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专利号: 202211374601X
申请人: 武汉红火焰建筑工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-04-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于,包括:

目标高压铁塔部件参数获取模块:用于获取目标高压铁塔的部件参数,其中部件参数包括拉线牢固系数和拉线倾角符合系数;

目标高压铁塔部件安全分析模块:用于根据目标高压铁塔的部件参数,得到目标高压铁塔的抗倾倒指数,根据目标高压铁塔的抗倾倒指数,判断目标高压铁塔本身是否存在倾倒危险,若存在倾倒危险,则进行预警,反之,则执行目标高压铁塔外力参数获取模块;

目标高压铁塔外力参数获取模块:用于获取目标高压铁塔的外力参数,其中外力参数包括电线拉力系数和风力影响综合指数;

目标高压铁塔外力安全分析模块:用于根据目标高压铁塔的外力参数,得到目标高压铁塔的外力强度指数,根据目标高压铁塔的抗倾倒指数和外力强度指数,分析得到目标高压铁塔的倾倒预警指数,根据目标高压铁塔的倾倒预警指数,判断目标高压铁塔在外力作用下是否存在倾倒危险,并进行相应处理;

数据库:用于存储高压铁塔中拉线的标准直径、高压铁塔中拉线与地面所成夹角的标准角度、不同风力等级对应的风力强度系数和不同高度范围对应的风力影响比例系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔部件参数获取模块中获取目标高压铁塔的拉线牢固系数,具体过程为:通过无人机携带的高清摄像头,获取目标高压铁塔的俯视图像,根据目标高压铁塔的俯视图像,得到目标高压铁塔的拉线总数量,将其记为α;

按照等长度原则将目标高压铁塔中各拉线进行划分,得到目标高压铁塔中各拉线的各子线段,通过高清摄像头获取目标高压铁塔中各拉线中各子线段的图像,分析得到目标高压铁塔中各拉线中各拉线断股图像,统计目标高压铁塔中各拉线中拉线断股图像的总数i量,将其记为b ,i表示目标高压铁塔中第i个拉线的编号,i=1,2,...,n,根据目标高压铁塔中各拉线中各拉线断股图像,得到目标高压铁塔中各拉线中各拉线断股处的拉线直径,ic将其记为d ,c表示第c个拉线断股处的编号,c=1,2,...,f,提取数据库中存储的高压铁塔i中拉线的标准直径,将其记为d标准,将目标高压铁塔中各拉线中拉线断股图像的总数量b和ic各拉线中各拉线断股处的拉线直径d 代入公式 得到目

标高压铁塔的拉线断股比例系数β,其中χ1、χ2分别表示预设的目标高压铁塔拉线中拉线断股图像总数量和拉线断股处拉线直径的权重因子,b设表示预设的高压铁塔拉线中拉线断股图像总数量的阈值;

根据目标高压铁塔中各拉线中各子线段的图像,分析得到目标高压铁塔中各拉线中各i

生锈图像,统计目标高压铁塔中各拉线中生锈图像的总数量,将其记为k ,并获取目标高压铁塔中各拉线中各生锈图像对应生锈面积,将其记为 g表示第g个生锈图像的编号,g=1,2,...,h;

i

将目标高压铁塔中各拉线中生锈图像的总数量k和各拉线中各生锈图像对应生锈面积代入公式 得到目标高压铁塔的拉线腐蚀比例系数δ,其中ε1、ε2分别表示目标高压铁塔拉线中生锈图像的总数量和生锈图像对应生锈面积的权重因子,k设表示预设的目标高压铁塔拉线中生锈图像总数量的阈值,s设表示预设的生锈图像对应生锈面积的阈值;

将目标高压铁塔的拉线总数量α、拉线断股比例系数β和拉线腐蚀比例系数δ代入公式得到目标高压铁塔的拉线牢固系数φ,其中 表示预设的目标高压铁塔的拉线牢固系数修正因子,e表示自然常数,α设表示预设的高压铁塔的拉线总数量阈值。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔部件参数获取模块中获取目标高压铁塔的拉线倾角符合系数,具体过程为:通过高清摄像头对目标高压铁塔进行环绕式拍摄,获取目标高压铁塔的各角度实景图像,构建目标高压铁塔的空间模型,根据目标高压铁塔的空间模型,获取目标高压铁塔中各拉线与地面所成夹角的角度,将其记为 将目标高压铁塔中各拉线向地面进行垂直投影,得到目标高压铁塔中各拉线对应的投影线,获取目标高压铁塔中各拉线对应投影线与其相邻的各拉线对应投影线之间夹角的角度,将其记为 p表示相邻的第p个拉线的编号,p=

1,2,...,q;

提取数据库中存储的高压铁塔中拉线与地面所成夹角的标准角度,将其记为θ1标,将目标高压铁塔中各拉线与地面所成夹角的角度 和目标高压铁塔中各拉线对应投影线与其相邻的各拉线对应投影线之间夹角的角度 代入公式得到目标高压铁塔的拉线倾角符合系数

γ,其中n表示目标高压铁塔的拉线总数量,n=α,Δθ1表示预设的高压铁塔中拉线与地面所成夹角角度与标准角度之间的允许差值, 表示目标高压铁塔中第i个拉线对应投影线与其相邻的第p‑1个拉线对应投影线之间夹角的角度,q表示相邻的拉线的总数量。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔部件安全分析模块的分析过程包括:将目标高压铁塔的拉线牢固系数φ和拉线倾角符合系数γ代入公式

得到目标高压铁塔的抗倾倒指数η,其中μ表示预设的目

标高压铁塔的抗倾倒指数修正因子,φ设、γ设分别表示预设的目标高压铁塔的拉线牢固系数阈值和拉线倾角符合系数阈值,λ1、λ2分别表示预设的目标高压铁塔的拉线牢固系数和拉线倾角符合系数的权重因子。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔部件安全分析模块的分析过程还包括:将目标高压铁塔的抗倾倒指数与预设的高压铁塔抗倾倒指数参考值进行比较,若目标高压铁塔的抗倾倒指数小于预设的高压铁塔抗倾倒指数参考值,则目标高压铁塔本身存在倾倒危险,并进行预警,反之,则目标高压铁塔本身无倾倒危险,并执行目标高压铁塔外力参数获取模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔外力参数获取模块中获取目标高压铁塔的电线拉力系数,具体过程为:按照预设的原则将与目标高压铁塔相邻的两个高压铁塔分别记为相邻第一高压铁塔和相邻第二高压铁塔,通过无人机携带的高清摄像头分别获取目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔所在区域的俯视图像和目标高压铁塔与相邻第二高压铁塔所在区域的俯视图像,得到目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间的直线距离和目标高压铁塔与相邻第二高压铁塔之间的直线距离,将其分别记为l1和l2;

通过高清摄像头分别获取目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔和相邻第二高压铁塔之间电线的图像,根据目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间电线的图像,构建第一电线空间模型,获取目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间各电线中悬挂最低点与悬挂最高点的连线,将其记为目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间各电线的下垂线,获取目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间各电线的下垂线与水平基准线之间的夹角,将其记为目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间各电线的下垂角,将目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间各电线的下垂角记为 x表示目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间第x个电线的编号,x=1,2,...,y,同理,根据目标高压铁塔与相邻第一高压铁塔之间各电线的下垂角的分析方法,得到目标高压铁塔与相邻第二高压铁塔之间各电线的下垂角,将其记为 x′表示目标高压铁塔与相邻第二高压铁塔之间第x′个电线的编号,x′=1′,2′,...,y′;

通过分析公式

得到目标高压

铁塔的电线拉力系数 其中σ1、σ2分别表示预设的目标高压铁塔与相邻高压铁塔之间直线距离和目标高压铁塔与相邻高压铁塔之间电线的下垂角的权重因子,Δl表示预设的目标高压铁塔与相邻高压铁塔之间直线距离的阈值。

7.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔外力参数获取模块中获取目标高压铁塔的风力影响综合指数,具体过程为:通过气象平台,获取目标高压铁塔所在区域的最大风力等级,提取数据库中存储的不同风力等级对应的风力强度系数,根据目标高压铁塔所在区域的最大风力等级,筛选得到目标高压铁塔所在区域的最大风力等级对应的风力强度系数,将其记为目标高压铁塔的风力强度系数,通过高度测量仪获取目标高压铁塔的高度,提取数据库中存储的不同高度范围对应的风力影响比例系数,将目标高压铁塔的高度与不同高度范围对应的风力影响比例系数进行比对,筛选得到目标高压铁塔高度对应的风力影响比例系数,将其记为目标高压铁塔的风力影响比例系数,将目标高压铁塔的风力强度系数和风力影响比例系数代入公式得到目标高压铁塔的风力影响综合指数 其中υ1、υ2分别表示目标高压铁塔的风力强度系数和风力影响比例系数,τ1、τ2分别表示预设的目标高压铁塔的风力强度系数和风力影响比例系数的权重因子。

8.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的电力输电线路高压铁塔安全性能监测系统,其特征在于:所述目标高压铁塔外力安全分析模块的具体分析过程为:将目标高压铁塔的电线拉力系数 和风力影响综合指数 代入公式

得到目标高压铁塔的外力强度指数ξ,其中ψ表示预设的目标高压铁塔

的外力强度指数修正因子,将目标高压铁塔的抗倾倒指数η和外力强度指数ξ代入公式得到目标高压铁塔的倾倒预警指数z,将目标高压铁塔的倾倒预警指数与预设的倾倒预警指数阈值进行比较,若目标高压铁塔的倾倒预警指数大于预设的倾倒预警指数阈值,则目标高压铁塔在外力作用下存在倾倒危险,并通知高压铁塔安全监管部门采取加固措施。