慧聪安防网讯

一、应用背景

输电是电力系统的重要组成环节，它与发电、变电、配电、用电一起构成电力系统的整体功能。通过输电线路，把相距甚远的发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。输电线路按结构形式可分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面上，后者主要用电缆，敷设在地下或水下。

目前远距离电能传输主要采用架空输电线路，承担巨大的电能输送，架空输电线路的安全运行与电网的稳定密切相关，运维工作就显得尤为重要。架空输电线路具有所处地理位置特殊、运行环境复杂、运维工作点多面广、涉及任务繁杂等特点。建设一套技术先进的在线监测系统，防止输电线路遭到破坏，为线路安全运行提供有效的保障手段，是非常有必要的。

近几年来，随着城市大建设的迅速发展，各地施工作业不断，外部工程施工对输电线路安全稳定运行带来了极大的隐患，施工作业人员缺乏电力知识，为赶工期逃避审批，擅自施工的现象屡见不鲜。在输电线路的外力破坏等各类故障中，大型车辆违规施工已成为输电线路外力破坏的主要因素，由于大型车辆、机械施工外力破坏事故特有的突发性和分散性,使得电力运行部门防不胜防。

二、防外破现状

针对输电线路防外破，电力部门一直人尽其谋、物尽其用，在输电线路防外破的综合管理工作上，运用科学管理思维，综合人防、物防、技防等科学手段，建立目标清晰、职责明确的防护体系。科技手段上，电力部门持续推动企业开展输电线路在线监测产品及系统的开发，随着高新企业的技术发展以及业务的深入研究，一些专业的在线监测技术企业陆续研发了具有完整功能的输电线路在线监测系统，并逐步应用到输电线路实际保障工作中。

输电线路在线监测系统中，针对大型车辆违规施工，一般是定期前端设备抓取图片或者视频交由给后端中心去人为分析，需要人员长时间持续不断地去关注、判断，人力成本巨大，且人为的效率和行为难于约束，无法确保大型车辆违规施工能及时被发现。

当前，部分企业可以通过在线监测系统去自动识别大型施工车辆，主要是通过模式识别技术（根据识别对象具有特征的观察值来将其进行分类的一个过程）去实现，这类技术的应用降低了企业的人力成本，为企业减员增效。但是，模式识别受限于本身技术瓶颈，误报率较高，准确度非常低，而且当训练数据达到一定量后，识别效果无法再进一步提升。

三、基于深度学习的输电线路防外破应用

“深度学习”概念源于人工神经网络的研究，是机器学习研究中的一个新的领域，其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，它模仿人脑的机制来解释数据。形象地讲，可以理解为深度学习是模仿人类在处理问题时，由浅入深，由简到难，由直观到抽象的过程。传统的机器学习算法效果在数据量达到一定量后无法再进一步提升，相比于传统的机器学习，深度学习能够自主特征学习，在大数据的驱动下，能够取得更好的效果。

海康威视基于海量安防大数据，多年来默默耕耘于深度学习领域，于2016年推出了多个系列基于深度学习的智能应用设备，诸如“深眸”、“超脑”、“刀锋”、“脸谱”“猎鹰”等设备。海康威视深入了解输电线路防外破业务，充分调研理解并吸收，以快速发现输电线路下违规施工车辆、解决输电线路违规施工车辆管理难问题为出发点，以保障输电线路运行安全、降低电力部门运营投入成本为目的，推出了基于深度学习的输电线路防大型车辆外力破坏应用。

该应用由前端和后端两个系统组成，前端组成主要有海康威视的低功耗智能网络球机，后端组成有海康威视基于深度学习研发的刀锋分析设备及可视化业务平台。该应用通过输电线路前端监控设备多预置位抓拍图片，后端收到前端传输图片自动去分析场景内是否有大型施工车辆，一旦检测到大型施工车辆，自动将报警在业务平台呈现给管理人员，应用详细介绍如下：

应用示意图

1)前端监控：

前端监控系统主要有海康威视低功耗智能球机组成，该智能球机有如下特点：

宽电压供电设计、球机最低功耗≤2.6W；

支持定时抓图、计划抓图、抓图多预置位可设置；

集成4G无线模块，兼容3G/4G无线网络传输；

宽电压、低功耗设计主要针对输电线路太阳能板供电不稳定设计，自身集成4G无线传输模块，兼容多种无线制式，保障网络传输，支持定时、计划及多预置位抓图，保障一个监控点位满足多个监控方位。

2)后端刀锋图片分析：

“刀锋”为海康威视推出的一款可基于图片做智能结构化分析处理的设备，内嵌海康威视开发的深度学习算法。产品系列主要定位于中心智能结构化处理，充分满足海量图片结构化分析处理的需求。

在输电线路防外破应用中，刀锋设备对前端传输的图片做智能结构化分析处理，深度挖掘车辆图片中的关键信息，识别车辆具体类型，为识别大型车辆施工应用分析提供数据依据。

3)可视化业务平台系统

输电线路防外破可视化业务平台，结合海康威视深度学习智能分析设备，定位输电线路防外破大型车辆检测应用，满足输电线路多监控点、单个监控点多场景下大型施工车辆检测，自动识别输电线路监控场景内的大型施工车辆，一旦识别之后，将告警呈现给平台管理人员，平台管理人员可进行判断确认，分析是否违规及可能带来的危害，及时确认并制止违规行为，保障生产安全。

四、结语

科学发展的推动下，安防行业日新月异，深度学习的浪潮，更是将安防人工智能化推向了风口，未来的安防行业，必定百舸争流、千帆竟发，如何将人工智能应用到安防各行各业，是每一个安防企业需要去考虑的问题，引领还是被牵引？

输电线路作为电力系统的血脉，具有举足轻重的作用，防止及遏止输电线路外破的发生是一项长期而艰巨的工作。将人工智能应用到输电线路防外破，提升安防手段多样化、智能化，其根本在于人工智能向输电线路防外破领域的开拓。应用方式的拓展离开不技术的积累，应用创新的拓展还需更好将业务融合，我们愿孜孜不倦。