【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路监测与维护，具体为一种基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法及系统。
技术介绍
1、随着全球气候变化和极端气候事件的增多，电力输送系统，特别是高压输电线路，面临着来自各种自然灾害的严峻挑战。其中，冰害是影响输电线路安全和稳定的主要风险之一。当输电线路上累积过多冰雪时，可能导致线路断裂、塔架倒塌或其他严重故障，从而造成大面积的电力中断，对社会经济造成巨大损失。
2、为了及时检测和预警输电线路的冰害风险，研究人员和电力公司已经开发了各种冰害监测和预警系统。这些系统通常利用各种传感器，如温度传感器、湿度传感器和图像传感器，来实时监测输电线路的环境条件和覆冰状态。然后，这些数据被传输到中央控制中心进行分析和处理，以生成冰害预警信号。
3、然而，由于输电线路分布广泛，经常位于偏远或地理条件复杂的地区，实时数据传输和处理面临着很大的挑战。传统的中央化处理方法往往需要高带宽和低延迟的通信网络，而这在许多地区是难以实现的。此外，大量的数据处理和分析任务可能会超出中央控制中心的处理能力，导致预警延迟或失效。
4、为了解决这些问题，近年来，边缘计算和互联网技术被引入到冰害监测和预警系统中。通过在数据源(即传感器)附近进行数据处理和分析，边缘计算可以大大减少数据传输的带宽和延迟要求，同时提高系统的响应速度和鲁棒性。此外，互联网技术可以实现各种传感器和处理单元之间的高效、灵活和可扩展的连接，从而适应复杂和动态的监测环境。
5、尽管边缘计算和互联网技术为冰害监测和预警带来了新的机会，但
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：如何通过多要素融合，实现对输电线路覆冰状态的准确和实时监测，并根据监测结果及时生成冰害预警信号。通过综合利用多源传感器采集的多要素信息和图像采集器采集的线路图像信息，判定输电线路的冰害状态，从而提高冰害预警的准确性和及时性，为相关人员提供准确的覆冰信息，以便采取相应的防冰措施。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，包括：利用多源传感器采集目标输电线路的多要素信息，并根据所述多要素信息判定目标输电线路的第一冰害状态；
4、利用图像采集器采集目标输电线路的线路图像信息，并根据所述线路图像信息判定目标输电线路的第二冰害状态；
5、判定所述第一冰害状态和所述第二冰害状态的一致性，根据一致性判定结果生成冰害预警信号。
6、作为本专利技术所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法的一种优选方案，其中：所述判定目标输电线路的第一冰害状态包括，根据冰害气候条件，设定第一冰害状态判断机制，分别获取形成不同覆冰类型所需的温度条件和风速条件；
7、所述覆冰类型包括：硬雾凇覆冰、软雾凇覆冰、雨凇覆冰以及湿雪覆冰；
8、所述硬雾凇覆冰的温度条件：-8℃至-3℃，所述软雾凇覆冰的温度条件：-25℃至-5℃，所述雨凇覆冰的温度条件：-3℃至-0℃，所述湿雪覆冰的温度条件：-1℃至15℃，将-25℃至-8℃和-5℃至15℃在全温度范围内设定敏感温度带；
9、所述硬雾凇覆冰的风速条件：5m/s至10m/s，所述软雾凇覆冰的风速条件：1m/s至5m/s，所述雨凇覆冰的风速条件：0m/s至20m/s，所述湿雪覆冰的风速条件：0m/s至10m/s，将0m/s至20m/s在全温度范围内设定敏感风速；
10、汇总所述敏感温度带、所述敏感风速带以及所述温度-风速匹配项生成对应的决策规则集合，根据目标输电线路所述的温度信息和风速信息，判定目标输电线路是否处于可以生成覆冰的环境状态下，进而判断定目标输电线路的第一冰害状态；
11、将收集到的多要素信息与生成的第一冰害状态判断机制进行匹配：当匹配结果确定目标输电线路处于可能生成覆冰的气候条件下，则目标输电线路的第一冰害状态为输电线路覆冰；当匹配结果确定目标输电线路不处于可能生成覆冰的气候条件下，则目标输电线路的第一冰害状态为输电线路未覆冰。
12、作为本专利技术所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法的一种优选方案，其中：所述线路图像信息包括，通过图像采集器采集的目标输电线路本身及其周围环境的视觉信息；
13、所述图像采集器包括高清照相机、高清摄影机和视觉传感器。
14、作为本专利技术所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法的一种优选方案，其中：所述判定目标输电线路的第二冰害状态包括，通过所述线路图像信息，识别目标输电线路的实时宽度数据，结合目标输电线路的基础宽度数据和所述实时宽度数据进行判定。
15、所述识别目标输电线路的实时宽度数据包括，预处理所述线路图像信息，并从预处理后的线路图像信息中切割出目标输电线路图像，检测目标输电线路图像中目标输电线路边缘，并基于所述目标输电线路边缘拟合目标输电线路矩形框，获得目标输电线路在不同位置处的实时宽度数据。
16、作为本专利技术所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法的一种优选方案，其中：所述拟合目标输电线路矩形框包括，灰度化所述目标输电线路图像，并基于灰度化后的目标输电线路图像构建灰度坐标系，以灰度化后的目标输电线路图像的右下角为坐标原点，以像素作为单位长度；
17、在所述灰度坐标系，所述目标输电线路的像素坐标为(x,y)，其中，x∈[x1,xn],x1表示目标输电线路的像素坐标中的起始横坐标，xn表示目标输电线路的像素坐标中的结束横坐标；针对目标输电线路的像素坐标为(x1,y)，其中，表示目标输电线路的像素坐标中的起始横坐标对应的最小纵坐标，表示目标输电线路的像素坐标中的起始横坐标对应的最大纵坐标；
18、从所述像素坐标中提取目标输电线路的边缘坐标，所述边缘坐标包括上边缘坐标和下边缘坐标，其中，所述上边缘坐标包括：所述下边缘坐标包括：
19、设置斜率阈值，根据所述斜率阈值结合所述边缘坐标拟合两段或者两段以上数量的边缘折线：所述斜率阈值满足如下模型：k＝k0±δk，其中，k表示斜率阈值，
20、
21、k0表示中心斜率，δk表示斜率裕度，进一步地，k＝k0+δk时，k表示最大斜率阈值，k＝k0-δk时，k表示最小斜率阈值，δk可以根据实际精度需求进行调整；
22、同时从起始横坐标x1开始，分别依次利用上边缘坐标拟合上边缘折线，以及利用下边缘坐标拟合下边缘折线；当边缘折线的斜率超出所述斜率阈值时，以当前边缘坐标的横坐标作为结束横坐标，以下一个边缘坐标的横坐标作为起始横坐标，重新拟合边缘折线，根据拟合结果，获取由斜率均满足斜率阈值的上边缘折线和下边缘折线所组成的目标输电线路框。
23、作为本专利技术所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法的一种优选方案，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述判定目标输电线路的第一冰害状态包括，根据冰害气候条件，设定第一冰害状态判断机制，分别获取形成不同覆冰类型所需的温度条件和风速条件；
3.如权利要求2所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述线路图像信息包括，通过图像采集器采集的目标输电线路本身及其周围环境的视觉信息；
4.如权利要求3所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述判定目标输电线路的第二冰害状态包括，通过所述线路图像信息，识别目标输电线路的实时宽度数据，结合目标输电线路的基础宽度数据和所述实时宽度数据进行判定。
5.如权利要求4所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述拟合目标输电线路矩形框包括，灰度化所述目标输电线路图像，并基于灰度化后的目标输电线路图像构建灰度坐标系，以灰度化后的目标输电线路图像的右下角为坐标原点，以像素作为单位长度；
6.如权利要求5所
7.如权利要求6所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述根据一致性判定结果生成冰害预警信号包括，若第一冰害状态和第二冰害状态一致，均为输电线路覆冰，则生成冰害预警信号，指示目标输电线路上覆冰，通知相关人员检查输电线路、采取防冰措施。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的一种基于边缘互联网融合的多要素冰害预警系统，其特征在于：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述判定目标输电线路的第一冰害状态包括，根据冰害气候条件，设定第一冰害状态判断机制，分别获取形成不同覆冰类型所需的温度条件和风速条件；
3.如权利要求2所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述线路图像信息包括，通过图像采集器采集的目标输电线路本身及其周围环境的视觉信息；
4.如权利要求3所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述判定目标输电线路的第二冰害状态包括，通过所述线路图像信息，识别目标输电线路的实时宽度数据，结合目标输电线路的基础宽度数据和所述实时宽度数据进行判定。
5.如权利要求4所述的基于边缘互联网融合的多要素冰害预警方法，其特征在于：所述拟合目标输电线路矩形框包括，灰度化所述目标输电线路图像，并基于灰度化后的目标输电线路图像构建灰度坐标系，以灰度化后的目标输电线路图像的右下角为坐标原点，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨旗，曾华荣，张露松，杨柳青，李堃，张俊玮，毛先胤，操文强，李欣，侯永洪，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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