基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法技术

本发明专利技术提供了基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，包括：进行基于电力设备多光谱数据结构的分析，构建电力设备多光谱数据中心模型，构建影像识别分析模型，进行影像识别分析模型对于多光谱数据中心模型的应用关系分析，并构建电力设备信息连接代理结构，依托计算机将各模型系统中的单元单独建模，生成分层控制单元，并按照实际拓扑关系将其联系起来构成分布式结构的网络，从而实现对于电力设备多光谱数据的自动分层及运算。本发明专利技术提出了可自适应调整的分层结构技术，能适应电力设备图像数据频繁变化的需求，为进一步全面分析电力图像，判断电力设备运行状态提供了有力支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法
本专利技术涉及电力设备数据管理与应用
，尤其涉及基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法。
技术介绍
目前有些变电站安装了视频监控系统，可实现现场设备监视、控制远程摄像机运动、数字视频录像等功能。但只有监视功能没有图像识别功能，缺乏对变电站变电设备的自动识别与分析功能。依然依靠值班人员去观察和分析采集的图像，从而判断变电设备的运行状态，系统缺乏对变电设备图像的自动识别与分析功能。其根本是对背景复杂的变电站图像的分析和变电设备运行故障的判别方法的研究还不够成熟，切实提高图像分析能力，成为迫切需要解决的问题。专利号为201510412958.6的专利技术公开了一种基于多光谱的复合绝缘子检测方法，包括：选择检测设备，在相同运行工况下，对同一复合绝缘子利用检测设备进行可见光检测、红外检测及紫外检测，获得该复合绝缘子的检测图像；对可见光图像的局部放电发光点、红外图像的局部过热点和紫外图像的电晕放电点进行比较；在相同运行工况下对同一线路同一基杆塔的不同复合绝缘子的可见光图像、红外图像和紫外图像进行比较；针对每个复合绝缘子，建立多光谱检测数据库，根据一定周期的检测的数据，对数据进行比较，找出存在的数据差异。该专利技术将可见光、红外、紫外三种检测手段有机地结合起来，优势互补，易对绝缘子进行带电检测，能够及时发现复合绝缘子缺陷，便于开展大面积的巡检。专利号为201110419576.8的专利技术提供一种复合绝缘子高光谱检测方法，包括以下步骤：1）采用高光谱成像仪对复合绝缘子成像，获取复合绝缘子的高光谱影像；2）对复合绝缘子的高光谱影像进行预处理，包括几何校正、辐射校正以获得较为精确的光谱信息；3）用专业分析平台进行处理分析，确定复合绝缘子的运行状态，判定结果输出/显示，判断是否需要更换复合绝缘子。该专利技术复合绝缘子高光谱检测方法可对复合绝缘子进行非接触式检测，不需工人登塔；且现场操作所需时间短，用高光谱成像仪获取数据时，可以同时得到多个复合绝缘子的信息，便于后期同时对多个复合绝缘子进行处理分析，达到批量检测的目的，满足我国复合绝缘子状态检测的需求。然而，在实际应用中，通过可见光、红外、紫外等多光谱检测分析与识别技术可从根本上解决目前变电设备在线监测中存在的一些问题：重要设备的运行参数需要实时监测，采用人工巡视难以满足实时性要求，巡视员的责任心、工作态度和精神状况严重影响了检测的结果；很多高压设备的运行状态难以转换成电信号，在信号转换和传输过程中易受强电磁场干扰而影响诊断；使用红外对设备进行检测仍处于对温度记录的简单应用层次，没有与设备状态关联，历史数据也难以存储检索；另外，人眼难以分辨细微图像的灰度变化，难以客观判断变电设备表面缺陷的程度。因此，多光谱图像分析与识别技术的运用及模型的建立可促进在线监测系统的智能化、自动化，提高变电站工作人员的工作效率，取得更高的经济效益，将具有较大的实用价值和应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，提出了可自适应调整的分层结构技术，能适应电力设备图像数据频繁变化的需求，为进一步全面分析电力图像，判断电力设备运行状态提供了有力支撑。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，包括如下步骤：1）进行基于电力设备多光谱数据结构的分析，包括对数据中心服务框架的分析和对影像识别分析算法的分析；2）根据对数据中心服务框架的分析，构建电力设备多光谱数据中心模型，包括相互连接并进行数据传递的应用层、调度层、业务层和数据层；3）根据对影像识别分析算法的分析，构建影像识别分析模型，包括图像信息获取与预处理、图像特征提取与重构、图像判决与识别；4）进行影像识别分析模型对于多光谱数据中心模型的应用关系分析，并构建电力设备信息连接代理结构；5）通过调用电力设备多光谱数据中心模型、影像识别分析算法和电力设备信息连接代理结构，依托计算机将各模型系统中的单元单独建模，生成分层控制单元，并按照实际拓扑关系将其联系起来构成分布式结构的网络，从而实现对于电力设备多光谱数据的自动分层及运算。进一步地，所述电力设备信息连接代理结构包括业务代理和应用代理，所述业务代理包括控制代理、分布式代理和用户代理，所述应用代理包括数据服务代理和可视化模块。进一步地，所述分层控制单元为多层嵌套结构，包括顺次连接的中央代理单元、仿真进程单元、仿真时序分层控制单元、对象代理单元、状态监控单元和外部接口单元。进一步地，所述外部接口单元包括EMS外部数据库，用来获取初始化数据，所述外部接口单元通过高性能消息总线分别与所述仿真进程单元、所述仿真时序分层控制单元、所述对象代理单元、所述状态监控单元实现双向互联。进一步地，所述数据层为电力设备物理层，通过可视化模块、测量设备、设备代理获取电力设备光谱信息，查询电力设备影像数据结果或将业务层传来的影像数据进行存储。进一步地，所述调度层为信息安全层，作为整个系统的防火墙不仅对系统后端的请求进行身份验证，同时完成服务转发中的加密防护工作。进一步地，所述业务层由多个子系统以及适应于市场的服务构成，不但可以调用内部服务，还可以调用其他外部服务，并与其他代理进行信息交换，收集和发送来自业务代理和应用代理的控制信号。进一步地，所述应用层使用户直接面向计算机终端用户和移动端应用，通过应用软件或者移动设备APP程序来访问电力设备状态。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了变电设备运行状态的多光谱检测分析与识别中所涉及的关键技术，建立变电设备运行状态的多光谱数据中心模型，构建分布式电网设备影像数据处理中心技术框架，包括多源传感器图像的获取、影像数据的分析处理、移动端互动与搭建等内容，通过多种传感器及其他方式获取多源图像以及电力设备相关信息，对电力设施数据进行检测分析，数据处理中心搭建数据中心存储框架，通过文件系统、计算框架和数据库，进一步提高存储方面的诸多瓶颈。最后通过搭建数据处理中心技术框架来实现数据处理中心与移动端的技术互联，从而实现检测平台与专家平台的互联互通，并最终利用移动终端平台进一步指导现场作业。本项目不仅可以解决变电设备多光谱影像分析中，如何建立多光谱数据中心模型并高效的利用影像数据问题，为变电设备故障检测与诊断提供数据基础，发挥了移动终端的优势，保证电网设备安全可靠运行，具有较高的理论和实际意义，并具有很强的有效性和实用性，值得广泛推广与使用。附图说明图1是本专利技术电力设备多光谱数据中心模型的体系结构图。图2是本专利技术影像识别分析模型的结构关系图。图3是本专利技术分层控制单元的组成结构示意图。图4是本专利技术电力设备信息连接代理结构的组成关系图。具体实施方式实施例如图1至图4所示，基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，包括如下步骤：1）进行基于电力设备多光谱数据结构的分析，包括对数据中心服务框架的分析和对影像识别分析算法的分析；2）根据对数据中心服务框架的分析，构建电力设备多光谱数据中心模型，包括相互连接并进行数据传递的应用层、调度层、业务层和数据层；3）根据对影像识别分析算法的分析，构建影像识别分析模型，包括图像信息获取与预处理、图像特征提取与重构、图像判决与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：1）进行基于电力设备多光谱数据结构的分析，包括对数据中心服务框架的分析和对影像识别分析算法的分析；2）根据对数据中心服务框架的分析，构建电力设备多光谱数据中心模型，包括相互连接并进行数据传递的应用层、调度层、业务层和数据层；3）根据对影像识别分析算法的分析，构建影像识别分析模型，包括图像信息获取与预处理、图像特征提取与重构、图像判决与识别；4）进行影像识别分析模型对于多光谱数据中心模型的应用关系分析，并构建电力设备信息连接代理结构；5）通过调用电力设备多光谱数据中心模型、影像识别分析算法和电力设备信息连接代理结构，依托计算机将各模型系统中的单元单独建模，生成分层控制单元，并按照实际拓扑关系将其联系起来构成分布式结构的网络，从而实现对于电力设备多光谱数据的自动分层及运算。

【技术特征摘要】
1.基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：1）进行基于电力设备多光谱数据结构的分析，包括对数据中心服务框架的分析和对影像识别分析算法的分析；2）根据对数据中心服务框架的分析，构建电力设备多光谱数据中心模型，包括相互连接并进行数据传递的应用层、调度层、业务层和数据层；3）根据对影像识别分析算法的分析，构建影像识别分析模型，包括图像信息获取与预处理、图像特征提取与重构、图像判决与识别；4）进行影像识别分析模型对于多光谱数据中心模型的应用关系分析，并构建电力设备信息连接代理结构；5）通过调用电力设备多光谱数据中心模型、影像识别分析算法和电力设备信息连接代理结构，依托计算机将各模型系统中的单元单独建模，生成分层控制单元，并按照实际拓扑关系将其联系起来构成分布式结构的网络，从而实现对于电力设备多光谱数据的自动分层及运算。2.如权利要求1所述的基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，其特征在于：所述电力设备信息连接代理结构包括业务代理和应用代理，所述业务代理包括控制代理、分布式代理和用户代理，所述应用代理包括数据服务代理和可视化模块。3.如权利要求1所述的基于分层结构的电力设备多光谱数据中心模型建立方法，其特征在于：所述分层控制单元为多层嵌套结构，包括顺次连接的中央代理单元、仿真进程单元、仿真时序分层控制单元、对象代...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永祥，王天正，杨罡，原辉，吴志远，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14