电力工程安全预警方法
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摘要：本文涉及电力工程建视频监控网络环境下的安全预警方法。初始图像对象关系向量模型与实时采集的图像对象向量模型进行差异性比较，判断当前监控设施所处的状态。本发明可有效帮助电力工程技术管理人员对施工现场进行安全评估，减少工程事故，提升工程建设效率。
关键词：特征向量；预警
一、背景
长期以来，电力建设公司工程项目地点远离市区，条件艰苦，通信手段落后，既没有公司专用局域网覆盖，电信、移动公网信号又差，站内联系靠对讲机，站外与总公司联系靠手机，数字化管理和办公条件很差。特别是针对我国西部地区，具有沙尘暴、低温、冰雪、雷暴、高海拔等气候特点，恶劣的气候环境已电力建设公司工程项目造成了很大的影响，包括设备维护工作量的增加，人力成本的上升。
二、工程需求
近年来伴随着工程管理工作的提升要求，电力建设公司工程项目施工现场逐步配备了一套可临时部署的应急无线通信网络，该网络环境解决了施工现场智能化管理问题。例如，总公司办公局域网的施工现场延伸，实现数字化、智能化网络管理，总公司领导通过电脑和网络可以轻松掌握现场的施工情况；施工现场工作人员可以在公司网络环境下办公，提高工作效率；施工现场视频监控，通过临时部署在施工现场的摄像头，总公司领导以及现场经理可以实时监视管理工作现场，提高管理工作的效率。随着电力系统运营管理数字化、智能化的高速发展及日趋成熟，对电力系统在建项目也提出了更高的要求。应用最先进的网络通信技术实现施工工地高智能化管理，极大地提高了施工质量和管理水平。但是到目前为止，还没有针对电力工程项目建设过程中的安全预警方案，电力工程技术人员很难通过视频流数据或者图像数据发现潜在的安全隐患。
三、技术路线
为实现上述目的，采用如下技术方案：一种基于图像数据特征差异性的电力工程安全预警方法，按下述步骤进行：（1）监控设施图像数据采集；（2）图像数据特征提取；（3）构建图像特征向量的对象关系模型；（4）计算图像对象关系向量重心与初始图像对象关系向量重心的偏移量；（5）判断当前监控设施所处的状态。具体方法是：（1）监控设施图像数据采集：利用电力建设公司工程项目施工现场配备的应急无线通信网络环境，采集待监控设施图像数据流，在此步骤中，通过人工判断被监控设施的安全状态图像设置为初始图像数据；（2）图像数据特征提取：根据电力建设项目基础特性，对步骤（1）所述的待监控设施图像数据进行模型化处理，生成典型特征向量；（3）构建图像特征向量的对象关系模型：根据每张图像的特征向量，构建该图像特征向量的对象关系向量模型，并计算该图像特征向量对象关系向量模型的重心；（4）计算图像对象关系向量重心与初始图像对象关系向量重心的偏移量：用初始图像特征向量对象关系向量模型与实时采集的图像特征向量对象关系模型进行差异性比较，来计算图像对象关系向量重心与初始图像对象关系向量重心的偏移量；（5）判断当前监控设施所处的状态：根据电力工程项目实施过程中人工设置的安全威胁临界值，判断当前监控设施所处的状态。进一步地，步骤（1）所述的待监控设施图像数据包括：初始图像数据和实时监控图像数据；其中初始图像数据也称为预设安全图像数据，即初始图像数据表示待监控设施属于安全状态；实时监控图像数据为待评估图像数据。进一步地，步骤（2）所述的图像数据特征为待监控设施图像数据的基本信息，其生成的典型特征向量包括：颜色特征向量、文理特征向量、形状特征向量、空间关系特征向量等。进一步地，步骤（3）所述的图像特征向量对象关系模型抽象为：特征向量名称、特征向量属性、特征向量参数、特征向量值等概念。进一步地，步骤（4）所述的图像特征向量对象关系模型重心是借鉴空间向量重心理论，对图像特征向量对象关系模型进行空间抽象，特征向量对应于坐标轴，特征参数对应于坐标轴变量，特征向量值对应于具体数值。图像对象关系模型重心即为其对应空间向量的重心。进一步地，步骤（5）所述安全威胁临界值，即为人工设置的监控图像和初始图像对象关系向量模型重心在安全临界范围内的数值。在初始图像对象关系向量模型与实时采集的图像对象关系向量模型差异性比较过程中，如果其重心偏移量超出电力工程项目预先设置的权重范围，则认为被监控设施当前处于具有安全隐患状态。
四、结论
为电力建设公司工程项目实施了完整的设施安全监控评估体系，并在不增加施工现场无线通讯设备成本的前提下，为电力工程建设项目技术管理人员提供项目实施过程中的设施安全预警方法，该方法充分利用了电力工程建设项目现场无线通信设施中图像数据采集功能，满足了电力建设公司工程项目实施过程中的安全监控、提前预警、智能管控的需求。能够提高电力工程项目管理的工作效率，建立了完整的电力工程项目建设安全预警评估体系，为电力工程项目技术管理人员提供智能化的项目实施安全预警参考，以提前知悉电力工程项目实施过程中的安全隐患，进而减少工程事故发生.
作者:丁国亮 代海建 王虎 周进艳 单位:中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司 国网甘肃电力公司信通公司
