一种电力调度系统图形画面自动对点验收方法

摘要

本发明公开了一种电力调度系统图形画面自动对点验收方法，该方法包括：对电力调度系统的电力图形画面进行截图；对电力图形画面截图进行预处理，剪裁掉电力图形画面中的工具栏，并对剪裁后的电力图形画面进行放大；根据电力图形画面原始文件svg或g文件，获取待对点信号在电力图形画面中的坐标位置和大小；在预处理后的电力图形画面中选取待对点信号位置和大小区域，对该画面区域进行文字图像识别；检查电力图形待对点信号图像识别结果是否存在与待对点信号值相同：若识别结果与待对点信号值相同，则该信号对点正确；反之，则该信号对点失败。本发明省去了人工对人的人力消耗，极大地提高了工作效率，降低了成本，避免人工对点的方式极易出错的问题，采用不同识别方法，识别速度较快。

说明书

技术领域

本发明属于电力调度系统图形画面自动对点验收技术领域，具体涉及一种电力调度系统图形画面自动对点验收方法。

背景技术

随着无人值守变电站的不断普及，各级调度中心能否地对管辖变电站进行实时准确的监控是电网安全稳定运行的前提，需要将调度主站和厂站端的远传区点表信息进行校验。电力调度系统主站侧的信号对点及验收，基本还是采用人工校对调度主站系统的实时电力图形画面中的信号信息。此方式给调度工作人员带来了极大的工作负担，并且效率低下，很容易产生疏漏，给电网安全埋下隐患。

电力图形画面中图形元件与实际信号常存在原始关联错误问题，在对点测试中遥信信号值就出现对点失败。电力图形画面中遥信信号状态为“分”或“合”，不同状态的遥信信号的电力图元画面不同，包括不同的形状、颜色、闪烁状态，也为遥信信号的识别带来困难。

因此需要研究一种更智能、更高效、更安全的调度侧图形画面自动对点验收方法，降低工作人员的负担，提高对点验收工作效率，提升对点及画面关联的正确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电力调度系统图形画面自动对点验收方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种电力调度系统图形画面自动对点验收方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，对电力调度系统的电力图形画面进行截图；

步骤2，对电力图形画面截图进行预处理，剪裁掉电力图形画面中的工具栏，并对剪裁后的电力图形画面进行放大，使电力图形画面截图中显示的电力元件坐标位置和大小与电力图形画面原始文件svg或g文件相同；

步骤3，根据电力图形画面原始文件svg或g文件，获取待对点信号在电力图形画面中的坐标位置和大小；

步骤4，在预处理后的电力图形画面中选取待对点信号位置和大小区域，对该画面区域进行识别：待对点信号包括遥测信号和遥信信号，对于遥测信号，采用tesseract识别待对点信号图像，获取电力图形中的信号遥测值大小；对于遥信信号，采用电力图元识别方法识别待对点信号图像，获取电力图形中的信号元件状态和遥测值（“分”或“合”）；遥测信号为数字数值，遥信信号为电力元件图形，因此采用不同识别方法，识别速度较快；

步骤5，检查电力图形待对点信号图像识别结果是否存在与待对点信号值相同：若识别结果与待对点信号值相同，则该信号对点正确；若识别结果与待对点信号值不相同，则该信号对点失败。

对点信号由厂站端按待对点点表依次并固定周期发出，电力图形画面自动对点验收方法按待对点点表依次进行对点验收。本方法采用识别告警窗中对点信号，在调度主站进行，先在变电站侧依次发出对点信号，再在主站侧调度系统中的告警窗中依次检查对点信号，发出信号与检查信号是互不关联，但进度同步。本方法的好处：检查对点信号的链路完整，包括了厂站侧远动装置和主站侧调度系统。

遥信信号状态分为0和1，不同状态的遥信信号的电力图元画面不同，包括不同的形状、颜色、闪烁状态，对信号的电力图元画面进行图像识别时，需进连续截取多张图形画面，截取对点信号的电力图元的闪烁状态，已知电力图形画面中电力图元的闪烁时间固定，设定连续截取电力图形画面的时间间隔为图元闪烁时间间隔的2/3，，连续截取电力图形画面的张数为5，以此获取对点信号的电力图元的闪烁状态，对“闪烁状态”的信号图元进行图像识别时，只要有一张电力图形画面截图识别出信号图元为“亮”，即认为信号为“闪烁状态”状态。存在问题是遥信信号的图元会存在闪烁的状态，仅识别一张图片无法确认该遥信信号的图元的信息，需要截取多张图片，来获取电力图元的闪烁状态。

对遥信信号图元进行图像识别方法为识别图元中间点、竖直中线或特定区域上的颜色，来判断遥信信号图元的状态。具体识别逻辑如下：

对于遥信信号中断路器的图元，采用识别中心点颜色的方法。若断路器图元的中心点识别为黑色，则判断断路器图元的状态为“分”；若断路器图元的中心点识别为红色，则判断断路器图元的状态为“和”；

对于遥信信号中光字牌的图元，采用识别竖直中线两端颜色的方法。竖直中线从上向下取点颜色，从下向上取点的颜色，若两次都取到黄色，则判断光字牌图元的状态为“分”；若两次都取到红色，则判断光字牌图元的状态为“合”；若两次都取到的颜色不一致或有一次未取到颜色，则报识别异常；

对于遥信信号中刀闸的图元，采用识别图元中特定方框区域颜色的方法。若特定方框区域中识别到颜色（非黑色），则判断刀闸图元的状态为“分”；若特定方框区域中未识别到颜色，即黑色，则判断刀闸图元的状态为 “合”。

针对电力图元的形状、颜色特点，采用识别电力图元中特定直线、区域上的颜色来判断信号的状态，对硬件的要求低，识别效率高。

在电力图形画面自动对点验收前，会进行图形画面关联工程一致性检查，通过检查电力图形画面SVG文件和点表XLS文件中测点的keyid属性、poke属性，查找出电力图形画面里的原始人工关联错误的测点，测点错误包括按钮关联错误、重复、测点存在于多画面、测点关联错电力间隔。

svg电力图形画面关联工程一致性检查方法为：通过检查调度主站已有keyid.txt文件，获取变电站所有点号与svg电力图形画面文件key_id属性的对应关联。再通过变电站点表XLS文件中的测点点号，由映射关系，找到svg电力图形画面文件中与测点点号对应key_id的信号图元。svg电力图形画面关联工程一致性检查包括画面跳转分析检查、测点关联重复性检查、单页面测点重复性检查和测点归属检查。

画面跳转分析检查：检查svg电力图形画面文件中的xlink:href属性（svg文件画面跳转路径），获取svg电力图形画面文件中所有重复的跳转路径。如果存在重复的跳转路径，则提醒异常。

测点关联重复性检查：检查测点点号对应的key_id属性值所在svg文件个数。1个遥信信号最多存在于主接线图（首页）svg文件和1个间隔分图svg中，如果存在于三个以上svg文件中，则需要提醒异常。

单页面测点重复性检查：检查单个svg电力图形画面文件中key_id属性值重复的测点数。如果存在于2个以上key_id属性重复的测点，则需要提醒异常。

测点画面归属检查：检查提取每个svg文件中所有测点名称里的数字和英文编码（例如测点名称为“1号主变220kV第二套合并单元GOOSE总告警”，提取数字和英文编码为“1-220kV-GOOSE”），与测点所属画面svg文件（首页图除外）名称里的数字和英文编码（例如所属svg文件名为“220kV跃龙新1主变220kV间隔接线图.bay.svg”，提取数字和英文编码为“220kV-1-220kV”） 相比较。如果测点名称中的数字和英文编码的前2个（例如“1-220kV-GOOSE”中的“1-220kV”）与所属所属画面svg文件名称里的数字和英文编码的后2个（例如“220kV-1-220kV”中的“1-220kV”）相同，则判断该测点属于该画面svg文件；如果不相同，则判断该测点不属于该画面svg文件，并提醒异常。

对svg电力图形画面进行关联工程一致性检查，检查电力图形画面svg文件中是否存在重复、错误的测点，属于对svg文件的数据检查。

对svg电力图形画面进行关联工程一致性检查，检查电力图形画面svg文件中是否存在重复、错误的测点，属于对svg文件的数据检查，在图形画面对点前查找出已存在错误，提高了电力图形画面对点的正确性。

电力调度系统的电力图形画面包含了调度系统中所有变电站的接线图和信号图，在进行电力图形画面自动对点验收步骤3中，待对点信号在电力图形画面中的坐标位置和大小的获取方法为：

步骤1），根据待对点信号的id名称，查询电力图形画面svg文件格式中g标签下metadata子标签的key_id属性，找到与待对点信号id名称相同的key_id属性值的标签，对于G格式电力图形画面文件，查询G格式文件中Gzp、DText、Disconnector、GroundDisconnector、CBreaker标签的keyid属性，找到与待对点信号id名称相同的keyid属性值的标签；

步骤2），获取待对点信号在电力图形画面中的坐标：对于svg文件格式电力图形画面文件，在key_id属性值相同的g标签下，查找text子标签的x和y属性的值，x为电力图形画面中的横坐标，y为电力图形画面中的纵坐标，由此获得待对点信号在电力图形画面中的坐标，对于G文件格式电力图形画面文件，在keyid属性值相同的Gzp、DText、Disconnector、GroundDisconnector、CBreaker标签下，查找x和y属性的值，x为电力图形画面中的横坐标，y为电力图形画面中的纵坐标，由此获得待对点信号在电力图形画面中的坐标；

步骤3），获取电力图形画面中待对点信号的画面大小：对于svg文件格式电力图形画面文件，对点信号为遥测信号时，在key_id属性值相同的g标签下，查找text子标签的font-size属性和writing-mode属性的值，font-size为遥测信号值文字的大小，writing-mode为数字的显示位数，由此获得遥测信号文字的画面大小；对点信号为遥信信号时，在key_id属性值相同的g标签下，查找rect子标签的width属性和height属性的值，width为信号图元的宽度和height为信号图元的高度，由此获得遥信信号图元的画面大小。对于G文件格式电力图形画面文件，在keyid属性值相同的GzpGzp、DText、Disconnector、GroundDisconnector、CBreaker标签下，查找w属性和h属性的值，w为信号图元的宽度，h为信号图元的高度，由此获得信号图元的画面大小。

正确定位对点信号所在电力图形画面的位置坐标和区域大小，可针对性的对该信号所在区域进行图像识别，而不必识别整张图片，提高识别效率。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

1）本发明采用文字识别、图像识别技术识别电力图形画面中的对点信号信息，省去了人工对人的人力消耗，极大地提高了工作效率，降低了成本，避免人工对点的方式极易出错的问题；遥测信号为数字数值，遥信信号为电力元件图形，因此采用不同识别方法，识别速度较快。针对电力图元的形状、颜色特点，采用识别电力图元中特定直线、区域上的颜色来判断信号的状态，对硬件的要求低，识别效率高；

2）本发明采用了键鼠模拟技术，可自动控制键鼠进行电力图形画面的截图，省去人工截图的操作；

3）本发明通过检查图形画面关联工程的一致性，在图形画面对点前查找出已存在错误，提高了电力图形画面对点的正确性；

4）本发明对点验收方法程序可运行在任意1台调度系统的工作站电脑上，与调度系统不存在通讯等接口交互，不存在网络安全等隐患。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

图2是待测点表文件xls截图。

图3是电力图形画面svg文件截图。

图4是电力图形画面截图。

具体实施方式

下面结合具体的附图和实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图4所示，一种电力图形画面自动对点验收方法，包括如下步骤：

步骤1，对电力调度系统的电力图形画面进行截图；

步骤2，对电力图形画面截图进行预处理，剪裁掉电力图形画面中的工具栏，并对剪裁后的电力图形画面进行放大，使电力图形画面截图中显示的电力元件坐标位置和大小与电力图形画面原始文件svg或g文件相同；

步骤3，根据电力图形画面原始文件svg或g文件，获取待对点信号在电力图形画面中的坐标位置和大小；

步骤4，在预处理后的电力图形画面中选取待对点信号位置和大小区域，对该画面区域进行识别。待对点信号分为遥测信号和遥信信号，对于遥测信号，采用tesseract识别待对点信号图像，获取电力图形中的信号遥测值大小；对于遥信信号，采用电力图元识别方法识别待对点信号图像，获取电力图形中的信号元件状态和遥测值（分或合）；遥测信号为数字数值，遥信信号为电力元件图形，因此采用不同识别方法，识别速度较快；

步骤5，检查电力图形待对点信号图像识别结果是否存在与待对点信号值相同：若识别结果与待对点信号值相同，则该信号对点正确；若识别结果与待对点信号值不相同，则该信号对点失败。

使用本方法时首先导入待测点表文件xls，如图2，获取待测点表的变电站名称、信号名称和点表顺序。

然后分析电力调度系统的电力图形画面svg文件或g文件，如图3，获取待对点信号在电力图形画面中的位置，具体步骤如下：

步骤1，根据待对点信号的id名称，查询电力图形画面svg文件格式中g标签下metadata子标签的key_id属性，找到与待对点信号id名称相同的key_id属性值的标签。对于G格式电力图形画面文件，查询G格式文件中GzpGzp、DText、Disconnector、GroundDisconnector、CBreaker标签的keyid属性，找到与待对点信号id名称相同的keyid属性值的标签；

步骤2，获取待对点信号在电力图形画面中的坐标。对于svg文件格式电力图形画面文件，在key_id属性值相同的g标签下，查找text子标签的x和y属性的值，x为电力图形画面中的横坐标，y为电力图形画面中的纵坐标，由此获得待对点信号在电力图形画面中的坐标。对于G文件格式电力图形画面文件，在keyid属性值相同的GzpGzp、DText、Disconnector、GroundDisconnector、CBreaker标签下，查找x和y属性的值，x为电力图形画面中的横坐标，y为电力图形画面中的纵坐标，由此获得待对点信号在电力图形画面中的坐标；

步骤3，获取电力图形画面中待对点信号的画面大小。对于svg文件格式电力图形画面文件，对点信号为遥测信号时，在key_id属性值相同的g标签下，查找text子标签的font-size属性和writing-mode属性的值，font-size为遥测信号值文字的大小，writing-mode为数字的显示位数，由此获得遥测信号文字的画面大小；对点信号为遥信信号时，在key_id属性值相同的g标签下，查找rect子标签的width属性和height属性的值，width为信号图元的宽度和height为信号图元的高度，由此获得遥信信号图元的画面大小。对于G文件格式电力图形画面文件，在keyid属性值相同的GzpGzp、DText、Disconnector、GroundDisconnector、CBreaker标签下，查找w属性和h属性的值，w为信号图元的宽度，h为信号图元的高度，由此获得信号图元的画面大小。

接着进行图形画面关联工程一致性检查，通过检查电力图形画面SVG文件和点表XLS文件中测点的keyid属性、poke属性，查找出电力图形画面里的原始人工关联错误的测点，测点错误包括按钮关联错误、重复、测点存在于多画面、测点关联错电力间隔。

图形画面关联工程一致性检查方法：通过检查调度主站已有keyid.txt文件，获取变电站所有点号与svg电力图形画面文件key_id属性的对应关联。再通过变电站点表XLS文件中的测点点号，由映射关系，找到svg电力图形画面文件中与测点点号对应key_id的信号图元。svg电力图形画面关联工程一致性检查方法包括画面跳转分析检查方法、测点关联重复性检查方法、单页面测点重复性检查方法和测点归属检查方法，其中，

画面跳转分析检查方法：检查svg电力图形画面文件中的xlink:href属性（svg文件画面跳转路径），获取svg电力图形画面文件中所有重复的跳转路径。如果存在重复的跳转路径，则提醒异常；

测点关联重复性检查方法：检查测点点号对应的key_id属性值所在svg文件个数。1个遥信信号最多存在于主接线图（首页）svg文件和1个间隔分图svg中，如果存在于三个以上svg文件中，则需要提醒异常；

单页面测点重复性检查方法：检查单个svg电力图形画面文件中key_id属性值重复的测点数。如果存在于2个以上key_id属性重复的测点，则需要提醒异常；

测点画面归属检查方法：检查提取每个svg文件中所有测点名称里的数字和英文编码（例如测点名称为“1号主变220kV第二套合并单元GOOSE总告警”，提取数字和英文编码为“1-220kV-GOOSE”），与测点所属画面svg文件（首页图除外）名称里的数字和英文编码（例如所属svg文件名为“220kV跃龙新1主变220kV间隔接线图.bay.svg”，提取数字和英文编码为“220kV-1-220kV”） 相比较。如果测点名称中的数字和英文编码的前2个（例如“1-220kV-GOOSE”中的“1-220kV”）与所属所属画面svg文件名称里的数字和英文编码的后2个（例如“220kV-1-220kV”中的“1-220kV”）相同，则判断该测点属于该画面svg文件；如果不相同，则判断该测点不属于该画面svg文件，并提醒异常。

在进行对点验收测试时，对点信号由厂站端按待测点表依次以固定周期发出，本发明一种电力图形画面自动对点验收方法较厂站端对点信号发出有2秒延时，延迟的作用是以保证变电站端实际远动上送信号数据已正确送达调度主站系统。本发明一种电力图形画面自动对点验收方法核对一次测点的固定时间间隔为5s，与厂站端对点信号发送间隔相同。本发明一种电力图形画面自动对点验收方法核对的点表顺序与厂站端发送的点表顺序相同。采用识别告警窗中对点信号，在调度主站进行，先在变电站侧依次发出对点信号，再在主站侧调度系统中的告警窗中依次检查对点信号，发出信号与检查信号是互不关联，但进度同步。本方法的好处：检查对点信号的链路完整，包括了厂站侧远动装置和主站侧调度系统。

本发明一种电力调度系统图形画面对点验收主要核对的信号信息为信号名称、信号点号、信号值。

本发明一种电力图形画面自动对点验收方法开始进行电力图形画面中对点信号识别时，对电力图形画面的截图通过模拟键鼠实现，自动控制键鼠操作实现对电力图形画面的截图，如图4。对点遥信信号状态分为0和1，不同状态的遥信信号的电力图元画面不同，包括形状、颜色、闪烁状态的不同。对信号的电力图元画面进行图像识别时，需进连续截取多张图形画面，截取对点信号的电力图元的闪烁状态。已知电力图形画面中电力图元的闪烁时间固定，设定连续截取电力图形画面的时间间隔为图元闪烁时间间隔的2/3，连续截取电力图形画面的张数为5，以此获取对点信号的电力图元的闪烁状态。现有的技术中存在问题是遥信信号的图元会存在闪烁的状态，仅识别一张图片无法确认该遥信信号的图元的信息，需要截取多张图片，来获取电力图元的闪烁状态。

接着对电力图形画面截图进行预处理，剪裁掉电力图形画面中的工具栏，并对剪裁后的电力图形画面进行放大，使电力图形画面截图中显示的电力元件坐标位置和大小与电力图形画面原始文件svg或g文件相同。

然后根据电力图形画面原始文件svg或g文件，获取待对点信号在电力图形画面中的坐标位置和大小。在预处理后的电力图形画面中选取待对点信号位置和大小区域，对该画面区域进行识别。待对点信号分为遥测信号和遥信信号，对于遥测信号，采用tesseract识别待对点信号图像，获取电力图形中的信号遥测值大小；对于遥信信号，采用电力图元识别技术识别待对点信号图像，获取电力图形中的信号元件状态和遥测值（分或合）。

最后，检查电力图形待对点信号图像识别结果是否存在与待对点信号值相同：若识别结果与待对点信号值相同，则该信号对点正确；若识别结果与待对点信号值不相同，则该信号对点失败。

对遥信信号图元进行图像识别方法为识别图元中间点、竖直中线或特定区域上的颜色，来判断遥信信号图元的状态。具体识别逻辑如下：

对于遥信信号中断路器的图元，采用识别中心点颜色的方法。若断路器图元的中心点识别为黑色，则判断断路器图元的状态为“分”；若断路器图元的中心点识别为红色，则判断断路器图元的状态为“和”；

对于遥信信号中光字牌的图元，采用识别竖直中线两端颜色的方法。竖直中线从上向下取点颜色，从下向上取点的颜色，若两次都取到黄色，则判断光字牌图元的状态为“分”；若两次都取到红色，则判断光字牌图元的状态为“合”；若两次都取到的颜色不一致或有一次未取到颜色，则报识别异常；

对于遥信信号中刀闸的图元，采用识别图元中特定方框区域颜色的方法。若特定方框区域中识别到颜色（非黑色），则判断刀闸图元的状态为“分”；若特定方框区域中未识别到颜色，即黑色，则判断刀闸图元的状态为 “合”；

针对电力图元的形状、颜色特点，采用识别电力图元中特定直线、区域上的颜色来判断信号的状态，对硬件的要求低，识别效率高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。