锡林郭勒电业局输电管理处 内蒙古锡林郭勒盟 026000
摘要：早年的带电作业是由站在地面上的工作人员在施工现场进行监控和警告，显然肉眼监视具有很大误差，难以定量分析。随着计算机视觉技术的发展，智能视觉监控技术得到了广泛的应用，视觉识别涉及图像处理、图像分析、机器视觉、模式识别和人工智能等，是一个综合性的跨学科问题，也是一个极具挑战性的前沿领域。目前视频监控设备已广泛应用于公路、铁路监控、冶金、建筑和医疗等工程领域，为视频监控系统在带电作业领域的应用奠定了基础。本文主要分析带电跨越施工作业安全距离检测方法及应用研究。
关键词：带电作业；安全距离；图像识别；输电线路建设
引言
带电作业是在用户不停电情况下进行的电力建设、维护等工作，其目的是提升跨越施工建设效率、提高电网运行的可靠性和经济性，其中保障工人的人身安全是带电作业过程中至关重要的问题。
1、带电作业空间距离计算模型
1.1双相机校准模型
一般而言，摄像机模型可以分为两类：线性模型和非线性模型。一般情况下，线性模型采用解析方法来求得方程的解析解，具有计算简单、运算速度快的优点，但准确度不高。与之相比，非线性模型能够准确地表达相机成像的繁杂过程，但往往需要配合非线性优化算法进行迭代求解，其计算过程极其复杂，鲁棒性较低。
1.2相机标定方法
近年来，国内外学者对摄像机的标定方法进行了大量广泛而细致的研究。现有的相机标定技术基于不同的标定方法，可以分为传统标定方法和自标定方法两大类。传统的标定方法包括采用优化算法的标定方法、采用变换矩阵的标定方法、考虑失真补偿的两步标定方法和辛普森双平面法等，但是传统的标定方法已经不能适应复杂的环境。因此研究人员提出了自标定方法，自标定技术包括绝对二次曲线和最终变换求解方程的方法、分层渐进标定方法、基于二次曲面的自标定方法和主动视觉标定方法等。目前国内比较常用的标定方法有直接非线性法、直接线性变换法和两步法。直接非线性法主要采用迭代法求解方程组，这种方法充分考虑了成像过程中所发生的各种相机畸变。同时其误差模型比较精确，结果的准确度很高，但对初值的要求也较高，如果初始值不够好，则会导致求解过程的稳定性差，无法得到收敛的结果。直接线性法主要用于求解线性方程，以此求得相机的内外参数，其关键是利用继电器参数将原来非线性方程组中的变量重新组合成一组新的变量，形成线性方程组，然后用最小二乘法求出继电器参数，即求出原变量值。因此求解线性方程组的解不需要迭代运算，能够提高计算速度，但有时方程组本身可能会忽略相机的系统误差，使得误差标定部分存在不足。两步法进行相机标定时，考虑了图像变形问题，并加入了非线性因素的影响。首先采用直接线性法或透视变换矩阵法计算相机参数，然后在考虑径向畸变的情况下采用优化算法进一步提高计算准确度。该方法没有考虑切向畸变和其他类型的畸变，提高了准确度限制。
2、带电作业安全距离控制方法
基于上述原理，可以根据施工时的现场图像得到三维空间中人与带电体的实际距离，这个距离应该大于带电作业的最小安全距离，以保证工作人员的安全。带电作业的最小安全距离包括最小电气距离和安全施工范围。在国际电工技术委员会(IEC)标准中，最小电气距离是指在带电作业过程中防止发生电击穿的最小间隙距离。通过本文的方法得到带电物体的空间坐标后，就可以得到施工安全范围边界的三维坐标。确定三维坐标时，首先标定相机的外部参数和内部参数；然后通过视频图像叠加技术计算出图像中安全区域的边界。此处可以设置两个安全区：其中一个安全区有一定的安全裕量，当工作人员超出该区域范围时自动运行警报，提醒可能出现的危险；另一个就是电击穿安全区域。根据跨越施工的工作现场实际情况，可在多个位置定点设置摄像头，在实时监控带电作业时从多个角度捕捉图像。实时监控需要保证摄像机内部电源和无线接收器正常工作，无线接收器与主控计算机进行信息通信，将工作现场的情况传输给计算机。主控计算机可以安装在监控车内或主控制中心，以实现带电作业的远程监测和安全控制。
3、带电作业的安全防护措施
3.1选用性能高的操作工具
为带电作业安装高性能运行工具是带电作业过程中必不可少的关键步骤。为带电作业配备高性能操作工具不仅能保证带电作业的正常运行，还能提高带电作业的效率。电力公司配备高性能的电力业务工具，首先是:第一，电力公司需要增加对购买业务工具的财政支持；二是加强和深化对业务工具的市场研究，对选择的业务工具进行比较和调查。
3.2尽量避免恶劣天气下作业
带电作业的风险因素相对较高，在恶劣的自然环境中作业会危及作业人员的生命。因此，操作人员在进行带电作业前必须注意天气条件，提前一周注意天气预报，了解近七天的天气和气候条件，并预测风、温度和湿度，以避免作业当空气湿度超过80且风超过8级时，严禁进行带电作业，以确保操作人员的生命安全。
3.3做好作业工具检查与保管工作
作业工具的安全保障是业务安全的保障，如何保持这些工具应被视为优先事项。老化、湿度和绝缘设备损坏等因素往往是造成通电的主要因素。因此，为了防止这种事故，必须做好绝缘装置的登记和管理工作，将绝缘装置储存在特殊工具中，由专人定期检查和测试，禁止使用不符合试验结果或不符合试验结果的绝缘装置第三，在操作结束时，应进行良好的维护和清洁，使工具保持最佳状态，并轮流使用，以确保安全。
3.4装置介绍
本装置采用绝缘材料制造，在局部通电操作过程中附着在操作点上方的电线上，起到安全距离警告的作用。操作员可以直观地看到设备，设备下轮廓的位置是该电压级别的安全距离，只要操作员不超出设备下轮廓，安全距离就可以保持。⑴自锁钩:用绝缘操作杆(绝缘绳)通过自锁钩上的环操作将装置固定在导线上，确保装置不脱离导线。(2)绝缘绳:用自锁连接结构体，通过调整绳长确定装置的安全距离。通过控制绝缘绳，可以在受到风等因素影响时保持报警装置的安全距离控制值不变。(3)主体电弧表面:绝缘材料制造的装置主体结构是半径为1.0m(110kv电压等级)的电弧和半径为1.8m(220kv电压等级)的电弧相切形状，可以满足不同电压等级的要求。(4)隔震横杆:连接两个主体弧形面的6根横杆，其长度可调整以适用于横杆的不同尺寸。(5)连接孔:绝缘横杆通过连接孔连接到主体的弧形表面，使装置构成整体。
结束语
随着社会的发展，电力需求的增加，供电可靠性要求不断提升，带电作业无疑已成为解决问题的一条重要出路。安全带电作业离不开可靠的带电作业工器具及防护工具，通过在作业范围内安装本文所述的具有距离报警或距离标志功能的装置，使得作业人员能较为简单地保持安全距离，提高工作效率，降低事故发生几率，为今后的带电作业工作开展起到了一定支撑作用，也促进了带电作业未来的发展。
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