董澤才，劉昌帥，冒文兵

(國網(wǎng)銅陵供電公司，安徽 銅陵 244000)

0 引言

輸電線路里程規(guī)模的不斷擴大，以及輸電線路通道中元件數(shù)量的增多，導致輸電線路通道監(jiān)測難度逐漸增大。需進一步結(jié)合大數(shù)據(jù)信息處理方法以及可靠性數(shù)據(jù)檢測技術，實現(xiàn)對輸電線路通道的監(jiān)測，以提高輸電線路的輸出穩(wěn)定性和可靠性。相關的輸電線路通道監(jiān)測方法研究在電網(wǎng)配網(wǎng)設計和維護中具有重大意義[1-2]。一般的輸電線路通道監(jiān)測方法，采用多源視覺信息跟蹤識別完成對輸電線路通道的融合檢測，應用較為廣泛。

目前，輸電線路的通道監(jiān)測方法主要有基于城市街景數(shù)據(jù)的輸電線路的通道監(jiān)測方法[3]、基于GIS信息的輸電線路的通道監(jiān)測方法[4]以及模糊PID的輸電線路的通道監(jiān)測方法等[5]。以上方法均是通過模糊度辨識，實現(xiàn)對輸電線路的通道GIS融合和監(jiān)測，但它們的輸電線路通道監(jiān)測的視覺信息識別能力不好，監(jiān)測可靠性和準確性不高。

針對上述問題，本文提出基于雙程擺掃激光測距探測成像的輸電線路通道監(jiān)測方法。構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像模型，采用激光傳感器設計雙程擺掃激光測距探測節(jié)點部署。提取輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光圖像，檢測邊緣灰度特征。構(gòu)建邊緣輪廓特征檢測模型，實現(xiàn)對輸電線路通道監(jiān)測。

1 激光測距探測成像及預處理

1.1 輸電線路監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像

為實現(xiàn)雙程擺掃激光測距探測成像在輸電線路通道監(jiān)測中的應用，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像模型，采用激光傳感器實現(xiàn)對雙程擺掃激光測距探測節(jié)點部署設計，在多源參數(shù)輸入環(huán)境下，檢測輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距的模糊探測和圖像特征[6]。雙程擺掃激光測距探測下的輸電線路監(jiān)測總體結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

根據(jù)圖1所示的雙程擺掃激光測距探測下的輸電線路監(jiān)測總體結(jié)構(gòu)，采用場景調(diào)度和視覺特征檢測法，分析在不同的環(huán)境和應用場景下輸電線路通道監(jiān)測的適應度參數(shù)，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測視覺分析模型。結(jié)合統(tǒng)計特征分析方法，進行輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測視覺成像和多源信息融合[7]，分析柔性負荷、可控負荷等參數(shù)， 進行輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測和視覺成像，得到成像分布域中含有N個節(jié)點，表示為(X1(0),X2(0),…,XN(0))，輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像i在t時刻的自相關特征匹配系數(shù)為Xi(t)=(xi1(t),xi2(t),…,xiD(t))。結(jié)合輸電線路數(shù)據(jù)和視覺信息融合結(jié)果，得到輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距模型，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光雙目視覺融合跟蹤模型，得到測距探測成像的匹配度表示為Vi(t)=(vi1(t),vi2(t),…,viD(t))。在大場景的融合通道背景下，得到激光測距探測成像的視覺分布最優(yōu)解表示為pi=(pi1,pi2,…,piD)。通過提取輸電線路GIM數(shù)字信息，在三維動態(tài)特征融合分布結(jié)構(gòu)下，得到激光測距探測成像的關聯(lián)信息分布權(quán)重ω值為

圖1 輸電線路通道監(jiān)測總體結(jié)構(gòu)模型

ω=Xi(t)+Vi(t)+pi

(1)

通過雙程擺掃激光測距探測結(jié)果，得到優(yōu)化監(jiān)測模型下的動態(tài)融合參數(shù)為

b(m)=ω+(sv+ri)

(2)

sv為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測的視覺跟蹤輸出參數(shù)；ri為雙程擺掃激光測距探測結(jié)果參數(shù)。通過上述設計，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距模型，根據(jù)圖像采集和視覺跟蹤結(jié)果，進行輸電線路的通道監(jiān)測[8]。

1.2 激光成像增強預處理

(3)

對于輸入的輸電線路通道監(jiān)測梯度分量f(z)進行特征優(yōu)選控制，提取輸電線路GIM數(shù)字參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，結(jié)合圖像融合濾波方法重構(gòu)輸電線路通道監(jiān)測的視景[9]，得到輸電線路通道監(jiān)測視景重構(gòu)函數(shù)為

(4)

h(z)為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像分布節(jié)點的度，表示輸電線路通道監(jiān)測的視覺信息分配可靠性函數(shù)；fx(z)和fy(z)分別為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的融合度函數(shù)。通過上述方法，進行輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測視景重構(gòu)[10]。

2 輸電線路通道監(jiān)測優(yōu)化

2.1 視覺特征提取

通過輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距的圖像邊緣尺度分解[11]，得到雙程擺掃激光測距的輸出參數(shù)分布集合P(ni)={pk|prkj=1,k=1,2,…,m}，通過優(yōu)先級屬性調(diào)度，得到輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測的視覺重構(gòu)目標函數(shù)為

T(d)=p(ni)+[ey+I]

(5)

ey為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測特征參數(shù)；d為視覺重構(gòu)目標個數(shù)。通過次數(shù)為ni的迭代處理后，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的雙邊匹配濾波模型[12]，得到輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的信息增強結(jié)果為

(6)

β為雙邊匹配濾波模型參數(shù)；h(j)為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光掃描后的匹配增強結(jié)果參數(shù)。結(jié)合網(wǎng)格區(qū)域分配方法，得到輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像分配特征屬性集為

rg(e)=f1g(z)+(F-1+qf)

(7)

f1g(z)為網(wǎng)絡分配函數(shù)；F-1為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像融合的反函數(shù)；qf為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像分配函數(shù)。構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像動態(tài)分配權(quán)系數(shù)，結(jié)合數(shù)字孿生聚類技術，得到激光測距探測輸出的樣本擬合參量表示為

(8)

l(a)為輸入的輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像輸出的像素序列；ε為卷積運算。輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測輸出的特征聚類點(ta,ya)、(tb,yb)的動態(tài)監(jiān)測多尺度模糊度函數(shù)為Hx=-jωx/‖ω‖和Hy=-jωy/‖ω‖，在動態(tài)場景中，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測的自適應參數(shù)信息增強模型，表達形式為

(9)

重構(gòu)輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光圖譜邊緣分量‖φ‖=sup|φ(θ)|，復雜背景干擾下滿足C([a,b],R)的輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光像素特征收斂判決條件，得到F和V是輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光成像的濾波參數(shù)。

使用所構(gòu)建的輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的邊緣輪廓特征檢測模型，根據(jù)輸出圖像的差異度融合結(jié)果,實現(xiàn)對輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光掃描。

2.2 輸電線路通道監(jiān)測輸出

根據(jù)輸出圖像的差異度融合結(jié)果實現(xiàn)對輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光掃描和可靠性監(jiān)測，采用人工智能的視覺信息伴隨控制方法[13]，提取輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的邊緣像素特征點，由此得到輸電線路通道監(jiān)測的模糊度協(xié)方差為

(10)

w為輸電線路通道監(jiān)測的模糊度個數(shù)；n為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像分配的粒子個數(shù)；fi為第i個監(jiān)測通道的異常特征分布維數(shù)；favg為輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像匹配度函數(shù)。當σ2

AG=ΔB(w)+‖s(i,j)+m‖

(11)

對于任意的輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像數(shù)據(jù)點xi和xj，其特征匹配度為s(i,j)，值越小，輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的相似度越好。故系統(tǒng)根據(jù)相似度特征匹配結(jié)果，實現(xiàn)對輸電線路通道監(jiān)測。系統(tǒng)實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 輸電線路通道監(jiān)測的系統(tǒng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)

3 仿真測試與結(jié)果分析

為驗證本文方法在實現(xiàn)輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測，以及輸電線路通道監(jiān)測中的應用性能，進行實驗測試分析。設定雙程擺掃激光測距的成像像素分布集為0.57，激光掃描的頻段信息為8頻段，輸電線路的初始輸出電壓為200 kV，奇次諧波參數(shù)為0.31。根據(jù)上述參數(shù)設定，得到輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測平臺如圖3所示。

圖3 輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測平臺

根據(jù)圖3設計，得到輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光圖像如圖4所示。

分析圖4得知，本文方法進行輸電線路通道監(jiān)測的視覺成像效果較好，根據(jù)圖4的激光成像結(jié)果，進行輸電線路通道監(jiān)測，得到監(jiān)測結(jié)果如表1所示。

表1 輸電線路通道監(jiān)測結(jié)果 mm

圖4 輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光圖像

分析表1得知，本文方法進行輸電線路通道監(jiān)測的輸出結(jié)果準確可靠。

測試不同方法進行輸電線路通道監(jiān)測的輸出可靠性，并對輸電線路通道進行多次監(jiān)測，從而獲取不同方法下輸電線路通道監(jiān)測的輸出精度，得到測試結(jié)果如表2所示。

表2 不同方法下輸電線路通道監(jiān)測的輸出精度對比

分析表1得知，本文方法進行輸電線路通道監(jiān)測的輸出可靠性較好，精度較好，具有良好的應用性能。

4 結(jié)束語

研究輸電線路通道監(jiān)測方法，通過多源視覺信息跟蹤識別的方法，實現(xiàn)對輸電線路通道融合檢測，從而提升輸電線路的穩(wěn)定性，故本文提出基于雙程擺掃激光測距探測成像的輸電線路通道監(jiān)測方法。在多源參數(shù)輸入環(huán)境下，進行輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距的模糊探測和圖像特征檢測，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測視覺分析模型，采用了決策樹融合的方法，提取輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光圖像，構(gòu)建輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光測距探測成像的雙邊匹配濾波模型，根據(jù)輸出圖像的差異度融合結(jié)果實現(xiàn)對輸電線路通道監(jiān)測雙程擺掃激光掃描。根據(jù)相似度特征匹配結(jié)果，實現(xiàn)對輸電線路通道監(jiān)測。研究得知，本文方法進行輸電線路通道監(jiān)測的視覺跟蹤性能較好，監(jiān)測的精準度較高。