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摘要：电力行业中，变电站远程图像监控技术已经非常成熟，从前端的摄像头、解码器到后端的视频服务器等产品都已经得到了广泛的应用，也取得了较好的效果。但在野外或者线路上，由于通道原因，远程图像监控技术一直没有得到有效的开发和应用，加上早期无线通信网络技术、太阳能技术等没有被广泛应用，导致从取能到传输都使输电线路远程图像监控受到限制。
关键字：远程监控、保障输电系统
1 项目研究背景
随着国民经济的发展，各行各业对电力的需求不断扩大，如何提早预防、及时发现危害输电线路的自然灾害和意外事故，成为保障电力供应的一项重要基础工作。釆用先进技术对输电线路进行监控、分析和处理，切实保障电力系统的安全供电受到了相关行业极大的关注和重视。积极推广和应用无线通信技术，保障电力系统设备安全是支持科技综合能力、创新能力的重要途径之一。而保障输电系统安全运行的重要任务是保障输电线路的安全。
2 现状分析
2.1输电线路图像监控与自动报警系统设计与实现
输电线路在线监测技术是指在不影响线路正常运行的情况下，利用安装在线路上的监测装置，获取线路各种实吋运行数据（如，温度、风速风向等）的技术。输电线路在线监测技术是状态监测、状态巡视、状态检修的基础和前提。国外研究此项技术始于上世纪80年代，主要用于航空监测行业。相比于国外，国内对输电线路在线检测技术的研究起步较晚，但随着国外高新技术和产品的引进和吸收，国内高校、研究所等科研单位和企业也开始加大对在线监测技术研究的投入，并在2000年之后相继开发出了一系列具有完善功能的输电线路在线检测技术。
早期，由于数据传输技术和能源技术的限制，输电线路在线监测技术只能应用于室内或者被限制在一个小的范围内使用，一直没有得到广泛的应用。但是随着近几年移动通信网络的飞速发展，特别是GPRS/CDMA和3G网络的广泛使用，使得地域的限制已经不再是制约输电线路在线监测技术发展的因素，基本上解决了远距离，甚至是超远距离数据传输的难题。同时太阳能技术、计算机技术、电子技术以及其他先进技术的发展，使得输电线路在线监测技术需要的实时性、准确性要求都得到了满足。现阶段，绝缘体在线监测、雷电在线监测、输电线路环境监测、输电线路导线微风振动的监测、输电线路视频监控等输电线路在线监测技术都已经达到了正式的商用水平，并且不少已经在使用当中了，也获得了不错的效果。随着美国提出智能电网标准，智能电网成为了下一个发展风向标。得益于输电线路在线监测技术的成熟发展，目前智能电网正处于飞快的发展时期。如何更好更快的促进智能电网的发展是输电线路在线监测技术近几年的研究热点。
2.2监控图像的自动识别与报警技术
图像识别是指在计算机视觉中，从一幅图像或视频列中找出指定目标对象的过程。图像识别是人类与生俱来的本领，人类可以轻松的在图像中识别出目标，无论目标的形状是否已经被改变还是己经被旋转了，但这对于计算机视觉系统来说仍是一个挑战。目前国内外对该项技术的研究主要涉及数字信号处理和模式识别两个方面：数字信号处理是模式识别的前提和铺塾；模拟识别是图像识别的实质性阶段。经典的图像识别模型包括模板匹配模型，原型匹配模型，“泛魔”识别模型；现在，人们也开始研究基于新理论的识别模型，比如，基于隐马尔可夫模型的图像识别模型等。随着这些模型的完善和提出，图像识别技术越来越成熟，基于图像识别技术的产品也越来越多。远程图像监控是图像识别技术应用的一个活跃的领域，并且取得了一定的发展。尽管研究机构和企业对远程图像监控方面的投入日益增多，但是图像自动识别技术在输电线路在线监测系统中仍未得到广泛的应用，还处在研究与探索阶段。
3 项目设计方案
输电线路在线监测平台是电力企业巾一个集雷电、覆冰、温度、风向等各种运行状态监测功能于一体的平台，它是智能电网的一个重要组成部分。输电线路在线监测平台监测效果的好坏直接影响到输电线路能否安全运行，关乎整个电力工程乃至国民经济的发展。如图2.2所示，一个完整的输电线路在线监测平台包括前端采集子系统，通信子系统以及各种在线监测子系统等。各个子系统可以通过协议与其他系统通信。同时，系统留出接口与原有系统如MIS系统等进行有效地集成，达到信息共享的目的。图像监控与日动报警系统是输电线路在线监测平台的一个重要子系统，它和其他如绝缘子污移在线监测，雷电在线监测等在线监测系统合作可以提供输电线路全而的实时的数据，对这些数据分析后可以提供全面的综合预警，及时发现危害输电线路的0然灾害和意外事故，为输电线路安全运行的科学决策提供有利依据。
图像监控与自动报警系统实现了对输电线路周围出现的可能危及输电线路和杆塔安全的人或物体的监测、识别与报警。
（1）前端采集模块
如图2.3所示，前端采集模块是由摄像头等传感器、太阳能或其他供能模块、数据传输模块等部分组成的装置。安装在杆塔、导线、线路走廊的前端釆集装置每隔一定时间对监控区域进行图像采集，然后通过GSM短信、彩信、GPRS和CDMA等无线通信技术将监控图像转发给通信网关节点，通信网关节点再通过Intemet等多种方式将监测数据送到数据分析和处理中心。
（2）图像预处理模块
图像预处理模块对前端釆集模块采集到监控图像存在的噪声使用图像去噪算法予以消除，对于因为过往的大型车辆造成的相机抖动问题或由于同定装置的松动造成的监控画面变化的问题使用图像配准技术来检测和纠正，同时使用图像增强算法对图像的边缘特征，灰度特征等重要信息进行增强处理。
输入：瑕疯的监控图像；处理：图像去噪、图像配准、图像增强；输出：增强后的图像。
（3）目标识别模块
使用图像分割方法和图像数学形态学方法提取监控图像中的目标。输入：增强后的图像；处理：图像分割、边界提取、目标识别；输出：目标信息。
（4） GuI模块
GUI模块用于设置报警规则和条件，告诉视频监控服务器哪些情况的出现比较危险，需要报警。包括画定监控区域，更换底图以及报警等。因此，图像监控与自动报警系统的框架可以用图2.5表示：
结语：
本文针对输电线路图像监控的发展现状、理论和应用作了深入的研究，在此基础上分析了现阶段输电线路图像监控存在的问题，指出了开发输电线路图像自动识别与报警系统的可行性。
然后通过对数字图像处理技术的深入研究和对系统需求的分析，确定了系统的整体架构，提出了输电线路图像识别模型。在此基础上，使用交互式数据语言IDL设计和实现了 &动监控与报警系统，系统提供交互模块可以快速的设置模型参数，同吋提供了图像的快速预览、管理以及分析功能，方便用户对图像的操作。
参考文献：
[1]赵淳，阮江军，李晓岗输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J].高屯压技术，2011
[2]易辉，样江流.我国输电线路运行现状及防宙保护[J].高电压技术，2001
[3]陈波.论述架空输电线路防雷击措施[J].中国新技术新产品，2011
[4]刘振亚.特高压交流输电线路维护与检测[M].北京：中国电力出版社，2008
关键字：远程监控、保障输电系统
1 项目研究背景
随着国民经济的发展，各行各业对电力的需求不断扩大，如何提早预防、及时发现危害输电线路的自然灾害和意外事故，成为保障电力供应的一项重要基础工作。釆用先进技术对输电线路进行监控、分析和处理，切实保障电力系统的安全供电受到了相关行业极大的关注和重视。积极推广和应用无线通信技术，保障电力系统设备安全是支持科技综合能力、创新能力的重要途径之一。而保障输电系统安全运行的重要任务是保障输电线路的安全。
2 现状分析
2.1输电线路图像监控与自动报警系统设计与实现
输电线路在线监测技术是指在不影响线路正常运行的情况下，利用安装在线路上的监测装置，获取线路各种实吋运行数据（如，温度、风速风向等）的技术。输电线路在线监测技术是状态监测、状态巡视、状态检修的基础和前提。国外研究此项技术始于上世纪80年代，主要用于航空监测行业。相比于国外，国内对输电线路在线检测技术的研究起步较晚，但随着国外高新技术和产品的引进和吸收，国内高校、研究所等科研单位和企业也开始加大对在线监测技术研究的投入，并在2000年之后相继开发出了一系列具有完善功能的输电线路在线检测技术。
早期，由于数据传输技术和能源技术的限制，输电线路在线监测技术只能应用于室内或者被限制在一个小的范围内使用，一直没有得到广泛的应用。但是随着近几年移动通信网络的飞速发展，特别是GPRS/CDMA和3G网络的广泛使用，使得地域的限制已经不再是制约输电线路在线监测技术发展的因素，基本上解决了远距离，甚至是超远距离数据传输的难题。同时太阳能技术、计算机技术、电子技术以及其他先进技术的发展，使得输电线路在线监测技术需要的实时性、准确性要求都得到了满足。现阶段，绝缘体在线监测、雷电在线监测、输电线路环境监测、输电线路导线微风振动的监测、输电线路视频监控等输电线路在线监测技术都已经达到了正式的商用水平，并且不少已经在使用当中了，也获得了不错的效果。随着美国提出智能电网标准，智能电网成为了下一个发展风向标。得益于输电线路在线监测技术的成熟发展，目前智能电网正处于飞快的发展时期。如何更好更快的促进智能电网的发展是输电线路在线监测技术近几年的研究热点。
2.2监控图像的自动识别与报警技术
图像识别是指在计算机视觉中，从一幅图像或视频列中找出指定目标对象的过程。图像识别是人类与生俱来的本领，人类可以轻松的在图像中识别出目标，无论目标的形状是否已经被改变还是己经被旋转了，但这对于计算机视觉系统来说仍是一个挑战。目前国内外对该项技术的研究主要涉及数字信号处理和模式识别两个方面：数字信号处理是模式识别的前提和铺塾；模拟识别是图像识别的实质性阶段。经典的图像识别模型包括模板匹配模型，原型匹配模型，“泛魔”识别模型；现在，人们也开始研究基于新理论的识别模型，比如，基于隐马尔可夫模型的图像识别模型等。随着这些模型的完善和提出，图像识别技术越来越成熟，基于图像识别技术的产品也越来越多。远程图像监控是图像识别技术应用的一个活跃的领域，并且取得了一定的发展。尽管研究机构和企业对远程图像监控方面的投入日益增多，但是图像自动识别技术在输电线路在线监测系统中仍未得到广泛的应用，还处在研究与探索阶段。
3 项目设计方案
输电线路在线监测平台是电力企业巾一个集雷电、覆冰、温度、风向等各种运行状态监测功能于一体的平台，它是智能电网的一个重要组成部分。输电线路在线监测平台监测效果的好坏直接影响到输电线路能否安全运行，关乎整个电力工程乃至国民经济的发展。如图2.2所示，一个完整的输电线路在线监测平台包括前端采集子系统，通信子系统以及各种在线监测子系统等。各个子系统可以通过协议与其他系统通信。同时，系统留出接口与原有系统如MIS系统等进行有效地集成，达到信息共享的目的。图像监控与日动报警系统是输电线路在线监测平台的一个重要子系统，它和其他如绝缘子污移在线监测，雷电在线监测等在线监测系统合作可以提供输电线路全而的实时的数据，对这些数据分析后可以提供全面的综合预警，及时发现危害输电线路的0然灾害和意外事故，为输电线路安全运行的科学决策提供有利依据。
图像监控与自动报警系统实现了对输电线路周围出现的可能危及输电线路和杆塔安全的人或物体的监测、识别与报警。
（1）前端采集模块
如图2.3所示，前端采集模块是由摄像头等传感器、太阳能或其他供能模块、数据传输模块等部分组成的装置。安装在杆塔、导线、线路走廊的前端釆集装置每隔一定时间对监控区域进行图像采集，然后通过GSM短信、彩信、GPRS和CDMA等无线通信技术将监控图像转发给通信网关节点，通信网关节点再通过Intemet等多种方式将监测数据送到数据分析和处理中心。
（2）图像预处理模块
图像预处理模块对前端釆集模块采集到监控图像存在的噪声使用图像去噪算法予以消除，对于因为过往的大型车辆造成的相机抖动问题或由于同定装置的松动造成的监控画面变化的问题使用图像配准技术来检测和纠正，同时使用图像增强算法对图像的边缘特征，灰度特征等重要信息进行增强处理。
输入：瑕疯的监控图像；处理：图像去噪、图像配准、图像增强；输出：增强后的图像。
（3）目标识别模块
使用图像分割方法和图像数学形态学方法提取监控图像中的目标。输入：增强后的图像；处理：图像分割、边界提取、目标识别；输出：目标信息。
（4） GuI模块
GUI模块用于设置报警规则和条件，告诉视频监控服务器哪些情况的出现比较危险，需要报警。包括画定监控区域，更换底图以及报警等。因此，图像监控与自动报警系统的框架可以用图2.5表示：
结语：
本文针对输电线路图像监控的发展现状、理论和应用作了深入的研究，在此基础上分析了现阶段输电线路图像监控存在的问题，指出了开发输电线路图像自动识别与报警系统的可行性。
然后通过对数字图像处理技术的深入研究和对系统需求的分析，确定了系统的整体架构，提出了输电线路图像识别模型。在此基础上，使用交互式数据语言IDL设计和实现了 &动监控与报警系统，系统提供交互模块可以快速的设置模型参数，同吋提供了图像的快速预览、管理以及分析功能，方便用户对图像的操作。
参考文献：
[1]赵淳，阮江军，李晓岗输电线路综合防雷措施技术经济性评估[J].高屯压技术，2011
[2]易辉，样江流.我国输电线路运行现状及防宙保护[J].高电压技术，2001
[3]陈波.论述架空输电线路防雷击措施[J].中国新技术新产品，2011
[4]刘振亚.特高压交流输电线路维护与检测[M].北京：中国电力出版社，2008