。在分析的過程中，需要對采集圖像的目標(biāo)進(jìn)行識別，從而明確出觀察對象的具體形狀和位置，并采用三維景物的方式對物體進(jìn)行解釋[3]。通常情況下，在對計(jì)算機(jī)視覺進(jìn)行研究的過程中，會比較常用幾何模型或者復(fù)雜的知識進(jìn)行圖像信息的表述，并在建立起來的模型上進(jìn)行匹配和檢索。在具體的收縮模上，普遍采用自低向上的形式。而對于機(jī)器視覺技術(shù)而言，主要是在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行工程化的處理，以此讓設(shè)備可以進(jìn)行自動化的信息獲取，并對一些特定的圖像進(jìn)行詳細(xì)的分析，起到對行為進(jìn)行控制的作用[4]。以此，機(jī)器視覺能夠幫助計(jì)算機(jī)視覺在應(yīng)用的過程中，提供出豐富的圖像信息，以及對觀察對象的分析理論，并賦予基本的邏輯算法。也就是，機(jī)器視覺需要為計(jì)算視覺的應(yīng)用，提供基本的傳感器模型、邏輯算法以及基本的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為此，現(xiàn)階段可以這么認(rèn)為，在一個(gè)機(jī)器當(dāng)中，視覺系統(tǒng)可以對單一物體，進(jìn)行自動化的單幅或者多組圖像的識別，同時(shí)對獲取到的視覺信息進(jìn)行詳細(xì)的分析，比對各種特征量，以此對分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果的計(jì)算，進(jìn)而做出合理的決策。

2計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在變電檢修領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1智能變電站的當(dāng)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段智能變電站的出現(xiàn)，是一種具有著較低能源損耗，以及可以長期穩(wěn)定運(yùn)行下去的智能設(shè)備。在這樣的變電站當(dāng)中，主要形成了在全站信息的數(shù)字化傳輸形式，同時(shí)也是進(jìn)一步的將通信的網(wǎng)絡(luò)化，保障在變電站運(yùn)行的過程中，信息可以具有著較高的共享性，同時(shí)在對信息的共享、采集、測量以及具體的控制過程中，都可以實(shí)現(xiàn)自動化的保護(hù)，在變電站運(yùn)行的過程中，也能夠?qū)崿F(xiàn)全天候不間斷的自動控制，對其中出現(xiàn)的各種問題以及狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。變電站在智能化之后，從技術(shù)層面上來看，是一種技術(shù)性的自動化發(fā)展，可以將原本人工需要參與的工作全部交給系統(tǒng)來執(zhí)行。而在結(jié)構(gòu)上來看，智能變電站當(dāng)中，需要安裝各種電子互感器以及電子的傳感器，包括一些智能開關(guān)以及各種先進(jìn)的智能化設(shè)備，為此需要對整體的系統(tǒng)進(jìn)行全面的信息化革新。但是在這樣擁有較高數(shù)量的電子設(shè)備的變電站來說，一旦在發(fā)生變電站故障的時(shí)候，就會需要信息系統(tǒng)進(jìn)行良好的管控，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層面的智能化監(jiān)測。雖然在傳統(tǒng)的巡檢過程中，會使用到二次設(shè)備，進(jìn)行變電系統(tǒng)的自動診斷，是相比較傳統(tǒng)的人工檢修過程有著質(zhì)的變化，可以最大限度的降低人工的參與程度，從而保障在對變電站進(jìn)行更高效的檢修。但是，雖然在應(yīng)用的過程中，其智能后臺可以為檢修的工作人員，提供一些保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的信息，以及對當(dāng)前電力線路以及各種運(yùn)行當(dāng)中的電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行提供，但是在一些現(xiàn)場保護(hù)裝置的面板上，對于各種出現(xiàn)的知識等，以及新廠保護(hù)裝置面屏上的重要信息提示，還需要相關(guān)技術(shù)人員來到現(xiàn)場進(jìn)行人工形式的判斷和分析。對于這一類信息而言，在進(jìn)行故障的成因以及對故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位的過程中，有著重要的價(jià)值，也是重要的參考數(shù)據(jù)。對于變電站現(xiàn)場而言，其中變電站的控制室里由于安裝了諸多的電力保護(hù)裝置，使得在這個(gè)區(qū)域當(dāng)中，需要進(jìn)行攝像頭的安裝，并實(shí)現(xiàn)了智能巡檢機(jī)器人的設(shè)置，這樣在進(jìn)行電力巡檢的過程中，便可以不需要在利用人工的方式，來到現(xiàn)場進(jìn)行保護(hù)裝置的監(jiān)測。同時(shí)也能夠?qū)ΜF(xiàn)場當(dāng)中，各種裝置面板上的致死等，以及文字信息進(jìn)行分析和獲取。在具體的應(yīng)用過程中大體上可以分為兩種不同的場景。首先當(dāng)變電站發(fā)生故障的時(shí)候，安裝的智能巡檢機(jī)器人hi第一時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場情況的拍照，對現(xiàn)場出現(xiàn)的各種設(shè)備以圖像的形式，傳輸給系統(tǒng)的后臺，進(jìn)行分析。第二種情況主要是會對故障發(fā)生的時(shí)候，對信息的變化進(jìn)行相應(yīng)的比較分析，一旦在信息出現(xiàn)異常情況的時(shí)候，例如故障燈亮起、成長運(yùn)行過程中的燈滅掉，或者應(yīng)該進(jìn)行閃爍的燈突然不閃爍等情況，這時(shí)候系統(tǒng)就能夠及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，通知相關(guān)技術(shù)人員。對于上述的第一種情況而言，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，需要利用視覺技術(shù)的手段，對在外觀上幾乎等同的電力設(shè)備進(jìn)行智能化的分析，從而找到與故障有著密切關(guān)聯(lián)的保護(hù)裝置，之后再對該設(shè)備進(jìn)行拍攝的自動對焦、方法縮小、錄像等操作。而對于第二種情況而言，則需要利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的圖像識別能力，對設(shè)備進(jìn)行多組的拍攝，從而進(jìn)行圖像的信息分析處理，以此能夠進(jìn)行各種預(yù)警模式的識別，進(jìn)而做出相應(yīng)的判斷。同時(shí)，對于變電站當(dāng)中的室外隔離開關(guān)而言，也就是刀閘，也需要對其具體的位置信息，采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的方式進(jìn)行信息的識別，例如需要對合閘、分閘以及接地的狀態(tài)進(jìn)行圖像的識別。

2.2在線檢測的應(yīng)用

伴隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，因此對電氣設(shè)備的檢修工作，從原本的計(jì)劃檢修方式，轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)型的檢修方式。而利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)的在線狀態(tài)監(jiān)測，能夠利用攝像頭當(dāng)中的紅外拍攝技術(shù)手段，對其故障問題進(jìn)行檢測。在進(jìn)行紅外圖像的識別過程中，是由于不同物體在不同狀態(tài)當(dāng)中的溫度有著較為密切的聯(lián)系。為此，在使用紅外熱像儀進(jìn)行拍攝的過程中，可以得到對各類檢測對象的紅外圖像信息，之后再對其圖譜進(jìn)行相應(yīng)的比對和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的智能化變電站當(dāng)中的電力設(shè)備的巡檢作業(yè)。這樣的工作開展方式，是建立在對整個(gè)變電站溫度有效管理的基礎(chǔ)之上所開展的，因此在也是能夠有效的保障維持整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性關(guān)鍵所在。例如在變電站運(yùn)行的過程中，一旦在斷路器出現(xiàn)了接觸不良的情況，就會直接導(dǎo)致在局部位置發(fā)生溫度的上升，又或者由于在局部位置出現(xiàn)少油的情況，使得發(fā)生了升溫的故障，這樣的故障分析當(dāng)中，均可以使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，來對溫度異常的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，之后在將其圖譜拍攝下來對比正常情況下的數(shù)據(jù)信息，一旦當(dāng)下的紅外圖像超出了規(guī)定的閾值，就表明在該位置發(fā)生了故障問題，之后在通知相關(guān)技術(shù)人員，進(jìn)行故障的全面信息判定。

參考文獻(xiàn)

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作者：蔡駿峰 湯勝 劉海瓊 鄒芹 張磊 王丹君 單位：國網(wǎng)湖北省電力公司武漢供電公司