解决方案

智能视频分析技术在电力行业的应用

2015-07-09 16:30:35 htcview 190
    前言
 
    近年来,电力行业的改革一直在推行,近期国家发展改革委又召开电视电话会议部署全国电力体制改革工作。在电力行业的改革工作中,电网管理是重要的内容板块。这几年我国的智能电网建设获得了较快的发展,“十二五”期间,国家电网推广了智能变电站等重点项目,规划新建100KV以上的智能变电站5100座,新建以及改扩建电站推动安防视频监控系统在电力系统的广泛应用。着紧,随着视频监控市场的快速发展,各种监控需求逐年增多,监控设备也越来越丰富,人们不断对监控系统提出了更高、更新的要求。对智能视频分析的需求是视频监控应用到一定阶段后的需要,它能很好地缓解传统视频监控中海量信息冗余问题,本文将对智能分析技术在电力行业的应用与发展做简单的介绍。
 
    一、电力行业对智能视频分析技术的应用现状
 
    随着技术的发展目前电力设备越来越先进,也越来越复杂,以往依靠人工读各种表盘、监视设备的运行工况的方法越来越不显示,尤其在无人值守的变电站更是如此。同时,置于无人值守或少人值守的变电站的电力物资往往吸引了众多不法之徒的眼光,如盗窃设备,放置危险物品破坏设备等犯罪活动成为了电网安全运行的重大隐患。因此,为了减轻电网工作人员在电网监控中的有效信息筛选的难题以及提升智能化管理水平,今年来智能视频分析成为电力行业的新技术需求。我们知道,早起电力行业中的视频监控系统遇到异常情况一般都是进行事后处理,这往往为时已晚。而以计算机视觉与模式为基础的视频分析技术,能够自动的从纷繁的视频图像中分辨。识别和提取出关键目标的有用信息,可以做到事前预警,事中处理。事后取证,同时也进一步丰富了视频检测的功能。利用这些优点,将视频分析技术应用于电力行业,可以解决对电气设备运行工况以及生产应用的智能判断,提升电力监控系统的智慧化水平。为电力客户管理起到减员增效的重要作用。
 
    这几年,随着智能电网的建设以及我过对公共安全要求的提升,现在电力行业对智能分析的需求越来越迫切,电厂,电站不断引进了智能分析技术的应用,从目前来看,周界防范,入侵检测,人脸检测,遗弃物、拌线,物体搬移等这些智能算法在变电站或者转变仓库等的应用比较成熟,其它的一些应用仍需要推进,总体来说,目前由于智能技术的发展缓慢,电力行业的视频智能分析技术应用还属于比较初级阶段,因为电力行业的特点决定了其对智能分析产品的需求有自身的特殊性。比如要求设备必须具备良好的电能兼容性,防水,防爆以及必须适应服务的应用环境。可以说由于应用场景负责,误报率比较高,这一定程度上影响客户的使用体验。这是目前各个厂家需要突破的技术问题。
 
    二、需求及具体应用
 
    电力行业的安防视频监控是一个很庞大的和对安全级别要求很高的系统,电力行业中不同专业对于系统的应用需求也存在差异,比如发电厂、变电站、输电线路、电力营业厅等,因应用环境和业务性质不同,各自对视频智能监控的具体要求也不仅不同。从目前工程商获取到的客户群要求来看,目前电力行业对智能监控的需求广泛存在。应用场景主要包括:(1)变电站和发电厂因公共安全要求,需具备非法入侵、周界防范,电子围墙等智能功能;(2)电子设备物资仓库由于需要对进出人员进行监控因此有智能球机跟踪需求;同事需对进出设备进行管理,因此有设备计数智能需求;(3)电力营业厅需要对工资人员工作量进行考核评估以便更好地安排人力资源,有客流量统计等智能需求。(4)由于输电线路的环境比较复杂,因此需要电网下坠报警。周边植物过快生长,电网周边野草丛生,电网附近有烟火干扰,高压电网上有附作物。高压电网线上的破损等预警需求。
 
    针对上述电力行业对视频智能分析技术应用的需求,目前可以采用基于机器视觉技术的“智能监控”来实现以下一些应用功能:
 
    1、特定区域非法入侵检测。
 
    非法入侵是设定一定的区域,划定一定的虚拟线圈或绊线,对进入的移动目标进行过滤和标定,把不需要报警的小物体过滤掉,当有人活着移动物体进入警戒区域后只能图像分析自动触发报警,并对报警现场视频弹窗,以通知相关监控人员,做到良好的预警效果。具体到电力行业,这一应用可以在变电站场地,仓储物资周边等场景下设置一个或多个图像区域规则,其能够支持各种独立入侵或联合入侵的人、车祸其它目标,支持设定多个任意形状的防区,多个防区位置可以重叠,且不影响。
智能视频分析技术在电力行业的应用
    2、重要装备仓库周边警戒线穿越检测。
 
    警戒线的检测则是对需要报警的区域设置单挑或者多条警戒线,当有动物体通过或者跨警戒线时,系统会立刻报警弹出现场画面,并可以看到现场的真实情况,例如在变电站场景内,对于高压变电设备可以采用设置有方向的绊线规则,防止人员越过安全距离工作。这样在警戒区内,当有人,车或者其他移动物体从警戒线走反方向经过时,系统将会自动识别并报警。如果移动目标没有按照设定方向穿越警戒线则不会产生任何报警。
 
    3、服务营业厅及装备仓库流量统计。
 
    流量统计包括客流量和车流量,其主要是利用图像分析原理对相关的人员或者车辆进行数量统计,目前流量统计的精确率在96%以上,用户可以根据流量数据做出相应的决策,如通过统计电力营业厅进出客流量情况,客户可以做出人力资源调整和工作时间安排,提升电力营业窗口服务水平。
 
    4、高压电网周边烟雾检测。
 
    烟雾检测是利用图像分析原理对画面中产生的烟雾进行分析,区分出背景和需要报警的烟雾形态,一般软件对烟雾用矩形框表示出来,实现对烟雾的识别并通过报警联动方式通知相关人员,已达到预警的监控目的。
 
    5、高压电网周边火焰检测。
 
    火焰检测是目前消防和公共安全需要的一个辅助手动,其主要是利用火焰燃烧的状态特征,用算法来分析是火焰,并通过报警联动方式出发报警实现对火焰的检测,实现智能分析预警要求。虽然火焰检测在目前图像分析中还没有达到一个理想的分析效果,但由于其成本比热成像摄像机低得多,可以作为辅助手段帮助电力用户以及时发现电网故障情况,因此还是有很多客户有这方面的需求。
 
    6、徘徊检测
 
    徘徊检测主要是在重要电力设备周边、变电站周边,装备仓库周边设定任意形状的警戒区域,设定移动目标在警戒区域内徘徊的报警时间,当移动目标在警戒区域内来回走动,达到报警时间就会弹出报警画面和发出报警声音。
 
    7、逆行检测
 
    逆行检测也叫方向检测,该功能在变电站、发电厂、装备仓库的警戒区域内设定方向,当有运动目标(人或车)按照预先设定逆行方向在警戒区域内移动则出发告警,同时弹出报警窗口逆行目标被标示出并跟踪其运动轨迹。
 
    8、遗弃物检测和物体搬移检测
 
    在摄像机监视的视场范围内,当有满足预设尺寸范围的物品被遗留在电厂,电站等警戒区域内同事停留时间达到预设门限后,则自动产生报警,并在物品停放位置生成报警框提醒相关人员注意有异常物品遗留,监控人员也可以查看报警录像,查看事件发生的前后情况。
智能视频分析技术在电力行业遗留物检测    智能视频分析技术在电力行业物体搬移检测

 


    9、摄像机健康检测
 
    这个是智能分析的一个辅助功能,摄像机抗干扰检测主要是针对摄像机被人为喷涂、移动位置,散焦或因环境恶劣如风雪、日照干扰等,该功能模块能及时发现并报警通知相关人员,这样在目前大量使用摄像机监控情况下能及时发现问题,及时改正,从而及时安排人力进行维护,保证视频质量。
 
    10、球机跟踪检测。
 
    采用图像检测,识别跟踪技术,通过视频分析算法和多目标跟踪算法,配合精准的云台控制系统,实现对全景区域内多个移动目标或选定目标自动(或手动),快速、精准、连续流畅的捕捉和跟踪,并同步完成对全景区域的监控需要和智能行为分析预警机制。从而满足变电站等无人值守区域高等级的安保需求。
 
    三、应用面临的挑战
 
    从目前的发展来看,智能分析在电力的应用有一定的起色,但是在应用中仍面临诸多挑战;首先是网络的问题,一般变电站都是在比较偏远的地区,当地的网络环境都不大理想,所以很多地方目前迫切需要解决的是如何能正常应用高清监控的网络带宽问题,解决了这个基础问题才能解决食品智能分析问题,其次是设备产品问题,电力行业的应用环境复杂恶劣使其对产品的硬件性能要求极高,由于使用现场的强电磁干扰,产品的抗爆性能指标必须高于其他通用产品,优势还需要通过专业的电力行业产品商专门定制,再次是误报问题,很多电力设备周边都有茂密的稻草树木这样必然会给图像行为分析代理一些不必要的干扰误报,影响到用户的使用体验。所以智能分析产品在电力行业应用要优化高效的算法,否则会有很多误报产生。再次,用户的认知问题,用户对智能分析的客观了解,电力行业系统集成商对智能分析产品的信息和推广力度等都要提升,一旦用户意识到视频智能分析技术带来的好处和预警便利,智能分析产品在电力行业大面积应用将指日可待。
 
    结语
 
    针对电力行业的需求,近年来不少安防企业推出了相应的产品与解决方案,深圳华天成公司作为专业致力与安防监控产品研发生产和智能视频分析应用公司,其结合电力行业用户的实际需求,在底层算法上做了很多优化和处理,首先为了更准确的分析移动目标,采用国际专利误警率最小化系统,有效的过滤因光线、树叶摇动、小动物等因素造成的误报,大大提升智能行为分析系列功能的准确率。同时公司的视频分析采用全软件化操作,硬件用常规ONVIF协议摄像机即可兼容,不会受品牌和软件的限制。后期增加统计点非常方便,无需再采购一整台硬件设备。
 
    任何产品的发展和应用都是从简单一个用开始,比如周界入侵检测,方向报警等,再到复杂的电网下坠报警、重要变电房的危险遗留物检测,电网周边野草丛生,电网附近烟火防范等。这需要甲方、电力行业系统集成商和智能分析厂家共同努力,在电力行业找到更多智能分析应用的结合点,才能更好地提升电力行业的智能化应用。