重庆市兰家沱变电站视频监控技术研究及其应用

摘要

近些年，自动化技术不断地得到发展与进步，它在电网系统中的应用也越来越广泛。变电站值守方式正逐渐趋向于少人或者无人化。其中，变电站无人值守正成为电网技术发展中的一项重要内容。在无人值守方式的不断推进中，结合视频监控技术的“遥视”功能的作用越发得到重视。遥视功能作为无人值守变电站的眼睛，是变电站信息收集上不可或缺的一环。然而随着无人值守的不断加深，传统遥视功能的不足愈发得到了体现。
　　变电站目前的遥视系统仍以传统视频监控为主，仅提供视频的捕获、存储和回放等简单的功能，缺乏对信息进行有效的分析筛选的能力；对现场设备仍以人为观察和人工巡视为主，未完全发挥出智能视频监控技术的潜力；当前的遥视系统存储了大量无意义视频，不仅造成硬盘空间的浪费，而且不利于对视频的检索。
　　智能视频监控技术是涉及到数字图像处理、机器学习、模式识别、信号处理、统计学习等诸多领域下的交叉学科。对这门技术进行研究一方面具有重要的研究价值，另一方面也拥有着广阔的应用前景。将智能视频监控技术引入到现有的变电站遥视系统中，不需要对硬件设备做较大改动，就可以实现对现有遥视系统功能的完善和增强。课题将对重庆市兰家沱110Kv变电站遥视系统，采用基于SVM和ViBe算法的视频监控技术进行改进。主要工作内容包含两部分：
　　第一，针对具有明显颜色特征的设备的在线监测。变电站中一些设备，如变压器呼吸器等，它们的工作状况只能通过颜色进行判断，在其他纹理、轮廓、形状等均没有明显的变化。通过提取颜色特征信息，训练出颜色分类器，可以自动监测设备工作情况。如果出现异常，则主动提醒工作人员进行更换，降低了人力消耗，减轻了工作人员负担。
　　第二，室外环境下的多通路的运动目标检测方法。变电站中摄像头众多，并且需要维持长时间不间断监控，为了保证算法运行的实时性，需要尽可能的降低算法复杂度。在室外环境下，光照、天气、遮挡、阴影等条件时常发生变化，运动目标的检测算法在准确性、高效性之间难以达到较好的折中。课题改进了原始ViBe算法，在确保低复杂度的同时，在运动目标检测方面取得了良好的性能。

目录

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目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 智能视频监控技术的研究现状

1.3 智能视频监控技术在无人值守变电站的应用

1.4 主要研究内容

1.5 章节安排

1.6 本章小结

2 重庆兰家沱110Kv变电站遥视系统简介

2.1 兰家沱变电站遥视系统简介

2.2 需求分析

2.3 本章小结

3 基于支持向量机的呼吸器颜色识别

3.1 数据集的收集

3.2 图像颜色特征的抽取

3.3 支持向量机

3.4 分类器分类结果

3.5 本章小结

4 运动目标检测算法

4.1 运动目标检测算法概述

4.2 基于背景减除的运动目标检测

4.3 视觉特征提取法原理（ViBe）

5 基于ViBe算法的变电站运动目标检测算法

5.1 改进型ViBe运动目标提取算法

5.2 算法性能对比

5.3 本章小结

6 现场测试结果与分析

6.1 测试环境

6.2 呼吸器颜色状态识别

6.3 敏感区域运动目标检测

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 进一步研究方向

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文和专利：

B. 作者在攻读硕士学位期间所参加的科研成果目录：

C. 作者在攻读学位期间取得的奖学金：