一种输电塔鸟巢识别和处置方法、系统、处理设备以及存储介质与流程

1.本发明涉及一种输电塔鸟巢识别和处置方法、系统、处理设备以及存储介质。


背景技术：

2.在电力系统中，高压输电线路是电能输送的大动脉，其安全性直接关系到经济运行和人民生产生活。由于架空输电线路通常在野外开阔地带，很多野生鸟类喜欢在输电杆塔上筑巢，给线路安全带来严重的安全隐患。据统计，近年来因鸟类活动造成的输电线路跳闸事故频发，鸟害与雷击、外力破坏一起，已经成为威胁输电线路安全运行的三大主要灾害。如何减少或避免鸟害对输电线路的威胁，是电网公司迫切需要解决的问题之一。
3.与此同时，在某些区域，因周围缺乏高大树木，鸟类无法找到天然筑巢点，输电线路的铁塔就成了某些鸟类的最佳甚至唯一的筑巢场所。如果对输电线路上的鸟巢采用传统处置方式，即拆除和驱赶，不仅浪费人力，还会破坏珍稀鸟类的栖息环境，不利于生态保护。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种输电塔鸟巢识别和处置方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种输电塔鸟巢识别和处置方法，包括以下步骤：
6.拍摄获取监测图像；
7.利用图像识别技术识别监测图像中塔头是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；
8.利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；
9.根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。
10.进一步地，判断鸟巢对输电线路的危害程度的步骤包括：
11.计算鸟巢和塔头边缘的距离lg；
12.查询输电杆塔档案资料数据库，得到该输电杆塔的绝缘子的长度lj、绝缘子与塔头的夹角θ；
13.计算鸟巢与导线之间的直线距离lz：
[0014][0015]
基于输电线路的电压等级，直线距离lz判断鸟巢对输电线路的危害程度；具体地，对电压等级为220kv或以上的输电线路，鸟巢与导线的直线距离小于1.90米为严重危害，否则为一般危害；对电压等级为110kv或以下的输电线路，鸟巢与导线的直线距离小于1.46米为严重危害，否则为一般危害。
[0016]
进一步地，判断鸟巢对输电线路的危害程度的步骤包括：
[0017]
基于电压等级、杆塔类型、杆塔环境，判断鸟巢对输电线路的危害程度；具体地，电压等级220kv或以上的为a类，低于220kv为b类；杆塔类型是钢结构的为a类，混凝土等非钢结构的为b类；森林、湿地等易发山火环境为a类，其他为b类；发现鸟巢的杆塔的这些因素全为b类，则属于一般危害，有a类因素的，则属于严重危害。
[0018]
进一步地，根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级步骤包括：
[0019]
鸟类保护等级为一级的，上报林业主管部门；
[0020]
鸟类保护等级为二级，并且隐患等级为严重危害，现场修建鸟巢；
[0021]
鸟类保护等级为普通，且隐患等级为严重危害，人工拆除或搬迁鸟巢；
[0022]
其余采用声光技术驱赶。
[0023]
进一步地，利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级的步骤包括：
[0024]
利用图像识别技术识别识别鸟类形态的图像特征；
[0025]
获取鸟类鸣叫的声纹特征；
[0026]
通过以下公式计算得到鸟巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；
[0027]
p(bn)＝si*mi+sv*mv；
[0028]
其中bn为鸟类数据库中编号为n的鸟类，p(bn)为被识别的鸟巢属于bn的概率，si为图像特征加权系数，sv为鸣叫声纹特征加权系数，mi为图像特征匹配程度，mv为鸣叫声纹特征匹配程度。
[0029]
进一步地，利用图像识别技术识别监测图像是采用开源计算机视觉和机器学习软件库opencv。
[0030]
本发明还提供一种输电塔鸟巢识别和处置系统，包括：
[0031]
图像获取模块，用于拍摄获取监测图像；
[0032]
图像识别和判断模块，用于利用图像识别技术识别监测图像中塔头是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；用于利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；
[0033]
决策处理模块，用于根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。
[0034]
本发明还提供一种处理设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法。
[0035]
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器运行时执行如以上所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法。
[0036]
本发明的有益效果在于：
[0037]
(1)本发明的智能识别单元可利用图像识别技术判断鸟巢的尺寸、形态、位置等信息，自动计算鸟巢与导线的直线距离和爬电距离，并结合输电线路电压等级、树枝导电特性、当期气候特征等附加信息计算鸟巢对输电线路的危害等级，并按照危急隐患、普通隐患、无危害等进行分类。输电线路管理人员可利用分类结果，采取多种不同的处置方式，对危急隐患优先安排处置，对无危害的鸟巢可暂不采取措施。此技术可加强输电线路鸟害处置的针对性，极大提高工作效率。
[0038]
(2)本发明利用图像识别技术和声纹识别技术，利用算法提取鸟类形态的图像特征和鸟类鸣叫的声纹特征，计算得到鸟巢属于某种特定鸟类的概率，确定该鸟巢是否属于珍稀保护动物。此技术可为输电线路管理人员提供决策依据，有效避免伤害珍稀保护动物，维护生态环境。
[0039]
(3)本发明对鸟巢危害程度、鸟类保护等级、杆塔周围环境等因素进行综合统计分析，对鸟巢处置方式进行辅助决策，其中处置方式包括人工拆除鸟巢、采用声光等技术驱赶鸟类、人工搬迁鸟巢、现场修剪鸟巢、上报林业主管部门等。此技术避免了对鸟巢进行拆除和驱赶的“一刀切”做法，既节约人力物力，又能在确保输电线路安全的同时兼顾生态保护。
附图说明
[0040]
图1为本发明输电塔鸟巢识别和处置方法的流程图；
[0041]
图2为本发明输电塔结构示意图。
具体实施方式
[0042]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0044]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
[0045]
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046]
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
[0047]
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0048]
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0049]
见图1，本发明还提供一种输电塔鸟巢识别和处置方法，包括以下步骤：
[0050]
s1：拍摄获取监测图像；
[0051]
s2：基于监测图像，利用图像识别技术识别监测图像中导线、塔头以及判断是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；
[0052]
具体地，见图2，判断鸟巢对输电线路的危害程度的具体步骤包括；
[0053]
s21：计算鸟巢和塔头边缘的距离lg；
[0054]
s22：查询输电杆塔档案资料数据库，得到该输电杆塔的绝缘子的长度lj、绝缘子与塔头的夹角θ；
[0055]
s23：计算鸟巢与导线之间的直线距离lz：
[0056][0057]
s24：基于输电线路的电压等级，直线距离lz判断鸟巢对输电线路的危害程度；
[0058]
具体地，对电压等级为220kv或以上的输电线路，鸟巢与导线的直线距离小于1.90米为严重危害，否则为一般危害；对电压等级为110kv或以下的输电线路，鸟巢与导线的直线距离小于1.46米为严重危害，否则为一般危害。当然这里还可以其他方式实现危害程度的判断，具体地，基于电压等级、杆塔类型、杆塔环境，判断鸟巢对输电线路的危害程度；具体地，电压等级220kv或以上的为a类，低于220kv为b类；杆塔类型是钢结构的为a类，混凝土等非钢结构的为b类(由于杆塔上的鸟粪会沿着绝缘子流下，并附着在绝缘子表面，一旦接近高压导线，附件空气就可能被高压电击穿。钢结构杆塔是导体，此时导线与杆塔就会形成电流回路，从而发生跳闸事故，而混凝土结构杆塔的导电性能较低，难以与导线形成电流回路，危险性较低)；森林、湿地等易发山火环境为a类，其他为b类(由于森林、湿地等环境中易燃树木角度，一旦发生击穿和跳闸事故，不仅危及电网安全，还可能造成更严重的次生灾害，即山林火灾事故)；发现鸟巢的杆塔的这些因素全为b类，则属于一般隐患，有某个因素为a类的，属于严重隐患。
[0059]
s3：利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；
[0060]
用图像识别技术识别识别鸟类形态的图像特征，获取鸟类鸣叫的声纹特征，计算得到鸟巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；
[0061]
p(bn)＝si*mi+sv*mv
[0062]
其中bn为鸟类数据库中编号为n的鸟类，p(bn)为被识别的鸟巢属于bn的概率，si为图像特征加权系数，sv为鸣叫声纹特征加权系数，mi为图像特征匹配程度，mv为鸣叫声纹特征匹配程度；
[0063]
s4：根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。
[0064]
其中处置方式包括人工拆除鸟巢、采用声光等技术驱赶鸟类、人工搬迁鸟巢、现场修剪鸟巢、上报林业主管部门。最佳处置方式的计算步骤如下：鸟类保护等级为一级的，上报林业主管部门；鸟类保护等级为二级，并且隐患等级为严重级的，现场修建鸟巢；鸟类保护等级为普通，且隐患等级为严重级的，人工拆除或搬迁鸟巢；其余采用声光技术驱赶鸟类。
[0065]
本发明还提供一种输电塔鸟巢识别和处置系统，包括：
[0066]
图像获取模块，用于拍摄获取监测图像；
[0067]
图像识别和判断模块，用于利用图像识别技术识别监测图像中塔头是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；用于利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；
[0068]
决策处理模块，用于根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。
[0069]
本发明还提供一种处理设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的一种输电杆塔倾斜的监测方法。
[0070]
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器运行时执行如以上所述的一种输电杆塔倾斜的监测方法。
[0071]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种输电塔鸟巢识别和处置方法，其特征在于，包括以下步骤：拍摄获取监测图像；利用图像识别技术识别监测图像中塔头是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。2.根据权利要求1所述的一种输电杆塔倾斜的监测方法，其特征在于，判断鸟巢对输电线路的危害程度的步骤包括：计算鸟巢和塔头边缘的距离lg；查询输电杆塔档案资料数据库，得到该输电杆塔的绝缘子的长度lj、绝缘子与塔头的夹角θ；计算鸟巢与导线之间的直线距离lz：基于输电线路的电压等级，直线距离lz判断鸟巢对输电线路的危害程度；具体地，对电压等级为220kv或以上的输电线路，鸟巢与导线的直线距离小于1.90米为严重危害，否则为一般危害；对电压等级为110kv或以下的输电线路，鸟巢与导线的直线距离小于1.46米为严重危害，否则为一般危害。3.根据权利要求1所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法，其特征在于，判断鸟巢对输电线路的危害程度的步骤包括：基于电压等级、杆塔类型、杆塔环境，判断鸟巢对输电线路的危害程度；具体地，电压等级220kv或以上的为a类，低于220kv为b类；杆塔类型是钢结构的为a类，混凝土等非钢结构的为b类；森林、湿地等易发山火环境为a类，其他为b类；发现鸟巢的杆塔的这些因素全为b类，则属于一般危害，有a类因素的，则属于严重危害。4.根据权利要求2或3所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法，其特征在于，根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级步骤包括：鸟类保护等级为一级的，上报林业主管部门；鸟类保护等级为二级，并且隐患等级为严重危害，现场修建鸟巢；鸟类保护等级为普通，且隐患等级为严重危害，人工拆除或搬迁鸟巢；其余采用声光技术驱赶。5.根据权利要求1所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法，其特征在于，利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级的步骤包括：利用图像识别技术识别识别鸟类形态的图像特征；获取鸟类鸣叫的声纹特征；通过以下公式计算得到鸟巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；p(bn)＝si*mi+sv*mv；其中bn为鸟类数据库中编号为n的鸟类，p(bn)为被识别的鸟巢属于bn的概率，si为图
像特征加权系数，sv为鸣叫声纹特征加权系数，mi为图像特征匹配程度，mv为鸣叫声纹特征匹配程度。6.根据权利要求1所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法，其特征在于，利用图像识别技术识别监测图像是采用开源计算机视觉和机器学习软件库opencv。7.一种输电塔鸟巢识别和处置系统，其特征在于，包括：图像获取模块，用于拍摄获取监测图像；图像识别和判断模块，用于利用图像识别技术识别监测图像中塔头是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；用于利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；决策处理模块，用于根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。8.一种处理设备，其特征在于：包括：存储器和处理器，所述存储器存储有所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任意一项所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法。9.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器运行时执行如权利要求1至6任意一项所述的一种输电塔鸟巢识别和处置方法。

技术总结
本发明公开一种输电塔鸟巢识别和处置方法、系统、处理设备以及存储介质，所述输电塔鸟巢识别和处置方法包括以下步骤：拍摄获取监测图像；利用图像识别技术识别监测图像中塔头是否存在鸟巢，若是，判断鸟巢对输电线路的危害程度；利用图像识别技术识别监测图像中鸟巢的图形特征，基于鸟巢的图形特征巢所属鸟类，之后获取所属鸟类的保护等级；根据鸟巢对输电线路的危害程度、鸟类的保护等级，获取处置方式。获取处置方式。获取处置方式。


技术研发人员：孙绍英 赵勇 相银初 侯丙哲 孙玥
受保护的技术使用者：深圳市中机华锦科技有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/22