蘇良智等

摘要：輸電線路消缺是輸電設(shè)備運維與管理中的重要環(huán)節(jié)，消缺的效果關(guān)乎輸電線路的本質(zhì)安全和運維人員的驗收工作量。文章提出一種基于圖片分析技術(shù)的輸電線路消缺及驗收管理方法，解決線路受停電時間限制不能開展全面驗收的問題，提升了輸電線路安全防范能力，實現(xiàn)了線路消缺自動驗收，提高了輸電設(shè)備運維管理的效率和水平。

關(guān)鍵詞：圖片分析；輸電線路消缺；驗收管理；圖片采集；輸電設(shè)備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM732 文章編號：1009-2374（2016）06-0019-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.010

輸電線路消缺是一個有明確對象和目的的作業(yè)過程，是輸電設(shè)備運維與管理中非常重要的一個設(shè)備質(zhì)量管控環(huán)節(jié)。因受線路停電時間、人力資源、天氣情況、所處地理環(huán)境諸多因素影響，所以線路消缺施工的質(zhì)量關(guān)乎輸電線路的本質(zhì)安全及運維人員開展驗收的工作量與工作強度。因此，有效加強施工質(zhì)量管理和提高線路消缺驗收管理，對于提升輸電線路安全防范能力、提高輸電設(shè)備運維管理的效率和水平有著非常重要的作用。

1 圖像分析技術(shù)

20世紀60年代以來，在圖像分析方面已有眾多的研究成果，從針對具體問題和應(yīng)用的圖像分析技術(shù)逐漸向建立一般理論的方向發(fā)展。圖像分析與圖像處理、計算機圖形學(xué)等研究內(nèi)容密切相關(guān)，而且相互交叉重疊。圖像處理主要研究圖像傳輸、存儲、增強和復(fù)原；計算機圖形學(xué)主要研究點、線、面和體的表示方法以及視覺信息的顯示方法；圖像分析著重于構(gòu)造圖像的描述方法，更多的是用符號表示各種圖像，利用各種有關(guān)知識進行推理，而不是對圖像本身進行運算，其研究內(nèi)容包括但不局限于使用圖像處理的各種技術(shù)，它更傾向于對圖像內(nèi)容的分析、解釋和識別，因而圖像分析和計算機科學(xué)領(lǐng)域中的模式識別、計算機視覺關(guān)系更為密切。

2 線路消缺驗收現(xiàn)狀

目前輸電線路消缺驗收和管理主要采用人工方式，其方法是：在人工登塔抽查驗收的基礎(chǔ)上，輔以人工對消缺前后拍攝圖片逐個進行檢查核實。這種方法的不足之處在于：一方面需要人工逐個圖片進行翻檢，工作量非常大，且消缺前后照片不能直觀展示，還容易發(fā)生視覺疲勞引起誤判，長久會對人的視力造成嚴重損害；另一方面需要人工手工填寫具體的消缺效果信息，其工作量仍然非常大，也不適應(yīng)信息化管理的需求。同時，受線路停電時間的限制，對消缺現(xiàn)場進行的抽檢驗收和消缺圖片的檢查歷時較長，會導(dǎo)致實際工作中驗收的覆蓋面不全，可能會留下部分隱患，導(dǎo)致整條線路處于非穩(wěn)定運行狀態(tài)。因此，需要運用計算機圖像處理技術(shù)替代簡單的人工“識圖”功能，在解放沉重的人工作業(yè)量的同時，提高輸電設(shè)備運維管理的效率和水平。

3 研究思路

針對目前線路檢修過程中開展的檢修全過程圖片拍攝現(xiàn)狀，提出一種基于“識圖”功能的輸電線路消缺驗收及管理方法，利用圖像分析處理的技術(shù)來分析底層特征和上層結(jié)構(gòu)，提取具有一定智能性的信息，實現(xiàn)線路消缺智能自動驗收，大大減少人工參與的工作量，且有利于建立規(guī)范化的電子資料。

4 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

4.1 扎根理論方法

扎根理論（Grounded theory）作為定性研究方法中比較科學(xué)有效的一種方法，此理論最早由Galsser和Strauss兩位社會學(xué)者在1976年發(fā)展出來。所謂扎根理論，是指經(jīng)由系統(tǒng)化的資料搜集與分析而發(fā)掘、發(fā)展，并已暫時地驗證過的理論，它在某一場合指代一種研究方法，在另一場合則指代基于該方法得出的研究結(jié)論。

扎根理論的研究方法是一個不斷比較、思考、分析、轉(zhuǎn)化資料成概念，最后建立理論的過程。這種重視資料、重視互動的方法特性，促使研究者借助與研究對象的連續(xù)、親密互動和貼近觀察來收集資料，并在互動中不斷提高提煉全新結(jié)論的理論敏感性，豐富其歸納提煉的研究結(jié)論。該研究方法的核心是資料收集與分析過程，該過程既包含理論演繹，又包含理論歸納。它將所搜集或轉(zhuǎn)譯的文字資料加以分解、指認現(xiàn)象、將現(xiàn)象概念化，再以適當(dāng)方式將概念重新抽象、提升和綜合為范疇以及核心范疇的操作化過程。范疇間復(fù)雜交錯的本質(zhì)關(guān)系就是研究所得的理論，其流程表述如圖1所示：

圖1 扎根理論研究的一般流程

4.2 系統(tǒng)設(shè)計

4.2.1 圖片信息分析。對線路檢修過程中拍攝的大量圖片進行系統(tǒng)性分析，通過分析圖片在文件名稱、像素數(shù)目、分辨率、文件大小、采集設(shè)備及時間、采集對象等方面具有的共性，確定批量圖片采集需要制定統(tǒng)一的圖片采集及管理標準和要求。

4.2.2 圖片采集管理。制定圖片拍攝設(shè)備參數(shù)設(shè)置、拍攝圖片數(shù)量及質(zhì)量、圖片規(guī)范命名及存儲等規(guī)定，要求施工單位在消缺的同時，按照要求采集并管理消缺前后的圖片。

4.2.3 系統(tǒng)設(shè)計?；赪indows系統(tǒng)、.net Framework運行環(huán)境，針對缺陷圖片與消缺圖片在基本屬性及特征方面的共性與差異，采用Microsoft Visual Studio 2010構(gòu)架開發(fā)批量圖片分析處理軟件，利用VBA工具及Office對象模型，分析并獲取若干類圖片對象中蘊涵的豐富信息以及這些對象的基本特征和屬性，利用圖像檢索技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，提取過濾后分析對象的內(nèi)容和信息，將這些屬性信息內(nèi)容通過自動驗收系統(tǒng)進行展示，實現(xiàn)消缺前后圖片自動匹配、自動驗收、自動判斷消缺結(jié)論、自動統(tǒng)計消缺情況、自動生成消缺驗收報告。系統(tǒng)主要功能模塊及開發(fā)流程如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)主要功能模塊及開發(fā)流程

4.3 系統(tǒng)運用

運用系統(tǒng)進行線路消缺驗收，用戶需要采用如下步驟進行操作：

步驟1：準備好具有Windows XP或Windows7系統(tǒng)、安裝有office軟件（主要是word和excel）、具有.net Framework 2.0及以上運行環(huán)境的計算機。

步驟2：準備好符合規(guī)定要求的全部缺陷清單和缺陷消除前后的圖片。

步驟3：啟動系統(tǒng)程序，選擇待驗收圖片路徑。如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)程序啟動界面

步驟4：系統(tǒng)給出分析結(jié)果供用戶查看。用戶可以根據(jù)自己的側(cè)重點進一步細看。如圖4所示：

圖4 系統(tǒng)分析結(jié)果

其中，分析結(jié)果頁面是系統(tǒng)的重要部分，為確保更好的分析效果顯示，建議采用15寸以上顯示屏，用戶瀏覽起來視覺效果會更加直觀。

5 結(jié)語

針對具體對象的圖像分析技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)、檢測、遙感、計算機、軍事等技術(shù)中，圖像識別技術(shù)及三維圖像技術(shù)研究在計算機領(lǐng)域也取得重大突破。本文應(yīng)用圖片的基本特征和屬性，在線路消缺驗收及管理方面取得了一定的成效，主要表現(xiàn)在：（1）減少了人工登塔驗收工作量，節(jié)約了運維成本，減少了線路停電時間，提高了線路可靠性；（2）實現(xiàn)了智能化數(shù)據(jù)處理驗收，改變了傳統(tǒng)模式，提高了工作效率；（3）在規(guī)范檢修資料的同時，提高了歸檔資料的規(guī)范性。

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作者簡介：蘇良智（1981-），男，國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司工程師，碩士，研究方向：超高壓輸電線路管理；吳坤祥（1984-），男，國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司工程師，研究方向：超高壓輸電線路管理；鄭琪（1985-），男，國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司助理工程師，研究方向：超高壓輸電線路管理；江洪成（1976-），男，國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司高級工程師，研究方向：超高壓輸電線路管理；許楊勇（1980-），男，國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司工程師，研究方向：超高壓輸電線路管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）