一种多手段联动的智能巡检系统的制作方法

1.本发明涉及设备监测技术领域，具体是一种多手段联动的智能巡检系统。


背景技术：

2.设备巡视是变电站运行管理中重要一项内容，而目前在变电站设备巡视中，主要依靠人工定期巡视为主，由于巡视人员在对专业知识掌握情况不同、变电站设备需要巡检项目繁多等原因，极易造成在巡检的时候发生漏检或错检等现象，甚至会发生因工作失误或疏忽导致巡检工作不能有效的开展，出现弄虚作假的现象，严重影响了供电系统的安全稳定性，同时也不利于增进巡检人员对业务知识的熟练掌握。
3.现有的技术往往只能对变电室进行简单的监控，对于变电室内的设备运行状态的监控，大多只能依靠人工检测，且变电站由于存在一定危险性，如何避免无关人员进入变电站的同时，使得变电站内运行情况得到有效监控，是我们需要解决的问题，为此，现提供一种多手段联动的智能巡检系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种多手段联动的智能巡检系统。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种多手段联动的智能巡检系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有信息库、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及联动巡检模块；
6.所述信息库用于存储变电室内的变电设备的基本信息以及拥有进出变电室权限的人员的基本信息，所述信息库内还设置有变电室的二维布局模型图；
7.所述数据采集模块由若干个不同功能的数据采集终端组成，用于获取变电室内的多维度数据，多维度数据包括人脸信息、视频数据、变电室内的人员的位置信息以及变电室内的易燃气体浓度；
8.所述数据处理模块用于对数据采集模块所获得到的人脸信息、视频数据以及燃气体浓度数据进行处理；
9.所述数据分析模块用于对所获取到的变电室内的多维度数据进行分析，判定变电室内是否存在异常；
10.所述联动巡检模块用于结合多自由度机器人及监控中心，对变电室内进行巡检。
11.进一步的，所述二维布局模型图的构建方式包括：
12.在变电室所在区域的中心点设置坐标原点，并以该坐标原点建立二维坐标系；
13.根据实际情况，将变电室内的变电设备映射至二维坐标系内，生成变电设备模型，并标记每个变电设备模型在二维坐标系内所占用的坐标范围；
14.根据变电设备的危险系数，对每个变电设备设置安全范围，并将安全范围在二维坐标系内进行标记。
15.进一步的，所述数据采集模块获取变电室内的多维度数据的过程包括：
16.在变电室内设置多自由度机器人，并基于多自由度机器人搭载视频数据采集终端，通过视频数据采集终端获取变电室内的视频数据；
17.所述变电室的入口设置有用于进行身份识别的人脸识别终端，在变电室的入口设置有身份识别检测区域，当身份识别检测区域内有人员进入时，则人脸识别终端启动，并获得身份识别检测区域内存在的人脸信息；
18.所述变电室内设置有若干气体数据采集终端，用于获取变电室内的易燃气体浓度。
19.进一步的，所述气体数据采集终端获取变电室内的易燃气体浓度的过程包括：将气体数据采集终端进行标号，并根据每个气体数据采集终端在变电室内的安装位置，映射至二维布局模型图内，并将每个气体数据采集终端在二维布局模型图内的坐标进行标记，获取变电室内的易燃气体浓度。
20.进一步的，所述数据处理模块对人脸信息的处理过程包括：
21.当身份识别检测区域内有人员进入，且获得了该人员的人脸信息时，则将所获得的人脸信息与信息库内所存储的拥有进出变电室权限的人员的人脸照片一一进行匹配，根据匹配结果判定该人员能否进入变电室。
22.进一步的，所述数据处理模块对视频数据的处理过程包括：通过多自由度机器人按照定期巡检路线对变电室内的变电设备进行巡检；
23.将多自由度机器人在进行巡检的过程中，所获得的视频数据转化为视频帧图片，并对每个视频帧图片进行栅格化处理；
24.将栅格化处理后的视频帧图片输入至神经网络训练模型，并提取视频帧图片中的关键特征。
25.进一步的，所述数据处理模块对所获得的易燃气体浓度数据进行处理的过程包括：
26.设置气体浓度阈值，并将变电室内每个气体数据采集终端所获得到的易燃气体浓度与气体浓度阈值进行对比，并将其中易燃气体浓度超过气体浓度阈值的气体数据采集终端进行标记；
27.通过被标记的气体数据采集终端；连续获取m组易燃气体浓度数据，然后获得被标记的气体数据采集终端的气体预警系数。
28.进一步的，所述数据分析模块对所获取到的变电室内的数据分析的过程包括：
29.根据所提取到的关键特征判断变电室中的变电设备存在异常时，则根据变电设备的位置生成预警信息；
30.设置气体预警系数阈值和排风需求系数阈值；将气体数据采集终端的气体预警系数与气体预警系数阈值进行对比，判断该气体数据采集终端的所在位置的易燃气体含量是否超标；
31.当存在气体数据采集终端所在位置的易燃气体含量超标时，则根据所有的气体数据采集终端所获取到的易燃气体浓度获得变电室内的排风需求系数，根据所获得的排风需求系数与排风需求系数阈值进行对比，判断变电室是否需要进行排风。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置多自由度机器人，从而对变电站内的变电设备进行定期巡检，并获取变电站内的视频数据，判断变电站内的变电设备是否
存在异常，同时通过气体数据采集终端获取变电站内易燃气体的含量，从而对变电站内的运行情况进行有效监控，且当变电站的变电设备出现异常或易燃气体含量超标，能够通过远程控制多自由度机器人对出现异常的变电设备或气体数据采集终端的所在位置进行巡检，从而为维检人员提供初步判断的依据，避免维检人员直接进入变电站内，而发生危险，且当变电站内的易燃气体浓度超标时，根据需求对变电站内进行排风。
附图说明
33.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
34.如图1所示，一种多手段联动的智能巡检系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有信息库、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及联动巡检模块；
35.所述信息库还用于存储变电室内的变电设备的基本信息以及拥有进出变电室权限的人员的基本信息，所述变电设备的基本信息包括设备名称、设备编号以及设备在变电室内的位置信息；拥有进出变电室权限的人员的基本信息包括姓名、性别、年龄、实名认证的手机号码以及人脸照片；
36.所述信息库内还设置有变电室的二维布局模型图，所述二维布局模型图的具体构建方式包括：
37.在变电室所在区域的中心点设置坐标原点，并以该坐标原点建立二维坐标系；
38.根据实际情况，将变电室内的变电设备映射至二维坐标系内，生成变电设备模型，并标记每个变电设备模型在二维坐标系内所占用的坐标范围；
39.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，二维坐标系的横坐标为x，纵坐标为y；
40.根据变电设备的危险系数，对每个变电设备设置安全范围，并将安全范围在二维坐标系内进行标记；
41.从而获得二维布局模型图，并将二维布局模型图上传至信息库内进行保存；
42.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当变电设备运行正常时，则在二维布局模型内，对应的变电设备模型高亮显示，当某一个变电设备运行异常时，则对应的变电设备模型在二维布局模型图内低频闪烁。
43.所述数据采集模块由若干个不同功能的数据采集终端组成，用于获取变电室内的多维度数据，所述数据采集模块获取变电室内的多维度数据的具体过程包括：
44.在变电室内设置多自由度机器人，并基于多自由度机器人搭载视频数据采集终端，通过视频数据采集终端获取变电室内的视频数据；
45.所述变电室的入口还设置有用于进行身份识别的人脸识别终端，在变电室的入口设置有身份识别检测区域，当身份识别检测区域内有人员进入时，则人脸识别终端启动，并获得身份识别检测区域内存在的人脸信息，并将所获得的人脸信息上传至数据处理模块；
46.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当人员进入至变电室内时，实时获取进入变电室的人员的位置信息，并将该人员在变电室内的位置信息实时上传至数据处理模块；
47.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述变电室内设置有若干气体数据采
集终端，将气体数据采集终端进行标号，记为i，i＝1,2，
……
，n，n为整数，且n＞1；并根据每个气体数据采集终端在变电室内的安装位置，映射至二维布局模型图内，并将每个气体数据采集终端在二维布局模型图内的坐标标记为(xi，yi)；所述气体数据采集终端用于获取变电室内的易燃气体浓度，并将易燃气体浓度标记为yri，将所获得的变电室内的易燃气体浓度发送至数据处理模块；需要进一步说明的是，所述易燃气体浓度包括六氟化硫浓度、一氧化碳浓度以及臭氧浓度等易燃气体的浓度之和。
48.所述数据处理模块用于对数据采集模块所获得到的数据进行处理，具体过程包括：
49.当身份识别检测区域内有人员进入，且获得了该人员的人脸信息时，则将所获得的人脸信息与信息库内所存储的拥有进出变电室权限的人员的人脸照片一一进行匹配，若匹配成功，则该人员拥有进入变电室的权限，若匹配不成功，则无法进入变电室；当身份识别检测区域内有人员进入，且无法获得该人员的人脸信息时，则该人员无法进入变电室；
50.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当判定人员无法进入变电室时，该人员强行进入变电室，则产生声光报警，同时向监控中心发送预警信息；
51.为多自由度机器人设置定期巡检路线，并通过多自由度机器人按照定期巡检路线对变电室内的变电设备进行巡检；
52.将多自由度机器人在进行巡检的过程中，所获得的视频数据转化为视频帧图片，并对每个视频帧图片进行栅格化处理；
53.将栅格化处理后的视频帧图片输入至神经网络训练模型，并提取视频帧图片中的关键特征，所述关键特征包括变电设备的电表数值、变电设备的表面集尘以及变电设备的位置；
54.将所提取到的关键特征发送至数据分析模块；
55.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述数据处理模块还用于对所获得的易燃气体浓度数据进行处理，具体处理过程包括：
56.设置气体浓度阈值，将气体浓度阈值标记为qy，并将变电室内每个气体数据采集终端所获得到的易燃气体浓度与气体浓度阈值进行对比，并将其中易燃气体浓度超过气体浓度阈值的气体数据采集终端进行标记；
57.通过被标记的气体数据采集终端；连续获取m组易燃气体浓度数据，并将每组易燃气体浓度标记为ynj，其中j＝1，2，
……
，m，m为整数且m＞1；
58.则获得标号为i的气体数据采集终端的气体预警系数为qxi，则
59.将所获得的气体预警系数发送至数据分析模块。
60.所述数据分析模块用于对所获取到的变电室内的多维度数据进行分析，判定变电室内是否存在异常，具体过程包括：
61.根据所提取到的关键特征判断变电室中的变电设备是否存在异常；
62.当电表数值存在异常时，则根据变电设备的位置生成预警信息，并将预警信息发送至监控中心；
63.需要进一步说明的是，所述数据分析模块还用于根据变电室内各个气体数据采集终端所获取到的气体预警系数，对变电室内的环境情况进行分析，具体过程包括：
64.设置气体预警系数阈值和排风需求系数阈值，并分别将气体预警系数阈值和排风需求系数阈值标记为xy和py；
65.则当气体数据采集终端的气体预警系数qxi＞xy时，则表示该气体数据采集终端的所在位置的易燃气体含量超标；
66.当存在气体数据采集终端所在位置的易燃气体含量超标时，则根据所有的气体数据采集终端所获取到的易燃气体浓度获得变电室内的排风需求系数px；
67.其中需要进一步说明的是，在具体实施过程中，qx
max
为所有气体数据采集终端的气体预警系数中的最大值，qx
mmin
为所有气体数据采集终端的气体预警系数中的最小值；
68.则当px＜py时，则表示变电室内的整体易燃气体浓度正常，不需要进行排风；则将存在易燃气体含量超标的气体数据采集终端的位置信息发送至联动巡检模块；
69.当px≥py时，则表示变电室内的整体易燃气体浓度超标，则生成室内排风指令，根据室内排风指令对变电室内进行排风，从而降低变电室内的易燃气体含量，避免变电室内出现自燃或爆炸等危险情况。
70.所述联动巡检模块用于结合多自由度机器人及监控中心，对变电室内进行巡检，具体过程包括：
71.当变电室内存在易燃气体含量超标的气体数据采集终端时，则根据该气体数据采集终端的位置信息，对多自由度机器人规划到达该气体数据采集终端处的最优路径，并通过最优路径到达气体数据采集终端的所在位置；需要进一步说明的是，最优路径即为多自由度机器人到达该气体数据采集终端所需时间最短的路径，且多自由度机器人在前往气体数据采集终端的过程中不进行数据采集；
72.多自由度机器人通过搭载的视频采集终端获取气体数据采集终端周围的视频数据，并将视频数据发送至监控中心，监控中心远程根据所获得的视频数据远程对出现易燃气体浓度超标的原因进行分析。需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当监控中心无法进行远程分析时，则通过指定维检人员到变电室内进行检修，则被指定的维检人员自动拥有进入变电室的权限。
73.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。