本發(fā)明涉及輸電線路，尤其涉及一種基于多模態(tài)融合的輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、輸電線路技術(shù)領(lǐng)域涉及電力系統(tǒng)中輸電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)和監(jiān)控等多個(gè)方面。這一領(lǐng)域的關(guān)鍵任務(wù)包括確保電力從發(fā)電站通過高壓輸電線路安全、高效地傳輸?shù)礁鱾€(gè)分配網(wǎng)和最終用戶。技術(shù)包括線路布設(shè)規(guī)劃、電線的物理和化學(xué)特性研究、耐候性和安全性評(píng)估。此外，現(xiàn)代輸電線路技術(shù)也強(qiáng)調(diào)智能監(jiān)控和故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)主要依靠傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)，難以實(shí)時(shí)捕捉到由環(huán)境快速變化引起的風(fēng)險(xiǎn)，如突發(fā)天氣事件。這種技術(shù)限制了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的時(shí)效性和全面性，無法提供全方位的數(shù)據(jù)分析支持。同時(shí)在數(shù)據(jù)處理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方面缺乏動(dòng)態(tài)更新能力，處理大規(guī)模實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)效率低下，這導(dǎo)致在緊急情況下無法迅速響應(yīng)，增加了運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和潛在的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種基于多模態(tài)融合的輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種基于多模態(tài)融合的輸電線路風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

3、采集輸電線路的靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)視頻，提取圖像和視頻文件名中嵌入的地理位置信息，比對(duì)提取的地理位置信息與地理信息中的地理坐標(biāo)，將圖像和視頻匹配到對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)，獲取匹配后的多媒體數(shù)據(jù)集；基于所述匹配后的多媒體數(shù)據(jù)集對(duì)圖像和視頻進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，計(jì)算輸電線路和周邊物體的位置，分析像素值以檢測(cè)輸電線路和周邊物體的邊緣和形狀，計(jì)算輸電線路與周邊物體之間的距離和角度，獲取識(shí)別的空間特征；

4、基于所述識(shí)別的空間特征，提取輸電線路和周邊物體的形態(tài)參數(shù)，計(jì)算鄰近度和排列的空間關(guān)系，分析幾何構(gòu)型以識(shí)別輸電線路與周邊物體發(fā)生交互的區(qū)域，獲取空間關(guān)系數(shù)據(jù)，分析所述空間關(guān)系數(shù)據(jù)以識(shí)別關(guān)鍵區(qū)域和潛在危險(xiǎn)點(diǎn)，獲取識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

5、較佳的，基于所述識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，收集風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的環(huán)境參數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，包括氣象條件和植被生長(zhǎng)情況，將時(shí)間序列數(shù)據(jù)與空間關(guān)系數(shù)據(jù)融合，獲取時(shí)空數(shù)據(jù)集，對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)集進(jìn)行時(shí)空分析，計(jì)算環(huán)境參數(shù)隨時(shí)間的變化率，計(jì)算變化對(duì)輸電線路和周邊物體之間距離和角度的影響，使用時(shí)間外推預(yù)測(cè)未來時(shí)間段內(nèi)的空間構(gòu)型，獲取風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果；

6、基于所述風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果，將預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與輸電線路設(shè)定的安全閾值進(jìn)行比較，識(shí)別預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)超過閾值的地點(diǎn)，獲取預(yù)測(cè)的故障點(diǎn)，將預(yù)測(cè)的故障點(diǎn)與地理坐標(biāo)和關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行整理，生成風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告。

7、較佳的，所述匹配后的多媒體數(shù)據(jù)集的獲取步驟為：

8、采集輸電線路的靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)視頻，并從每個(gè)文件的文件名中提取嵌入的地理位置信息，生成地理位置信息列表；

9、基于所述地理位置信息列表，計(jì)算每個(gè)文件的地理位置與地理信息中地理坐標(biāo)的匹配度，計(jì)算公式為：

10、;

11、其中，為文件中的地理位置坐標(biāo)，為gis中的坐標(biāo)，表示第i個(gè)文件的地理匹配度；

12、基于所述匹配度，篩選出匹配度高于設(shè)定閾值的多媒體內(nèi)容，整合多媒體內(nèi)容至一個(gè)新的集合中，得到匹配后的多媒體數(shù)據(jù)集。

13、較佳的，所述識(shí)別的空間特征的獲取步驟為：

14、提取所述多媒體數(shù)據(jù)集中的圖像和視頻進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，確定輸電線路和周邊物體的位置，分析圖像的像素值，識(shí)別輸電線路和周邊物體的邊緣和形狀，得到邊緣和形狀數(shù)據(jù)；

15、基于所述邊緣和形狀數(shù)據(jù)，計(jì)算輸電線路與周邊物體之間的距離和角度，計(jì)算公式為：

16、;

17、和

18、;

19、其中，為輸電線路的坐標(biāo)，為周邊物體的坐標(biāo)，表示距離，表示角度；

20、基于所述距離和角度，確定輸電線路與周邊物體的空間關(guān)系，得到識(shí)別的空間特征。

21、較佳的，所述空間關(guān)系數(shù)據(jù)的獲取步驟為：

22、基于所述識(shí)別的空間特征，提取輸電線路周邊物體的尺寸、外形和相對(duì)于輸電線路的位置，構(gòu)建形態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)；

23、基于所述形態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算輸電線路與周邊物體間的空間關(guān)系評(píng)分，計(jì)算公式為：

24、;

25、其中，代表空間關(guān)系評(píng)分，是第i個(gè)物體對(duì)評(píng)分的權(quán)重，是從輸電線路到第i個(gè)物體的距離；

26、基于所述空間關(guān)系評(píng)分，分析物體相對(duì)于輸電線路的幾何構(gòu)型，識(shí)別交互區(qū)域，得到空間關(guān)系數(shù)據(jù)。

27、較佳的，所述識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的獲取步驟為：

28、對(duì)所述空間關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定輸電線路與周圍物體的空間分布特征，篩選具有潛在安全風(fēng)險(xiǎn)特征的區(qū)域，得到初步識(shí)別的關(guān)鍵區(qū)域；

29、基于所述初步識(shí)別的關(guān)鍵區(qū)域，分析物體的幾何形態(tài)、距離輸電線路的距離以及與已知風(fēng)險(xiǎn)事件的相似度，標(biāo)定出潛在危險(xiǎn)點(diǎn)，得到潛在危險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)；

30、基于所述潛在危險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)，識(shí)別并驗(yàn)證對(duì)輸電線路操作安全構(gòu)成威脅的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，得到識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

31、較佳的，所述時(shí)空數(shù)據(jù)集的獲取步驟為：

32、基于所述識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，收集識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的環(huán)境參數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，得到環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；

33、基于所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)處理和清洗，校準(zhǔn)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以匹配時(shí)間點(diǎn)和日期，得到預(yù)處理后的時(shí)間序列數(shù)據(jù)；

34、將所述預(yù)處理后的時(shí)間序列數(shù)據(jù)與所述空間關(guān)系數(shù)據(jù)融合，形成包括時(shí)間和空間維度的數(shù)據(jù)，得到時(shí)空數(shù)據(jù)集。

35、較佳的，所述風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果的獲取步驟為：

36、對(duì)所述時(shí)空數(shù)據(jù)集進(jìn)行時(shí)空分析，識(shí)別溫度、濕度和風(fēng)速隨時(shí)間的變化情況，得到環(huán)境參數(shù)變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)；

37、基于所述環(huán)境參數(shù)變化趨勢(shì)數(shù)據(jù)，計(jì)算變化對(duì)輸電線路和周邊物體之間距離和角度的變化量，計(jì)算公式為：

38、;

39、其中，代表距離或角度的變化量，為當(dāng)前距離或角度，為環(huán)境參數(shù)的變化率，為時(shí)間變化量；

40、基于所述變化量，使用時(shí)間外推方法預(yù)測(cè)未來時(shí)間段內(nèi)的空間構(gòu)型，分析未來時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展趨勢(shì)，得到風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果。

41、較佳的，所述風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告的獲取步驟為：

42、基于所述風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果，比較每個(gè)地點(diǎn)的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與輸電線路設(shè)定的安全閾值，識(shí)別預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)超過安全閾值的地點(diǎn)，得到超閾值風(fēng)險(xiǎn)地點(diǎn)列表；

43、基于所述超閾值風(fēng)險(xiǎn)地點(diǎn)列表，收集每個(gè)地點(diǎn)的地理坐標(biāo)和關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，得到風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

45、本發(fā)明通過整合輸電線路的靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其環(huán)境特征的分析和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。同時(shí)引入了地理位置信息提取與圖像數(shù)據(jù)融合，提高了風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域定位的精確度和預(yù)測(cè)的可靠性。通過分析輸電線路與周邊物體的相對(duì)位置和形態(tài)參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境變化對(duì)線路的潛在威脅。不僅提升了故障預(yù)測(cè)的及時(shí)性，還增強(qiáng)了對(duì)未來風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)能力，使得預(yù)防措施更為針對(duì)性和有效，降低了意外故障和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。