一种标签溯源的电力智能样本库管理系统及方法与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，尤其是一种标签溯源的电力智能样本库管理系统及方法。


背景技术：

2.目前，随着人工智能尤其是图像识别技术在电力行业应用逐渐深化，在设备状态识别、设备缺陷识别、人员行为安全等方面发挥了重要的作用，随着电网建设规模的不断扩大，对图像识别的精度也提出了更高的要求，通过算法改进来提升识别效果的方式目前已到达瓶颈，这就迫使研究人员需要结合电力行业特点，从其他的角度入手来实现识别精度的提升。
3.样本作为人工智能三要素之一，发挥了重要的作用，样本的质量对模型识别精度的高低有很大的影响，电力系统的图片样本数据采集目前存在部分采集样本效果不佳且对于采集到的样本缺乏标签信息标注，这就使得无法采取有效的手段来规范样本管理，更无法充分挖掘样本信息。因此如何提升样本管理手段，提升样本挖掘价值，并如何通过样本溯源提升采集效果，成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为改善传统电力样本管理效率低下、应用效果不佳、现场拍摄效果不佳的问题，本发明的首要目的在于提供一种提高电力智能模型识别精度，为电力系统设备安全运行提供重要保障的标签溯源的电力智能样本库管理系统。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种标签溯源的电力智能样本库管理系统，包括：
6.样本采集模块，用于拍摄变压器、隔离开关、断路器设备的样本图片；
7.样本图像识别模块，利用样本图像识别模型对采集的样本图片进行识别；
8.样本标签规范标注模块，依据样本标签规范对采集的样本图片的识别目标进行标注，包括正确标注目标的位置和类别；
9.样本溯源模块，用于对经过标注的样本图片进行筛选，对于问题样本图片进行现场溯源处理，对现场的问题设备进行调整修改；
10.样本信息可视化展示模块，用于在选中某一样本图片后，分两个区域对样本图片信息进行展示：其中，第一区域为样本标签区域，用于展示样本标签规范中所包含的各类基础信息；第二区域为样本识别区域，用于展示样本图像识别模型的识别结果及识别区域；
11.样本库，用于对采集的样本图片进行存储。
12.所述样本标签规范包括变电站名称、设备名称、设备类型、相别、生产厂家、型号、设备编码、部位、巡视点位名称、巡视点位编号、预置位名称、预置位编码、预置位编号、预置位配置日期、数据格式、巡视方式、算法标签类别、算法编码、算法厂家、节点名称、节点类型、节点编码、节点ip地址、节点厂家、节点投运日期、节点安装位置、节点运行状态、摄像机
名称、摄像机类型、摄像机编码、摄像机厂家、摄像机型号和摄像机安装位置。
13.所述样本图像识别模型包括设备状态识别模型、设备缺陷识别模型和表计读数识别模型。
14.所述样本采集模块包括摄像机、无人机、机器人的前端采集设备。
15.本发明的另一目的在于提供一种标签溯源的电力智能样本库管理系统的管理方法，该方法包括下列顺序的步骤：
16.(1)通过样本采集模块采集电力设备的样本图片；
17.(2)将采集到的电力设备的样本图片上传至普通节点，即变电站站端；
18.(3)将采集到的样本图片中的红外及可见光图像统一转换生成jpg格式；
19.(4)将经步骤(3)转换后的样本图片从变电站站端汇聚到具有分析推理功能的集控站即智能节点；
20.(5)将智能节点处理完成的样本图片和其对应的标签信息上传至样本库中。
21.所述步骤(3)具体包括以下步骤：
22.(3a)将统一格式的样本图片按照类别进行样本分类；
23.分类完成的样本图片在变电站站端配置样本标签台账信息，样本标签台账信息包括变电站名称、设备名称、设备类型、相别、生产厂家、型号、设备编码、部位、巡视点位名称、巡视点位编号、预置位名称、预置位编码、预置位编号、预置位配置日期、数据格式、巡视方式、算法标签类别、算法编码、算法厂家、节点名称、节点类型、节点编码、节点ip地址、节点厂家、节点投运日期、节点安装位置、节点运行状态、摄像机名称、摄像机类型、摄像机编码、摄像机厂家、摄像机型号和摄像机安装位置；
24.(3c)对样本图片的格式进行转换，统一转换为jpg格式。
25.所述步骤(4)具体包括以下步骤：
26.(4a)在智能节点对样本图片进行识别并分类：
27.样本图片采集时分别采集设备状态图像、设备缺陷图像和表计读数图像三类：
28.对于采集到的设备状态图像，调用设备状态识别模型进行识别，以判断设备目前状态；
29.对于采集到的设备缺陷图像，调用设备缺陷识别模型进行识别，以判断设备是否存在外观缺陷；
30.对于采集到的表计图像，调用表计读数识别模型识别，以判断设备运行是否存在故障和隐患；
31.(4b)对识别完成的样本图片进行筛选，保留有目标的样本图片；
32.(4c)在智能节点对样本图片进行标注，生成对应的识别标签和识别框。
33.所述步骤(5)具体包括以下步骤：
34.(5a)对上传的样本图片进行二次标注，修改识别错误的标签和识别框；
35.(5b)对样本图片的信息进行解析，通过页面进行可视化展示；
36.(5c)筛选负样本图片，对现场进行样本图片采集溯源，调整样本采集模块。
37.由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：第一，本发明搭建了一套标签溯源的电力智能样本库管理系统，该系统构建一套样本标签台账表，对非结构化样本数据的标签进行结构化表述，有助于在样本筛选后对问题样本进行溯源查询，并针对样本采集问题的
原因进行查找分析，整改后提升样本采集效果；第二，本发明通过智能节点的推理功能识别样本目标的类别和位置，生成对应的xml文件，上传至样本库后，对识别的结果进行审核和修改，减少运维人员标注样本的工作量，提升样本标注的准确度。
附图说明
38.图1为本发明的方法流程图；
39.图2为本发明的系统架构图。
具体实施方式
40.如图2所示，一种标签溯源的电力智能样本库管理系统，包括：
41.样本采集模块，用于拍摄变压器、隔离开关、断路器设备的样本图片；
42.样本图像识别模块，利用样本图像识别模型对采集的样本图片进行识别；
43.样本标签规范标注模块，依据样本标签规范对采集的样本图片的识别目标进行标注，包括正确标注目标的位置和类别；
44.样本溯源模块，用于对经过标注的样本图片进行筛选，对于问题样本图片进行现场溯源处理，对现场的问题设备进行调整修改；
45.样本信息可视化展示模块，用于在选中某一样本图片后，分两个区域对样本图片信息进行展示：其中，第一区域为样本标签区域，用于展示样本标签规范中所包含的各类基础信息；第二区域为样本识别区域，用于展示样本图像识别模型的识别结果及识别区域；
46.样本库，用于对采集的样本图片进行存储。
47.所述样本标签规范包括变电站名称、设备名称、设备类型、相别、生产厂家、型号、设备编码、部位、巡视点位名称、巡视点位编号、预置位名称、预置位编码、预置位编号、预置位配置日期、数据格式、巡视方式、算法标签类别、算法编码、算法厂家、节点名称、节点类型、节点编码、节点ip地址、节点厂家、节点投运日期、节点安装位置、节点运行状态、摄像机名称、摄像机类型、摄像机编码、摄像机厂家、摄像机型号和摄像机安装位置。
48.所述样本图像识别模型包括设备状态识别模型、设备缺陷识别模型和表计读数识别模型。
49.所述样本采集模块包括摄像机、无人机、机器人的前端采集设备。
50.如图1所示，本方法包括下列顺序的步骤：
51.(1)通过样本采集模块采集电力设备的样本图片；
52.(2)将采集到的电力设备的样本图片上传至普通节点，即变电站站端；
53.(3)将采集到的样本图片中的红外及可见光图像统一转换生成jpg格式；
54.(4)将经步骤(3)转换后的样本图片从变电站站端汇聚到具有分析推理功能的集控站即智能节点；
55.(5)将智能节点处理完成的样本图片和其对应的标签信息上传至样本库中。
56.所述步骤(3)具体包括以下步骤：
57.(3a)将统一格式的样本图片按照类别进行样本分类；
58.分类完成的样本图片在变电站站端配置样本标签台账信息，如表1所示，样本标签台账信息包括变电站名称、设备名称、设备类型、相别、生产厂家、型号、设备编码、部位、巡
视点位名称、巡视点位编号、预置位名称、预置位编码、预置位编号、预置位配置日期、数据格式、巡视方式、算法标签类别、算法编码、算法厂家、节点名称、节点类型、节点编码、节点ip地址、节点厂家、节点投运日期、节点安装位置、节点运行状态、摄像机名称、摄像机类型、摄像机编码、摄像机厂家、摄像机型号和摄像机安装位置；
59.表1样本标签台账信息
[0060][0061][0062]
(3c)对样本图片的格式进行转换，统一转换为jpg格式。
[0063]
所述步骤(4)具体包括以下步骤：
[0064]
(4a)在智能节点对样本图片进行识别并分类：
[0065]
样本图片采集时分别采集设备状态图像、设备缺陷图像和表计读数图像三类：
[0066]
对于采集到的设备状态图像，调用设备状态识别模型进行识别，以判断设备目前状态；
[0067]
对于采集到的设备缺陷图像，调用设备缺陷识别模型进行识别，以判断设备是否
存在外观缺陷；
[0068]
对于采集到的表计图像，调用表计读数识别模型识别，以判断设备运行是否存在故障和隐患；
[0069]
(4b)对识别完成的样本图片进行筛选，保留有目标的样本图片；
[0070]
(4c)在智能节点对样本图片进行标注，生成对应的识别标签和识别框。
[0071]
所述步骤(5)具体包括以下步骤：
[0072]
(5a)对上传的样本图片进行二次标注，修改识别错误的标签和识别框；
[0073]
(5b)对样本图片的信息进行解析，通过页面进行可视化展示；
[0074]
(5c)筛选负样本图片，对现场进行样本图片采集溯源，调整样本采集模块。
[0075]
综上所述，本发明搭建了一套标签溯源的电力智能样本库管理系统，该系统构建一套样本标签台账表，对非结构化样本数据的标签进行结构化表述，有助于在样本筛选后对问题样本进行溯源查询，并针对样本采集问题的原因进行查找分析，整改后提升样本采集效果；本发明通过智能节点的推理功能识别样本目标的类别和位置，生成对应的xml文件，上传至样本库后，对识别的结果进行审核和修改，减少运维人员标注样本的工作量，提升样本标注的准确度。