[發(fā)明專利]一種電纜隧道排水監(jiān)控系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011435897.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112523804B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉侃;廖嘉偉;劉宗岳;辛鎮(zhèn)泳;徐爽;馬欣;張浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山供電局
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30;G06T7/00;E21F16/02;E21F17/18;F04B49/06;F04B49/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

1.一種電纜隧道排水監(jiān)控方法，其特征在于，基于一種電纜隧道排水監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括圖像采集裝置(1)、通信裝置(2)、集水井識別標記(3)、水位識別標記(4)、水泵(5)、水泵控制裝置(6)、圖像識別子系統(tǒng)(7)及與圖像識別子系統(tǒng)(7)集成一體的服務(wù)器(8)；

其中，所述服務(wù)器(8)分別與所述水泵控制裝置(6)及所述圖像識別子系統(tǒng)(7)有線電連接；與所述圖像采集裝置(1)有線電連接的所述通信裝置(2)通過無線局域網(wǎng)將所述圖像采集裝置(1)及所述服務(wù)器(8)相連；所述水泵控制裝置(6)與設(shè)置于集水井內(nèi)的水泵(5)有線電連接；所述圖像采集裝置(1)用于對集水井圖像進行采集獲得集水井圖像傳送至所述服務(wù)器(8)；所述服務(wù)器(8)用于接收所述圖像采集裝置(1)傳送的集水井圖像傳送至所述圖像識別子系統(tǒng)(7)；所述圖像識別子系統(tǒng)(7)用于接收所述服務(wù)器(8)傳送的集水井圖像進行識別處理，輸出指令信號；所述服務(wù)器(8)用于將所述圖像識別子系統(tǒng)(7)輸出的指令信號傳送至水泵控制裝置(6)；所述水泵控制裝置(6)用于根據(jù)所述指令信號控制水泵(5)啟停；

集水井識別標記(3)設(shè)置在集水井的井口邊緣處，用于后期集水井目標區(qū)域圖像分割；水位識別標記(4)設(shè)置在集水井壁警戒水位處，用于后期圖像水位控制的識別因子；

所述集水井識別標記(3)為帶狀反光標記，成連續(xù)布置；

所述水位識別標記(4)為帶狀反光標志，設(shè)置在集水井與圖像 采集裝置(1)拍攝朝向相對的內(nèi)壁上；

所述方法包括：

S1：服務(wù)器以第一時間間隔為一周期，定時通過通信裝置向圖像采集裝置發(fā)送啟動指令；

S2：所述圖像采集裝置接收到啟動指令后，對集水井區(qū)域進行圖像采集獲得集水井圖像；

S3：所述圖像采集裝置通過所述通信裝置將采集到的集水井圖像傳送至所述服務(wù)器；

S4：所述服務(wù)器將所述圖像采集裝置采集到的集水井圖像傳輸至圖像識別子系統(tǒng)進行處理；

S5：所述圖像識別子系統(tǒng)將集水井圖像通過邊緣檢測算法進行圖像分割，獲得集水井目標區(qū)域圖像；

S6：所述圖像識別子系統(tǒng)對集水井目標區(qū)域圖像采用深度學習網(wǎng)絡(luò)進行智能化圖像處理識別，以識別出集水井水位，并判斷所述集水井水位是否超過標記點；

若否，所述圖像識別子系統(tǒng)向所述服務(wù)器輸出否信號；所述服務(wù)器接收到否信號后，通過所述通信裝置向水泵控制裝置輸出關(guān)閉信號；所述水泵控制裝置接收到關(guān)閉信號時控制水泵停止抽水或保持常閉狀態(tài)；

若是，所述圖像識別子系統(tǒng)向所述服務(wù)器輸出是信號；所述服務(wù)器接收到是信號后啟動計時并通過所述通信裝置向水泵控制裝置輸出啟動信號；所述水泵控制裝置接收到啟動信號時控制水泵開始抽水；服務(wù)器計時達第二時間間隔，重新通過所述通信裝置向所述圖像采集裝置發(fā)送啟動指令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜隧道排水監(jiān)控方法，其特征在于，所述服務(wù)器(8)分別與所述水泵控制裝置(6)及所述圖像識別子系統(tǒng)(7)在隧道控制機房內(nèi)互連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜隧道排水監(jiān)控方法，其特征在于，所述集水井壁警戒水位為集水井80％水位。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜隧道排水監(jiān)控方法，其特征在于，設(shè)置在集水井一側(cè)的電纜隧道掛壁上的圖像采集裝置(1)包括一臺CCD攝像機及大功率LED光源，所述CCD攝像機用于對集水井圖像進行采集，所述大功率LED光源用于滿足隧道環(huán)境下對集水井圖像采集的清晰度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜隧道排水監(jiān)控方法，其特征在于，步驟S6包括：

對分割后所得的集水井目標區(qū)域圖像用VGG16網(wǎng)絡(luò)提取特征，得到conv5_3的特征圖；在處理后所得到的特征圖上使用3×3滑動窗口進行滑動，得到相應(yīng)的特征向量；將所得特征向量輸入BLSTM網(wǎng)絡(luò)模型，學習序列特征，然后連接一個全連接網(wǎng)絡(luò)層與圖像識別子系統(tǒng)內(nèi)的集水井水位工況圖片數(shù)據(jù)庫進行匹配；

若與數(shù)據(jù)庫圖像匹配結(jié)果為可識別，判定集水井水位未超過標記點；

若與數(shù)據(jù)庫圖像匹配結(jié)果為不可識別，判定集水井水位超過標記點。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的電纜隧道排水監(jiān)控方法，其特征在于，步驟S5包括：

S5.1：所述圖像識別子系統(tǒng)將集水井圖像進行灰度化二值化處理后，對灰度圖像每個像素點的特性進行響應(yīng)梯度和強度特征分析；

S5.2：當任意兩個像素點的梯度強度及梯度方向都小于所設(shè)區(qū)域閥值時，所述圖像識別子系統(tǒng)判定這兩個像素點是連接的，將這兩個像素點采集起來；

S5.3：所述圖像識別子系統(tǒng)將所采集的像素點用Hough變換函數(shù)連接，形成集水井目標區(qū)域圖像的點合集。