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智慧线路防山火在线监测装置

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2025-05-18 01:00:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 何永君 | 2025-05-18 01:00:03

长期以来,山区及林区防火主要靠人工巡护与守卡等方式开展,面对林区资源不断增加,且林区山高坡陡、城林交错、农林交织的特殊市情,火源管控难、火情发现难、早期处置难等问题长期未得到有效解决。火情智能监控建设投入严重不足,森林火情智能监控体系尚未建成,火情综合瞭望监控覆盖率仅为国家标准的27%。已建火情监控系统由于建设标准不统一,存在实用性不强、兼容性不好、建设水平低、“数据孤岛”现象突出等问题,无法实现市、区县及相关部门互联互通,加之缺乏专业技术及运维人才,作用难以有效发挥。为此,相关区县围绕强弱项、补短板、提能力要求,积极探索,为有效的解决上述问题,利用电力设施监测山火具有重要意义。

(1)基于AI深度学习的图像处理算法,识别精准,误报率仅为万分之二。(2)超清图片,镜头防覆冰技术;前端监控设备可拍摄高达800万像素的高清图像。内置纳米发热材料,独特的镜头防覆冰技术。(3)精确报警:边缘计算+云计算架构、深度学习引擎、利用大量的视频数据训练神经网络,实现端到端的算法模型,代替传统的“手工挑选特征并分类”的方法。(4)精确定位:系统提供更高精度精准定位,平均定位误差小于2%。(5)自由定制:提供可见光、近红外、热成像、光谱相机组合,多种镜头焦距,可根据现场情况自由选择。(6)可联动火警,并自动生成救援线路。

技术先进性及理论依据(1)宽带无线自组网接入技术采用5G频段,通信覆盖半径10KM。采用了起源于军事防窃听用途的无线扩频通信(Anti-Jamming)技术,采取网络隔离及网络认证措施:设置有严密的用户口令及认证,防止非法用户入侵;无线局域网设置附加的第三方加密方案,使攻击者难以捕捉到有用的资料,即使信号被盗听也无法理解其中的内容。相对于有线网络,无线局域网的组建、配置和维护较为容易,可以迅速(数十分钟内)组建起通信链路,实现临时、应急、抗灾通信的目的,而有线通信则需要较长的时间。利用宽带无线自组网可以较方便地实现高清视频监控,如果监控点位于某变电站10公里之内,就可以直接将视频信号无线传输到变电站或后台监控中心如果监控点周围10公里半径内有其它宽带通信条件(如:ADSL宽带网),可以利用其它通信条件将视频信号传输到后台监控中心。宽带无线自组网设备从研发至生产,始终把设备定位于室外恶劣环境下的电信级标准的长期可靠性应用。故从选择高可靠性元件,到选择更科学合理的设计,从精致的生产工艺到周密的稳定性测试,无不严格要求,所以设备在一40℃到+60℃的宽温范围内均可正常使用。宽带无线自组网设备的环境防护等级高达IEC国际标准组织规定的最严格级别IP68,使得设备可以在各种野外的复杂气象条件下正常工作。(2)实时高速图像处理技术采用先进的H.264视频压缩及编码解码技术,视频信号在摄像机内就已压缩成数据信号 极大地抑制了图像失真,背景流动等现象,便图像质量更加清晰实现了720P和1080P高清视频信号的高速低带宽传输。H.264应用目标范围宽,能以较低的数据速率传送基于联网协议(IP)的视频流,在视频质量、压缩效率和数据包恢复丢失等方面,超越了现有的多种视频通信标准,可以满足不同速率、不同解析度以及不同传输(存储)场合的需求。采用数字透雾技术,检测出图像中每个区域的特征量,然后分析其雾气的浓度,接着根据雾气的浓度,再正确地分配图像的对比度,最终形成清晰的画面。通过这个技术,即使在雾气、黄沙等恶劣的天气条件下,也能呈现出清晰的拍摄图像。(3)分布式网络视频监控平台系统在网络视频监控系统软件中 服务器端是整个系统的核心,主要完成设备管理,录像存储管理,SQL数据库访问、维护,下级服务器管理任务、调度等核心模块功能。

项目团队成员均由国网甘肃省电力公司庆阳供电公司在岗员工组成,团队成员分别来自公司输电、通信、信息等专业,都有丰富的工作实践等相关经验,综合素质较高,团队知识结构合理,优势互补,在科技创新领域成果丰硕,是一支团结协作、充满激情的创新团队。

成果的经济性基于云计算、边缘计算、AI等先进技术,利用现有铁塔(或新建铁塔)、电力、公共网络等资源,通过架设双光谱云台(转台)等智能监控设备,实现24小时全天候、360°实时火情智能监控,烟火自动识别、自动定位和自动报警。实现林区防火工作减负提质,对保障人民群众生命财产安全和森林资源安全具有极其重要的意义。(1)直接效益目前在31219西乐Ⅰ线、3G2017西李牵线、31323乐朝I线等86条输电线路共计安装图像监控约425套。单位常规巡线周期为每15天进行一次,周期内平均巡线工作时间为5个工作日每天巡视20处,2人一组,一个周期大约巡检100处。线路巡视人员每人每天300元补助,巡视油费平均消耗约为1000元/周期。按照投入使用的425个监测点计算:一个周期可节省:100×(300元×2人)+1000元=61000元;按照425个预警点,如巡视完成所有预警点需要425÷100≈5个周期,共节省5×61000+5*1000=310000元。另外该设备利用云计算、边缘计算、AI等先进技术,能够有效预警火情,防范于未然,综上所述:1)生产效率高:相比较传统的监控设备,减低误报率,保护人民群众财产安全。2)成本低:通过减少布置数量,降低数据传输冗余,减少人工使用成本。3)综合性能稳定,设备的监控设备性能可以达到并超过传统防山火,优越于现有的技术。4)节约人力成本,设备的自动化程度高,节省人力,降低人为的操作失误。5)设备具有高效率,高性价的优势,提升企业的综合竞争力。(2)间接效益提高输电线路巡检的核心竞竞争力,促进智能电网业的发展。

本成果采用技术转让,签订《科技成果转化合作协议》为规范、有效推动科技成果转化工作,充分发挥科技成果应用价值,依据《中华人民共和国促进科技成果转化法》、《国家电网公司科技成果转化管理办法》(国网(科/2)419-2018)等相关法律、法规和国网公司有关规定,本着平等互利、诚实守信的原则,经友好协商,就合作开展科技成果转化事宜,达成协议:一、成果说明1.“一种智慧线路防山火在线监测装置”(专利号:202220587576.2)科技成果,是一种全天候检测林火报警火源定位装置,识别精准、误报率低,内置纳米发热材料,采用独特的镜头防覆冰技术,能够提供更高精度更准定位,具备推广应用价值。二、合作事项2. 本次转化合作依据《中华人民共和国促进科技成果转化法》第二十章第十六条第四款规定,采用以科技成果为合作条件,庆阳供电公司、同兴智能公司共同实施转化的方式。具体合作条件在本协议中明确。3. 考虑到科技成果转化事项预期无法确定的特点,双方不约定具体转化成效指标;产生实际转化收益之前,双方均不得以任何理由要求对方向己方支付任何前期投入费用。技术入股,技术合作,资金需求,以及对成果转化方向、目标的希望和要求等。