摘要：在電力系統中應用遠程數字視頻監控與圖像識別技術有利于及時進行設備維護和故障排除。文章介紹了遠程數字視頻監控與圖像識別技術及其應用現狀，說明了一般的圖像識別過程。采用圖像識別技術可對設備信號燈、7 段式數字、指針位置、開關位置和變壓器油液面位置進行識別，文章介紹了具體識別過程。指出遠程數字視頻監控與圖像識別技術在電力系統中具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：電力系統；視頻監控；數字圖像處理；圖像識別

1 圖像識別技術應用概述

遠程數字視頻監控與圖像識別系統是指能接收在遠程現場采集到的數字視頻信號，并實時傳送到監控中心，在監控中心對現場進行遠程監視，控制遠程攝像機動作，并能根據需要對采集到的數字視頻圖像進行分析、處理和識別的系統。它主要由遠程數字視頻監控和數字圖像識別兩部分組成。這兩部分以前屬于兩個獨立的研究領域，但數字化技術、計算機和通信技術的快速發展使這兩部分功能的結合成為可能。視頻采集時采用標準的數字視頻壓縮格式，如MPEG–2 、MPEG–4 、H.261 、H.263 、MJEPG等，視頻傳輸時廣泛采用Web技術體系，支持Internet技術標準，包括支持TCP/IP、HTTP、FTP、SMTP等協議，客戶可用瀏覽器進行訪問。整個監控網絡能直接與計算機局域網、企業內部的Intranet或Internet相聯，可直接采用數字圖像識別技術對采集到的視頻圖像進行處理。因此，將數字視頻監控與數字圖像識別技術相結合成為數字圖像處理研究的熱點。視頻監控系統在電力、通信、交通等領域及銀行、工廠、博物館、賓館中得到了廣泛應用，以實現生產過程監控、調度、防盜、防火等功能，在監控過程中可利用聲、光、電進行綜合報警；圖像識別技術在文字識別、指紋識別、人臉識別、產品檢測、軍事偵察、氣象分析、病理分析、自然災害預測等方面也得到了應用。目前有些電力公司在電廠、變電站安裝了視頻監控系統，可實現監視現場設備、控制遠程攝像機動作、數字視頻錄像等功能。但這些視頻監控系統只有視頻監視功能，沒有視頻圖像識別功能。為充分發揮視頻監控系統的功能，更準確地判斷現場發生事故告警的原因，應采用遠程數字視頻監控與數字圖像識別系統，以實現設備告警的圖像識別，為事故檢測提供新的手段，為事故分析提供可靠的依據。

2圖像識別技術在配網設備狀態監測中的應用

2.1 識別信號燈

針對設備的信號燈來講，其主要有三種顏色的燈，即黃、綠、紅燈；在實際識別信號燈時，從基礎層面來考量，就是對這三種顏色的信號燈進行識別，即區分各燈的亮與滅，可以根據實際需要，利用直方圖的方式，將信號燈所對應的顏色特征值給計算出來，包含均值差、差值平方、方差等。如果有紅燈處于亮的狀態時，針對其像素值來講，多分布在230~255 區間內，最大像素點數為130 ；如果紅燈處于滅的狀態時，大多象素值均分布于70~185 區間內，最大象素點數是18 。依據此特征，借助于2 種情況的象素值，以及其與象素點數之間所存在的差值平方，便可以比較簡單的對信號燈的亮與滅進行識別。

2.2 識別7 段式數字

在整個電力系統自動化設備架構中，囊括有許多液晶數字，或7 段式數字燈，用作各種數值的顯示，如溫度、電流及電壓等。借助于監控識別技術，能夠比較準確且全面的將處于被監視狀態的液晶數字或7 段式數字燈的數值給識別出來。7 段式數字的基本結構見圖1 所示，針對液晶所顯示出的“53 ”圖像來講，其借助于24 位真彩色圖，向閾值分割、8 位灰度圖、形態膨脹與中值濾波預處理過程的處理結果轉變。由此可知，經過圖像預處理操作后，7 段式數字變得非常清晰，通過開展字符分割處理后，在相應段內，僅需對其是否存在黑色色素進行判斷，便可以將7 段式數字的數值給識別出來。

（1 ）7 段式數字結構 （2 ）數字“53 的”圖像預處理結果

圖1 數字“53 ”圖像預處理結果及7 段式數字結構

2.3 識別指針位置

在整個電力系統當中，囊括有許多指針式的設備儀器，比如溫度表、氣壓表、電流表及電壓表等。在對指針位置進行識別時，可以采用如下方法：其一，利用比較常用的告警區域指針查找法，也就是先完成告警區域的劃分與設定，然后以目標圖像為基礎對象，對其坐標進行相應變換，將指針的圓心找出來，并對指針臨界告警斜率給予明確，如此一來，便能夠在所設定的告警區域范圍內，對是否有指針進行查找，如果經查找，從中發現存在指針，那么便會即刻發出告警，不然，會繼續進行監視，不會發出告警；其二，在對指針圓心給予明確后，識別指針，后將指針的角度計算出來，借助于所計算出的角度，以及事先設定好的告警角度值，進行對應性比較，從中便可以明確有無告警發出。

2.4 識別開關位置

無論是電力系統當中的二次設備，還是通信設備當中的供電電源設備，在其內部均設置有自動跳閘開關，用作控制各路輸出的直流電路，借助于圖像識別技術，便能對此開關的位置進行準確識別。在整個變電站自動化系統架構當中，需要結合實際情況及需要，以斷路器的開關為對象，就其處于分或合的狀態進行判斷。現階段，多借助輔助結點對開關當前的位置以及運行狀態進行判斷，但需要指出的是，因會受到各種因素的影響，比如老化、磨損及腐蝕等，有時候會出現輔助開關難以切換到位的情況，難以對開關的真實位置進行正確判斷，因此，其在實際開展調度指揮時，為其提供了許多無價值或錯誤的信息，此時，需要以人工的方式，在施工現場開展針對性的觀測；另外，要想將故障排除，通常情況下，需要花費比較長的時間，因而給電網的正常、安全供電，帶來了許多弊端與隱患，嚴重時還需要大面積停電維修；但針對主開關來講，其均聯動1 個分、合的指示牌，通過識別分合指示牌的圖像，能夠對開關位置所呈現出的變化進行識別。

2.5 識別變壓器油液面位置

針對變壓器油液面的高度來講，其伴隨著變壓器內部溫度的增加而不斷升高。通常情況下，在變壓器的內部均會設置有溫度表，用作對變壓器溫度的檢測，而且還能把所檢測到的溫度數據，向變電站自動化系統進行實時傳送，但需要指出的是，經檢測所得到的溫度數據，較難準確、直觀且全面的反應出變壓器內部油液面升高的具體位置。另外，伴隨變壓器在具體的運行時間方面的持續增加，會出現不同程度的金屬腐蝕，而且密封材料也會出現不同程度的老化，因此，受此些不良因素的影響，變壓器油會出現泄漏情況。

3 識別結果處理

在開展圖像識別與視頻監控時，針對需要監視的目標，將預置位、告警閾值設置好之后，系統便可以根據實際需要，開展輪詢各監視目標，也就是按照事先設定好的具體預置位，依據一定順序，對識別目標逐個進行監控與識別；如果從中得知信號燈出現指針變化、亮或滅以及開關位置出現變化、7 段數字大于既定范圍、變壓器在具體的油液面位置上超過既定范圍等，均能比較詳細且準確的顯示在操作界面中，發出聲音警報，并且把所發生事件的類型及時間，均準確的記錄在數據庫當中，而且還能將其中的圖像保存下來，使數據庫相關參數與圖像之間建立鏈接關系，以便后續查看。

結束語

綜上所述，針對監控識別系統而言，除了能夠監視、識別信號的功能之外，還具有遙視功能，因能夠查知或觀看到設備的當前實況，所以，可以及時、準確且全面的維護設備，并將所存在的故障給排除掉。因此，在電力系統中應用監控識別系統，應用價值高，前景廣闊。