一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法及系统与流程

1.本发明属于电力系统分析技术领域，尤其涉及一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法及系统。


背景技术：

2.配网线路承担着直接给用户供电的任务，所有电能都必须通过配网线路输送给用电客户。配电设备缺陷隐患极易造成线路供电中断，尤其是设备桩头、线夹等因接触不良等发热引起的缺陷。而配电线路及设备点多面广，发热缺陷众多，需要运行人员按照巡视要求，对线路及设备开展定期巡视和特殊巡视，由于当前运维人员巡视过程中，由于设备基本台账在内网，外网无法关联设备台账，无法查询设备信息，即使发现缺陷也无法及时上传电网生产管理系统，无法及时对设备健康状态进行评价，也无法通过大数据查询设备历史健康状态，严重影响运行人员工作效率。


技术实现要素：

3.本发明提供一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法及系统，用于至少解决上述技术问题之一。
4.第一方面，本发明提供一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法，包括：根据所述移动终端对现场设备进行红外测温，使获取所述现场设备的第一最高温度值以及三相设备热像图，并判断所述第一最高温度值是否大于预设温度阈值，其中所述三相设备热像图为三相设备向外辐射的热量或温度的图像；若所述第一最高温度值不大于预设温度阈值，则对所述三相设备热像图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图，其中对所述二值图像进行开运算的表达式为：，式中，a为图形对象，d为一个像素大小的结构元，为开运算符，为腐蚀运算符，为膨胀运算符；将所述至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将所述灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵，其中，计算所述灰度图像素值矩阵的表达式为：，式中，为灰度图像素值，r、g、b分别表示红色、绿色、蓝色；计算所述温度分布矩阵的表达式为：，式中，为图像温度的最低温度，为图像温度的最高温度，为单相设备温度，即单相设备向外辐射的热量或温度；基于所述温度分布矩阵获取所述至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值，其中所述相间温度最大差值为所述第二最高温度值和所述最低温度值的差值；若判断相间温度最大差值大于预设相间阈值，则根据所述预设相间阈值判断所述现场设备的缺陷等级使生成第一缺陷记录，并根据所述第一缺陷记录下达检修任务。
5.第二方面，本发明提供一种基于移动终端的配电线路红外巡检系统，包括：第一判断模块，配置为根据所述移动终端对现场设备进行红外测温，使获取所述现场设备的第一
最高温度值以及三相设备热像图，并判断所述第一最高温度值是否大于预设温度阈值，其中所述三相设备热像图为三相设备向外辐射的热量或温度的图像；分割模块，配置为若所述第一最高温度值不大于预设温度阈值，则对所述三相设备热像图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图，其中对所述二值图像进行开运算的表达式为：，式中，a为图形对象，d为一个像素大小的结构元，为开运算符，为腐蚀运算符，为膨胀运算符；映射模块，配置为将所述至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将所述灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵，其中，计算所述灰度图像素值矩阵的表达式为：，式中，为灰度图像素值，r、g、b分别表示红色、绿色、蓝色；计算所述温度分布矩阵的表达式为：，式中，为图像温度的最低温度，为图像温度的最高温度，为单相设备温度，即单相设备向外辐射的热量或温度；第二判断模块，配置为基于所述温度分布矩阵获取所述至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值，其中所述相间温度最大差值为所述第二最高温度值和所述最低温度值的差值；生成模块，配置为若判断相间温度最大差值大于预设相间阈值，则根据所述预设相间阈值判断所述现场设备的缺陷等级使生成第一缺陷记录，并根据所述第一缺陷记录下达检修任务。
6.第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的基于移动终端的配电线路红外巡检方法的步骤。
7.第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的基于移动终端的配电线路红外巡检方法的步骤。
8.本技术的基于移动终端的配电线路红外巡检方法及系统，针对三相设备热图像的故障显示特征，基于图像处理和相间温差分析实施对三相设备热故障缺陷的自动识别，实现最高温度值比较法和相间温差法为分析基础的电力设备热故障缺陷高效自动识别。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
10.图1为本发明一实施例提供的一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法的流程图；图2为本发明一实施例提供的又一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法的流程图；图3为本发明一实施例提供的一种基于移动终端的配电线路红外巡检系统的结构框图；
图4是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
11.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.请参阅图1，其示出了本技术的一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法的流程图。
13.如图1所示，基于移动终端的配电线路红外巡检方法，具体包括以下步骤：步骤s101，根据所述移动终端对现场设备进行红外测温，使获取所述现场设备的第一最高温度值以及三相设备热像图，并判断所述第一最高温度值是否大于预设温度阈值。
14.具体地，移动终端可以是便携式电脑或手机，在本实施例中，通过usb接口将红外摄像头与手机相连接，再通过连接了红外摄像头的手机对三相设备进行拍照，从而获取三相设备热像图。其中，三相设备是指连接到三相电源上的设备（如三相变压器），手机app自带红外测温程序，通过在手机外置一红外摄像头，将红外摄像头插入手机usb插口，手机app会自动识别到该usb设备。通过手机app点击巡视工单任务，在任务处点击红外摄像，软件将启动手机热像仪，手机屏幕进入红外观测画面，对现场设备进行点测温、线测温分析和区域测温分析。该红外设像头可以接收设备发射的红外辐射，以数字或二维热图像的形式显示目标设备表面温度值或温度场分布。
15.在一个具体实施方式中，根据设备运行情况在供电服务指挥系统自动、人工创建检测计划，并将计划下发至移动终端，通过移动终端接收检测任务，根据终端巡视导航路线开展配电设备带电检测，现场扫描设备实物id获取设备台账、检测标准、历史检测记录、设备历史缺陷隐患记录等信息，通过软件点击工单任务，在任务处点击红外摄像，软件将启动手机热像仪，手机屏幕进入红外观测画面。
16.1）点测温：点击点测温按钮将进入点测温模式，画面将会显示中心温度点、最高温度点、最低温度点三个点的温度信息，此时点击屏幕，将会添加自定义点的温度信息。
17.2）线测温分析：此时手指拖拽，在屏幕上绘制水平线，将会自动分析出该水平线上的最高温和最低温点，并标识相关信息。
18.3）区域测温分析：此时手指拖拽，在屏幕上绘制矩形，将会自动分析出该矩形区域内的最高温和最低温点，并标识相关信息。
19.需要说明的是，通过红外测温拍照测到设备的最高温度，将最高温度与阈值温度进行对比，并根据阈值判断设备缺陷等级，其中阈值温度设置有多个，根据阈值判断设备缺陷等级具体为：危急缺陷：电气设备实测温度》90℃；严重缺陷：80℃《电气设备实测温度≤90℃；一般缺陷：75℃《电气设备实测温度≤80℃。
20.步骤s102，若所述第一最高温度值不大于预设温度阈值，则对所述三相设备热像
图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图。
21.在本实施例中，由于开运算操作对三相设备热像图二值图像中不可靠连接具有较好的“切断”作用，因此将三相设备热像图进行形态学处理，即对三相设备热像图的二值图像进行形态学开操作运算，使得能够提取分割出至少一个单相设备热像图，其中对所述二值图像进行开运算的表达式为： ，式中，a为图形对象，d为一个像素大小的结构元，为开运算符，为腐蚀运算符，为膨胀运算符。
22.步骤s103，将所述至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将所述灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵。
23.在本实施例中，热像图中由颜色亮暗代表温度高低，由比色条色彩标定，由此将热像图矩阵转变为对应像素的温度分布矩阵，即可进行温度对比。可将彩色热像图的rgb像素值转换为反应亮暗程度的灰度图像：，式中，为灰度图像素值，r、g、b分别表示红色、绿色、蓝色；由热像图比色条中给出的图像温度区间，将灰度图像素值矩阵映射至该温度区间，即：，式中，为图像温度的最低温度，为图像温度的最高温度，为单相设备温度，即单相设备向外辐射的热量或温度。
24.步骤s104，基于所述温度分布矩阵获取所述至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值，其中所述相间温度最大差值为所述第二最高温度值和所述最低温度值的差值。
25.在本实施例中，通过对比三个单相设备温度分布矩阵，从而得到三个单相间的最高温度和最低温度，并将其相间得到相间温度最大差值，进而将相间温度最大差值与预设相间阈值进行比较。
26.步骤s105，若判断相间温度最大差值大于预设相间阈值，则根据所述预设相间阈值判断所述现场设备的缺陷等级使生成第一缺陷记录，并根据所述第一缺陷记录下达检修任务。
27.在本实施例中，将预设相间阈值设定为10k，30k，40k，并根据红外测的设备相间温度最大差值与阈值温度的比较结果，进而判定设备的缺陷程度，其中根据预设相间阈值判断设备缺陷等级具体为：危急缺陷：相间温差》40k；严重缺陷 30k《相间温差≤40k；一般缺陷： 10k《相间温度≤30k。
28.综上，本技术的方法，针对三相设备热图像的故障显示特征，基于图像处理和相间温差分析实施对三相设备热故障缺陷的自动识别，实现最高温度值比较法和相间温差法为
分析基础的电力设备热故障缺陷高效自动识别。与传统的设备热像图人工检测分析方法相比，本方法能够实现设备热故障的移动终端自动识别，相对人工检测具有更高的效率和准确度，且能够实现三相设备热故障缺陷的自动识别。同时，该系统为运维人员巡视提供很大便利性，可增强运维人员掌控线路及设备运行故障情况，为配网运维人员提供了科学依据和数据支持，有利于配网运维人员开展有针对性的运维工作，系统提供的各类建议有效提升了运维工作的有效性，提高线路供电可靠性具有显著的改进效果。
29.在一些可选的实施例中，方法还包括：若第一最高温度值大于预设温度阈值，则根据预设温度阈值判断现场设备的缺陷等级使生成第二缺陷记录；对三相设备热像图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图；将至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵；基于温度分布矩阵获取至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值；若判断相间温度最大差值不大于预设相间阈值，根据第二缺陷记录下达检修任务。
30.请参阅图2，其示出了本技术的又一种基于移动终端的配电线路红外巡检方法的流程图。该流程图主要是对图1的附加流程进一步限定的步骤的流程图。
31.如图2所示，在步骤s201中，根据所述移动终端获取内网系统下达的巡视工单，根据所述巡视工单中的gis地理信息前往所述现场设备。
32.在本实施例中，电力内网系统根据设备运行状况、巡视周期和气候、环境变化情况以及上级生产管理部门的要求自动编制巡视计划。根据巡视计划，现场巡视时，移动终端通过隔离装置访问电力内网数据库，获取巡视任务，按标准巡视卡执行设备巡视工作，终端自动记录巡视开始、结束时间等。同时可以带出设备台账，链接缺陷、隐患模块，结合语音、图像功能，实时登记巡视过程中发现的缺陷及隐患，现场查看系统未处理缺陷隐患的现状及发展趋势。
33.在配电巡视过程中，作业人员可以通过移动终端自动采集设备监测信息，同时可以通过语音识别、图像识别技术记录设备信息，配电线路、设备实现实物id、rfid全覆盖，通过终端与配电线路、设备巡视绑定，实现自动定位亚健康设备，辅助设备主人定向感知、主动运维。
34.在步骤s202中，基于所述移动终端获取现场设备的设备id号，并判断所述设备id号是否与所述巡视工单中的预设id号一致。
35.在本实施例中，通过移动终端接收检测任务，根据移动终端巡视导航路线开展配电设备带电检测，现场扫描设备id号，使得能够判断是否与巡视工单中的预设id号一致，并获取设备台账、检测标准、历史检测记录、设备历史缺陷隐患记录等信息。
36.本实施例的方法，通过隔离装置，将信息内网和信息外网贯通，将内网设备基础数据（包括基础台账、历史巡视数据等）传送至手机app终端，供运维人员现场关联设备台账及历史信息，同时，在手机上外置一红外摄像头，通过数据线连接至手机，app内置红外摄像功能，当内网系统下达巡视工单时，运行人员根据工单，通过gps定位现场设备，对现场进行可见光拍照，红外测温拍照，并对发热缺陷进行自动识别，通过手机app上传至内网系统，保存数据，根据巡视结果，下达检修任务。大幅提升配网线路的运行水平，提高线路的缺陷识别、处理能力，有效减少线路隐患，最终提高线路的供电可靠性。可为配网线路缺陷隐患识别开
展深入分析提供数据支持，跟踪缺陷整治情况提供方便，对于提高配网线路供电可靠性具有重要作用。
37.请参阅图3，其示出了本技术的一种基于移动终端的配电线路红外巡检系统的结构框图。
38.如图3所示，配电线路红外巡检系统300，包括第一判断模块310、分割模块320、映射模块330、第二判断模块340以及生成模块350。
39.其中，第一判断模块310，配置为根据所述移动终端对现场设备进行红外测温，使获取所述现场设备的第一最高温度值以及三相设备热像图，并判断所述第一最高温度值是否大于预设温度阈值，其中所述三相设备热像图为三相设备向外辐射的热量或温度的图像；分割模块320，配置为若所述第一最高温度值不大于预设温度阈值，则对所述三相设备热像图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图，其中对所述二值图像进行开运算的表达式为：，式中，a为图形对象，d为一个像素大小的结构元，为开运算符，为腐蚀运算符，为膨胀运算符；映射模块330，配置为将所述至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将所述灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵，其中，计算所述灰度图像素值矩阵的表达式为：，式中，为灰度图像素值，r、g、b分别表示红色、绿色、蓝色；计算所述温度分布矩阵的表达式为：，式中，为图像温度的最低温度，为图像温度的最高温度，为单相设备温度，即单相设备向外辐射的热量或温度；第二判断模块340，配置为基于所述温度分布矩阵获取所述至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值，其中所述相间温度最大差值为所述第二最高温度值和所述最低温度值的差值；生成模块350，配置为若判断相间温度最大差值大于预设相间阈值，则根据所述预设相间阈值判断所述现场设备的缺陷等级使生成第一缺陷记录，并根据所述第一缺陷记录下达检修任务。
40.应当理解，图3中记载的诸模块与参考图1 中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图3中的诸模块，在此不再赘述。
41.在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的基于移动终端的配电线路红外巡检方法；作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：根据所述移动终端对现场设备进行红外测温，使获取所述现场设备的第一最高温度值以及三相设备热像图，并判断所述第一最高温度值是否大于预设温度阈值；若所述第一最高温度值不大于预设温度阈值，则对所述三相设备热像图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图；将所述至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将所述灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵；
基于所述温度分布矩阵获取所述至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值，其中所述相间温度最大差值为所述第二最高温度值和所述最低温度值的差值；若判断相间温度最大差值大于预设相间阈值，则根据所述预设相间阈值判断所述现场设备的缺陷等级使生成第一缺陷记录，并根据所述第一缺陷记录下达检修任务。
42.计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据基于移动终端的配电线路红外巡检系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至基于移动终端的配电线路红外巡检系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
43.图4是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该设备包括：一个处理器410以及存储器420。电子设备还可以包括：输入装置430和输出装置440。处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。存储器420为上述的计算机可读存储介质。处理器410通过运行存储在存储器420中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例基于移动终端的配电线路红外巡检方法。输入装置430可接收输入的数字或字符信息，以及产生与基于移动终端的配电线路红外巡检系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
44.上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
45.作为一种实施方式，上述电子设备应用于基于移动终端的配电线路红外巡检系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：根据所述移动终端对现场设备进行红外测温，使获取所述现场设备的第一最高温度值以及三相设备热像图，并判断所述第一最高温度值是否大于预设温度阈值；若所述第一最高温度值不大于预设温度阈值，则对所述三相设备热像图的二值图像进行开运算，使得提取分割出至少一个单相设备热像图；将所述至少一个单相设备热像图中的rgb像素值矩阵转换为灰度图像素值矩阵，并基于预设的图像温度区间将所述灰度图像素值矩阵映射为温度分布矩阵；基于所述温度分布矩阵获取所述至少一个单相设备热像图中的第二最高温度值和最低温度值，并判断相间温度最大差值是否大于预设相间阈值，其中所述相间温度最大差值为所述第二最高温度值和所述最低温度值的差值；若判断相间温度最大差值大于预设相间阈值，则根据所述预设相间阈值判断所述现场设备的缺陷等级使生成第一缺陷记录，并根据所述第一缺陷记录下达检修任务。
46.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
47.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。