本發(fā)明涉及電力管控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像識別的電力作業(yè)行為管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，電力工程現(xiàn)場作業(yè)越來越多，近年來人身安全事故時有發(fā)生。雖然《電力作業(yè)安全工作規(guī)程》和“兩票”管理等安全制度明確了作業(yè)的安全要求，但其約束力僅體現(xiàn)在簽字上，在執(zhí)行環(huán)節(jié)仍存在違章行為，需要采取更加有效的措施，強(qiáng)化作業(yè)過程的監(jiān)督檢查。另外，電力行業(yè)已建成較為完善的變電站網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于對變電站的安全防范管理，僅具備事后分析和錄像調(diào)取的功能，無法實(shí)現(xiàn)智能識別違章行為從而及時預(yù)警和制止的功能，也無法與電力作業(yè)流程相融合。智能移動終端子系統(tǒng)中，在接地線掛接過程中有時會出現(xiàn)掛接不合縫，接觸不良或者在施工過程中容易掉落。一種解決方法是在接地裝置中設(shè)計一種檢測電路，通過壓觸傳感器檢測接觸狀況，這種方式存在電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、不方便安裝于接地裝置上以及需要電池供電等不足。另一種解決方法是采用帶開關(guān)狀態(tài)的無源射頻標(biāo)簽，設(shè)計一個簡單電路，在掛接點(diǎn)不同位置布置多個壓觸開關(guān)，連接上射頻標(biāo)簽。通過移動終端的射頻識讀模塊進(jìn)行非接觸式讀取開關(guān)狀態(tài)，綜合判斷掛接狀態(tài)。此種方案檢測電路結(jié)構(gòu)簡單且無源，較為適合于安裝在接地裝置上，但此種方式也存在需要隨時用移動終端對準(zhǔn)接地裝置，在施工時不太方便的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種基于圖像識別的電力作業(yè)行為管控系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于圖像識別的電力作業(yè)行為管控系統(tǒng)，其特征在于，包括：

智能移動終端子系統(tǒng)，用于實(shí)時搜集和上傳作業(yè)人員、作業(yè)范圍、作業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息和視頻信息；

視頻智能分析子系統(tǒng)，利用圖像識別技術(shù)對作業(yè)流程關(guān)鍵步驟的視頻和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和結(jié)果反饋；

信息綜合管理子系統(tǒng)，用于對人員、設(shè)備、流程信息進(jìn)行綜合管理和展示，為作業(yè)流程各個環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，對作業(yè)行為進(jìn)行實(shí)時管控，并對作業(yè)行為進(jìn)行統(tǒng)計分析并給出評價結(jié)果；

所述智能移動終端子系統(tǒng)通過無線通訊與信息綜合管理子系統(tǒng)連接，所述智能移動終端子系統(tǒng)與視頻智能分析子系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述智能移動終端子系統(tǒng)包括：圖像采集單元、標(biāo)識讀取單元和標(biāo)簽開關(guān)狀態(tài)檢測單元；其中圖像采集單元和標(biāo)識讀取單元的輸出端連接標(biāo)簽開關(guān)狀態(tài)檢測單元，所述標(biāo)簽開關(guān)狀態(tài)檢測單元通過無線通信單元與信息綜合管理子系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述圖像采集單元采用攝像頭，所述標(biāo)識讀取單元采用射頻模塊，所述無線通信單元采用4g或wifi模塊。

進(jìn)一步地，所述智能移動終端子系統(tǒng)還包括對作業(yè)流程進(jìn)行監(jiān)督的監(jiān)督檢查單元，所述作業(yè)流程包括作業(yè)人員確認(rèn)、作業(yè)范圍確認(rèn)、帶電狀態(tài)確認(rèn)和掛接地線確認(rèn)。

進(jìn)一步地，所述掛接地線確認(rèn)采用接地線掛接狀態(tài)檢測裝置，包括：接地樁、檢測報警裝置、接地線和接地棒，所述接地棒上設(shè)置行程開關(guān)，所述接地棒與輸電線路連接，所述檢測報警裝置分別與接電線和接地棒連接，所述接地棒通過接地線與接地樁連接。

進(jìn)一步地，所述視頻智能分析子系統(tǒng)包括：圖像預(yù)處理單元和圖像識別單元，所述圖像預(yù)處理單元接收智能移動終端子系統(tǒng)的視頻信息并對其進(jìn)行預(yù)處理，所述圖像識別單元包括對安全帽檢測單元、作業(yè)區(qū)域檢測單元、攀高檢測單元和開關(guān)柜非法闖入檢測單元。

進(jìn)一步地，所述安全帽檢測單元包括以下步驟：

前景分離模塊，使用混合高斯模型對作業(yè)場景中的背景信息建模，從場景中分離出運(yùn)動前景目標(biāo)；

人體檢測模塊，在前景分離模塊的基礎(chǔ)上判斷當(dāng)前圖像中是否存在人體并定位人體區(qū)域；

頭部區(qū)域定位模塊，根據(jù)人體檢測模塊的檢測結(jié)果為獲得頭部區(qū)域定位的基準(zhǔn)位置信息；

安全帽檢測模塊，在頭部區(qū)域定位后從原始圖像中截取頭部區(qū)域圖像并進(jìn)行歸一化，計算頭部區(qū)域的顏色、紋理和形狀特征矢量，使用支持向量機(jī)svm對提取的頭部特征矢量進(jìn)行有和無安全帽的二分類判斷；

記錄預(yù)警模塊；如果連續(xù)若干幀圖像均檢測為未佩戴安全帽，則保存當(dāng)前圖像取證，并將分析結(jié)果上送到所述信息綜合管理子系統(tǒng)，由信息綜合管理子系統(tǒng)控制發(fā)出預(yù)警信號。

進(jìn)一步地，所述信息綜合管理子系統(tǒng)包括基礎(chǔ)信息管理單元、作業(yè)行為管控業(yè)務(wù)信息管管理單元、作業(yè)行為管控統(tǒng)計分析單元和作業(yè)行為管控服務(wù)支持單元。

進(jìn)一步地，所述信息綜合管理子系統(tǒng)采用兩個管理服務(wù)器構(gòu)成的雙機(jī)熱備份模式。

本發(fā)明有益效果是：

本發(fā)明通過智能移動終端子系統(tǒng)實(shí)時搜集和上傳作業(yè)人員、作業(yè)范圍、作業(yè)設(shè)備等的數(shù)據(jù)信息和視頻信息；通過視頻智能分析子系統(tǒng)利用圖像識別技術(shù)對作業(yè)流程關(guān)鍵步驟的視頻和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和結(jié)果反饋；通過信息綜合管理子系統(tǒng)對人員、設(shè)備、流程等各類信息進(jìn)行綜合管理和展示，為作業(yè)流程各個環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，對作業(yè)行為進(jìn)行實(shí)時管控，并對作業(yè)行為進(jìn)行統(tǒng)計分析并給出評價結(jié)果。本發(fā)明將電力作業(yè)安全監(jiān)管和安全防范水平提高到一個新的高度，有效避免各類事故的發(fā)生。本發(fā)明結(jié)合信息管理技術(shù)、工作流技術(shù)、視頻壓縮傳輸技術(shù)、圖像識別技術(shù)、智能設(shè)備和智能標(biāo)識等技術(shù)，對作業(yè)流程各環(huán)節(jié)易出現(xiàn)的違章行為主動監(jiān)測預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了電力作業(yè)行為的實(shí)時管控，有效避免各類事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種基于圖像識別的電力作業(yè)行為管控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明提出的所述接地線掛接狀態(tài)檢測裝置電路原理圖；

圖3為本發(fā)明提出的所述接地棒連接狀態(tài)檢測電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例描述本發(fā)明具體實(shí)施方式：

本發(fā)明在深入分析標(biāo)準(zhǔn)化行為規(guī)范、工作票制度、工作許可、監(jiān)護(hù)、終結(jié)制度的基礎(chǔ)上，采用視頻壓縮和傳輸技術(shù)、圖像識別技術(shù)、工作流等技術(shù)對工作票流程的各環(huán)節(jié)進(jìn)行取證和監(jiān)督，使安全組織措施可視化、智能化和管控實(shí)時化，進(jìn)一步提升工作票制度的安全管控效果。

參見圖1至圖3，其中圖1為本發(fā)明提出的一種基于圖像識別的電力作業(yè)行為管控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明提出的所述接地線掛接狀態(tài)檢測裝置電路原理圖；圖3為本發(fā)明提出的所述接地棒連接狀態(tài)檢測電路原理圖。

如圖1所示，一種基于圖像識別的電力作業(yè)行為管控系統(tǒng)，其特征在于，包括：

智能移動終端子系統(tǒng)，用于實(shí)時搜集和上傳作業(yè)人員、作業(yè)范圍、作業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息和視頻信息；

視頻智能分析子系統(tǒng)，利用圖像識別技術(shù)對作業(yè)流程關(guān)鍵步驟的視頻和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和結(jié)果反饋；

信息綜合管理子系統(tǒng)，用于對人員、設(shè)備、流程信息進(jìn)行綜合管理和展示，為作業(yè)流程各個環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，對作業(yè)行為進(jìn)行實(shí)時管控，并對作業(yè)行為進(jìn)行統(tǒng)計分析并給出評價結(jié)果；

智能移動終端子系統(tǒng)通過無線通訊與信息綜合管理子系統(tǒng)連接，智能移動終端子系統(tǒng)與視頻智能分析子系統(tǒng)連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，智能移動終端子系統(tǒng)，實(shí)時搜集和上傳作業(yè)人員、作業(yè)范圍、作業(yè)設(shè)備等的數(shù)據(jù)信息和視頻信息；視頻智能分析子系統(tǒng)，利用圖像識別技術(shù)對作業(yè)流程關(guān)鍵步驟的視頻和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和結(jié)果反饋；信息綜合管理子系統(tǒng)，對人員、設(shè)備、流程等各類信息進(jìn)行綜合管理和展示，為作業(yè)流程各個環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，對作業(yè)行為進(jìn)行實(shí)時管控，并對作業(yè)行為進(jìn)行統(tǒng)計分析并給出評價結(jié)果。本發(fā)明將電力作業(yè)安全監(jiān)管和安全防范水平提高到一個新的高度，有效避免各類事故的發(fā)生。

本發(fā)明結(jié)合信息管理技術(shù)、工作流技術(shù)、視頻壓縮傳輸技術(shù)、圖像識別技術(shù)、智能設(shè)備和智能標(biāo)識等技術(shù)，對作業(yè)流程各環(huán)節(jié)易出現(xiàn)的違章行為主動監(jiān)測預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了電力作業(yè)行為的實(shí)時管控，有效避免各類事故的發(fā)生。

進(jìn)一步地，所述智能移動終端子系統(tǒng)包括：圖像采集單元、標(biāo)識讀取單元和標(biāo)簽開關(guān)狀態(tài)檢測單元；其中圖像采集單元和標(biāo)識讀取單元的輸出端連接標(biāo)簽開關(guān)狀態(tài)檢測單元，所述標(biāo)簽開關(guān)狀態(tài)檢測單元通過無線通信單元與信息綜合管理子系統(tǒng)連接。其中，圖像采集單元采用攝像頭，所述標(biāo)識讀取單元采用射頻模塊，所述無線通信單元采用4g或wifi模塊。

智能移動終端子系統(tǒng)將電力作業(yè)行為管控app運(yùn)行于各種智能移動終端上，執(zhí)行工作票對應(yīng)的作業(yè)流程。智能移動終端通過射頻模塊獲取現(xiàn)場設(shè)備的信息和狀態(tài)，通過攝像頭對作業(yè)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行拍照留證，通過4g/wifi模塊與所述信息綜合管理子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。

智能移動終端子系統(tǒng)，利用4g/wifi方式與所述信息綜合管理子系統(tǒng)交互信息，在智能移動終端上安裝電力作業(yè)行為管控app軟件，執(zhí)行工作票對應(yīng)的作業(yè)流程。所述的電力作業(yè)行為管控app包括電力作業(yè)app和監(jiān)督檢查app。所述電力作業(yè)app，通過射頻標(biāo)簽獲得設(shè)備標(biāo)識，通過攝像頭對關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行拍照留證，利用工作票令牌管控技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)各環(huán)節(jié)的信息收集上送和報告。所述監(jiān)督檢查app，集成了工作流程管控功能，利用移動設(shè)備實(shí)現(xiàn)對作業(yè)現(xiàn)場安全狀況的檢查、審核與記錄，通過管理人員、檢查人員、施工人員之間的音視頻通話實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的安全檢查和督查。

進(jìn)一步地，所述智能移動終端子系統(tǒng)還包括對作業(yè)流程進(jìn)行監(jiān)督的監(jiān)督檢查單元，所述作業(yè)流程包括作業(yè)人員確認(rèn)、作業(yè)范圍確認(rèn)、帶電狀態(tài)確認(rèn)和掛接地線確認(rèn)。

如圖2和圖3所示，掛接地線確認(rèn)采用接地線掛接狀態(tài)檢測裝置，包括：接地樁、檢測報警裝置、接地線和接地棒，所述接地棒上設(shè)置行程開關(guān)，所述接地棒與輸電線路連接，所述檢測報警裝置分別與接電線和接地棒連接，所述接地棒通過接地線與接地樁連接。

智能移動終端子系統(tǒng)中，在接地線掛接過程中有時會出現(xiàn)掛接不合縫，接觸不良或者在施工過程中容易掉落。因此對接地線裝置進(jìn)行適當(dāng)改造，并設(shè)計一款小型檢測裝置，現(xiàn)場實(shí)施時與接地線裝置通過接插件安裝在一起，同時實(shí)現(xiàn)掛接狀態(tài)和接地狀態(tài)的檢測，在發(fā)現(xiàn)異常狀況時進(jìn)行報警。小型檢測裝置采用電池供電，方便使用和攜帶。本發(fā)明設(shè)計的檢測設(shè)備在不影響原有操作規(guī)范的情況下，可以判斷三相線夾與接地樁之間是否正常連接以及線夾與線路電纜之間的可靠連接，以確保操作安全。

視頻智能分析子系統(tǒng)包括：圖像預(yù)處理單元和圖像識別單元，所述圖像預(yù)處理單元接收智能移動終端子系統(tǒng)的視頻信息并對其進(jìn)行預(yù)處理，所述圖像識別單元包括對安全帽檢測單元、作業(yè)區(qū)域檢測單元、攀高檢測單元和開關(guān)柜非法闖入檢測單元。視頻智能分析子系統(tǒng)，利用圖像預(yù)處理技術(shù)和圖像識別技術(shù)對作業(yè)流程關(guān)鍵步驟的視頻/圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的智能分析和結(jié)果反饋，實(shí)現(xiàn)了安全帽檢測，作業(yè)區(qū)域檢測，攀高檢測和開關(guān)柜非法闖入檢測等智能分析功能。安全帽檢測的主要作用是通過分析作業(yè)現(xiàn)場上傳的視頻數(shù)據(jù)，智能識別工作區(qū)域內(nèi)工作人員并判斷其是否佩戴了安全帽，如檢測到未佩戴的人員，將記錄當(dāng)前視頻數(shù)據(jù)并上送分析結(jié)果。

在上述安全帽檢測單元中具體包括以下步驟：

前景分離模塊，使用混合高斯模型對作業(yè)場景中的背景信息建模，從場景中分離出運(yùn)動前景目標(biāo)；

人體檢測模塊，在前景分離模塊的基礎(chǔ)上判斷當(dāng)前圖像中是否存在人體并定位人體區(qū)域，

頭部區(qū)域定位模塊，根據(jù)人體檢測模塊的檢測結(jié)果為獲得頭部區(qū)域定位的基準(zhǔn)位置信息；

安全帽檢測模塊，在頭部區(qū)域定位后從原始圖像中截取頭部區(qū)域圖像并進(jìn)行歸一化，計算頭部區(qū)域的顏色、紋理和形狀特征矢量，使用支持向量機(jī)svm對提取的頭部特征矢量進(jìn)行有和無安全帽的二分類判斷；

記錄預(yù)警模塊；如果連續(xù)若干幀圖像均檢測為未佩戴安全帽，則保存當(dāng)前圖像取證，并將分析結(jié)果上送到所述信息綜合管理子系統(tǒng)，由信息綜合管理子系統(tǒng)控制發(fā)出預(yù)警信號。

本發(fā)明實(shí)施例中，前景分離模塊使用混合高斯模型對作業(yè)場景中的背景信息建模，從場景中分離出運(yùn)動前景目標(biāo)；該模塊的檢測結(jié)果將為人體檢測模塊提供大致的人體檢測搜索區(qū)域，以提高人體檢測效率。人體檢測模塊在前景檢測模塊的基礎(chǔ)上判斷當(dāng)前圖像中是否存在人體并定位人體區(qū)域，人體區(qū)域的檢測結(jié)果為頭部區(qū)域定位提供基準(zhǔn)位置信息，該模塊在檢測到的前景區(qū)域提取人體特征（包括luv顏色特征、梯度直方圖hog特征和深度學(xué)習(xí)特征）并使用adaboost和滑窗法搜索人體并定位人體區(qū)域，結(jié)合金字塔方法可實(shí)現(xiàn)不同尺度的人體檢測。在該框架下可訓(xùn)練adaboot檢測器可實(shí)現(xiàn)人體的不同部位檢測。頭部區(qū)域同人體軀干的相對位置固定，頭部區(qū)域可在人體檢測和定位的結(jié)果上獲得。安全帽檢測模塊是在頭部區(qū)域確定后從原始圖像中截取頭部區(qū)域圖像并進(jìn)行歸一化，計算頭部區(qū)域的顏色、紋理和形狀特征矢量，使用支持向量機(jī)svm對提取的頭部特征矢量進(jìn)行有和無安全帽的二分類判斷。如果連續(xù)若干幀圖像均檢測為未佩戴安全帽，則保存當(dāng)前圖像取證，并將分析結(jié)果上送所述信息綜合管理子系統(tǒng)，由該系統(tǒng)控制發(fā)出預(yù)警信號。

信息綜合管理子系統(tǒng)包括基礎(chǔ)信息管理單元、作業(yè)行為管控業(yè)務(wù)信息管管理單元、作業(yè)行為管控統(tǒng)計分析單元和作業(yè)行為管控服務(wù)支持單元。信息綜合管理子系統(tǒng)是本發(fā)明的核心子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對電力作業(yè)行為管控相關(guān)信息進(jìn)行集中管理，具備基礎(chǔ)信息管理功能、作業(yè)行為管控業(yè)務(wù)信息管理功能、作業(yè)行為管控統(tǒng)計分析功能和作業(yè)行為管控服務(wù)支持功能?；A(chǔ)信息管理單元負(fù)責(zé)作業(yè)人員、組織機(jī)構(gòu)、變電站攝像頭、作業(yè)設(shè)備等相關(guān)基礎(chǔ)信息的管理。作業(yè)行為管控業(yè)務(wù)信息管理單元對作業(yè)違章行為信息、作業(yè)過程信息、作業(yè)檢查過程信息、作業(yè)檢查計劃信息進(jìn)行管理。所述作業(yè)行為管控統(tǒng)計分析功能，即對作業(yè)違章行為、作業(yè)檢查記錄、作業(yè)過程記錄等的統(tǒng)計分析功能。作業(yè)行為管控服務(wù)支持單元實(shí)現(xiàn)工作票信息導(dǎo)入、視頻流媒體、生成設(shè)備標(biāo)識等支持服務(wù)功能。信息綜合管理子系統(tǒng)包含一個管理服務(wù)器，是整個系統(tǒng)的核心模塊，為保證管理服務(wù)器7x24小時無間斷穩(wěn)定運(yùn)行，采用雙機(jī)熱備的模式。管理服務(wù)器支持電力作業(yè)行為管控app的業(yè)務(wù)操作訪問，其設(shè)計滿足大流量并發(fā)訪問需求。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化，這些變化涉及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的相關(guān)技術(shù)，這些都落入本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。

不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。