[发明专利]基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统及方法

权利要求书

1.基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统，其特征在于，包括安装在高压输电线路塔杆上的前端设备和监测子站主机，前端设备和监测子站主机连接，监测子站主机与远程的后台监测系统通讯连接，监测子站主机、后台监测系统与神经网络模块连接，前端设备用于采集现场环境图像，并将采集到的数据发送至监测子站主机，监测子站主机对图像进行预处理和智能分析监测后判断是否有外物入侵，并控制前端设备进行现场告警；

所述的前端设备包括云台摄像机和警示器，云台摄像机与监测子站主机内的视频采集模块输入端连接，监测子站主机内还设有核心处理运算模块和通讯与传输模块，核心处理运算模块输入端与视频采集模块输出端连接，核心处理运算模块输出端与警示器连接，核心处理运算模块和通讯与传输模块通讯连接，通讯与传输模块与后台监测系统连接；

所述的神经网络模块包括高精度网络模型、外部隐患数据集和轻量化网络模型，外部隐患数据集用于对高精度网络模型进行训练，高精度网络模型训练完成后部署在后台监测系统中，高精度网络模型通过轻量化操作后得到轻量化网络模型，轻量化网络模型部署在核心处理运算模块中；

所述的后台监测系统包括数据库服务器、Web服务器和视频服务器，通讯与传输模块与三种服务器通讯连接，训练好的高精度网络模型部署在视频服务器中，视频服务器用于接收监测子站主机发送的分帧检测结果图像信号并对其进一步分析，视频服务器内高精度网络模型通过检测算法对图像信号进行再次检测，根据检测结果向监测子站主机发送相应警戒等级信号，监测子站主机控制警示器发出相应的声光报警信号，Web服务器用于对检测结果进行可视化展示，并发送信息到相关人员的手机和个人电脑，同时数据库服务器将其结果保存在数据档案中。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统，其特征在于，所述的数据库服务器和视频服务器通过Web服务器进行数据交互。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统，其特征在于，所述的Web服务器设有人机交互界面，Web服务器内设有视频播放模块、数据查询模块、统计分析模块以及设备管理模块。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统，其特征在于，所述的核心处理运算模块包括存储芯片电路单元、电源电路单元、以太网收发电路单元、串口电路单元、无线收发电路单元和看门狗电路单元。

5.根据权利要求1所述的基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统，其特征在于，所述的监测子站主机与电源模块电连接，电源模块包括光伏板、光伏电源管理模块和蓄电池组，光伏板和蓄电池组通过光伏电源管理模块进行连接，光伏电源管理模块与监测子站主机进行连接。

6.使用上述权利要求3所述的基于人工智能的输电线路外部隐患预警系统的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采集不同区域、不同天气条件、不同光照条件以及不同季节下的外部隐患物视频数据，将其导入到后台监测系统中的视频服务器进行人工标注形成外部隐患数据集；

步骤二、使用深度学习平台中的高精度目标检测算法进行外部隐患物检测模型的训练，将训练好的模型保存至视频服务器中；

步骤三、使用深度学习平台中的模型压缩和预测库，对训练好的外部隐患物检测模型进行轻量化处理，将训练好的大模型转化为小模型，并将其保存至监测子站主机中；

步骤四、根据不同的区域，使用调试好的前端设备和监测子站主机进行输电线路周围环境的视频监控，并将监控获得的视频流通过监测子站主机的通讯与传输模块传输到后台监测系统的视频服务器和数据库服务器中，便于实时监控和存档；

步骤五、监测子站主机的视频采集模块对监控视频流进行分帧图像提取，核心处理运算模块调用轻量化神经网络模型对提取好的分帧图像按照时间顺序进行检测，当检测到外部隐患物时，保存当前帧图像，并将该图像的监控信息发送到视频服务器中；

步骤六、视频服务器接收带有外部隐患物的输电线路当前帧图像，并调用高精度检测神经网络模型对图像进行再次检测，若检测到外部隐患物的置信度低于预先设定阈值时，则向移动终端发出带有时间信息的一般等级警戒信号，并将包含该图像的视频流和子站后端预警比较结果按照时间顺序分别保存在数据库服务器的最低警戒文件夹和预警记录文件夹中；

若没有检测到外部隐患物，则只将包含该图像的视频流和子站后端预警比较结果按照时间顺序分别保存在数据库服务器的正常文件夹和预警记录文件夹中；

若检测到外部隐患物的置信度高于预先设定阈值时，则向移动终端发出带有时间信息的严重等级警戒信号，并发送报警信号给监测子站主机，子站通过总线协议控制警示器发出声光报警信号，并将包含该图像的视频流和子站后端预警比较结果按照时间顺序分别保存在数据库服务器的严重警戒文件夹和预警记录文件夹中；

步骤七、监控人员通过移动终端接收到警戒信息后，从后台监测系统中的Web服务器调取存储的监控视频进行查看，并通知巡检人员进行现场核查和应急处理。