一種變電站場地監控攝像機建設部署建模方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于變電站建設技術領域，尤其涉及一種變電站場地監控攝像機建設部署建模方法。
【背景技術】
[0002]傳統變電站視頻監控系統主要應用于變電站的安防監控，其安裝位置相對固定，主要安裝于變電站周界及出入口，實現變電站的安防監控。隨著電網無人值守變電站及智能變電站建設的不斷推廣，視頻技術已不僅僅應用于安防監控需求，遠程視頻監控已逐步為電網生產運行的設備監控提供更加可靠、客觀的現場設備運行狀態，為電網遠程可視化監控及生產運行輔助決策提供了技術支持。然而，由于變電站內的場景復雜，生產運行的設備種類及設備數量眾多，如何合理設計和安裝攝像機位置，將直接決定視頻監控技術對電網生產運行所能起到的作用，目前，攝像機的安裝設計目前還停留在指導性規范，只對安裝位置提出總體性要求，針對如何實現要求，各建設廠商只是根據現場安裝的便捷性和人工主觀判斷的方式，對攝像機的安裝位置、高度進行設計和安裝，然而實際的安裝后的監控效果并不佳；另外，部分變電站采用了設備與監控攝像機一一對應的方式進行安裝，該方式雖然滿足了設備監控的需求，然而該方式的攝像機數量相當龐大，導致監控成本、維護工作量和成本等方面特別高，實用性和可推廣性較差；此外，部分變電站采用了 3D建模的方式進行變電站攝像機的安裝位置、高度進行設計，從而構建出精確的攝像機安裝設計，該方式具有較好的監控效果，且建設成本較上一方式已顯著降低，然而，該方案需要通過3D建模的方式對變電站進行人工建模，工作量較大，且由于每個變電站的模型均不一致，需要分別進行建模，導致變電站的3D模型不具備通用性，需要各自獨立建模，導致該方法的技術可推廣性不佳。

【發明內容】

[0003]針對現有技術的不足，本發明提供了一種監測報警系統，能夠自動開啟和關閉，對房屋的非法闖入進行監測和報警。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種變電站場地監控攝像機建設部署建模方法，包括如下步驟:
1)通過對變電站二維圖紙信息的識別構建變電站的三維信息場景；
2)在三維場景中設定模擬的攝像機點位；
3)通過三維空間點位視角計算，從而確定攝像機安裝在變電站中的安裝位置信息以及高度信息。
[0005]進一步的，步驟1)所述的通過對二維圖紙信息的識別構建變電站的三維信息場景具體處理流程的步驟如下:
la)讀取變電站二維圖紙的所有信息，逐個提取每個圖元的信息，并進行保存；
lb)根據所有獲取的圖元信息，確定提取得到變電站場地區域的長度、寬度信息，所有的設備名稱以及所有設備在場地區域中的坐標值；
lc)根據提取的變電站場地區域的長度、寬度信息，采用等比例變換的方式構建二維場景模型，確定基本的變電站二維場景模型，根據所有設備在場地區域中的坐標值以及形狀，進一步確定在二維場景模型中設備所占區域，并進行設備名稱的標注，同時在二維場景模型中劃分出設備區域和非設備區域，從而將二維圖紙轉換并構建為可識別的變電站二維模型；
Id)按照變電站設備名命規則，根據設備的名稱識別出設備的類型以及設備電壓等級；
le)根據設備類型構建基本的設備三維簡易結構模型，再進一步根據設備的電壓等級確定設備的安全高度，從而確定設備的三維模型高度，再按照同比例放大或者縮小，將設備三維簡易結構模型按照高度伸縮比例進行伸縮，從而形成場景中每個設備的三維模型；
If)構建三維場景:將已構建的變電站二維模型作為變電站三維模型的底面，將構建的每個設備的三維模型根據設備在二維模型中的位置定義放置在三維場景中，從而構建出整個變電站的三維模型。
[0006]進一步的，所述步驟2)在三維場景中設定模擬的攝像機點位具體為:根據三維場景信息，確定在場景平面中的設備區域和非設備區域，設備區域禁止安裝模擬攝像機，在場景平面中的非設備區域均勻的設置模擬攝像機點位，相鄰的模擬攝像機點位保持固定的間隔，進一步在變電站三維模型中標注所設定模擬攝像機點位。
[0007]進一步的，所述步驟3)通過三維空間點位視角計算，從而確定攝像機安裝在變電站中的安裝位置信息以及高度信息具體包括:
3a)以已構建的三維變電站及其設備的場景信息作為數據輸入模型；
3b)假定在非設備區域的模擬攝像機點位設置相應的攝像機；
3c)選擇任意一個模擬攝像機點位為起始點，設其為P0，設P0為當前位置點，設攝像機所允許的最小高度為Hmin，所允許的最大高度為Hmax，將Hmin設為當前高度；
3d)在當前位置點、當前高度時、設攝像機所能監控的半徑為r，查詢三維場景信息中，在當前位置點、半徑為r的范圍內的所有設備信息，對每個設備進行空間遮擋比例計算，以被監控設備的平面與平面坐標為當前位置點、當前高度的點位之間被其他設備所遮擋的范圍，根據范圍值得到設備整個平臺被遮擋的占空比例值K，并計算攝像機在當前位置點、當前高度的點位的視角J ;
3e)當K大于預先設定的占空比例閥值kp時，表示攝像機在當前位置點、當前高度的點位監控時被遮擋的范圍比例過大，即在該角度無法監控到該設備；當計算的視角J大于預先設定的視角閾值JP時，表示攝像機從當前位置點、當前高度點位監控時的視角傾斜過大，無法看清設備，則表示該監控點鍵控角度不合適；
在當前位置點，當K小于或等于kp且同時J小于或等于Jp，表示在當前位置點、高度為當前高度的點位監控合適，此時所計算的被監控設備記錄為該監控點所能監控到的設備；3f)依次對當前位置點、當前高度點位監控時，重復步驟3d)-3e)，直到所有設備計算完成，形成在當前位置點、當前高度點位監控時所能覆蓋的最大監控設備范圍表；
3g)在當前位置點、當前高度點位計算完成后，在當前位置點，將當前高度增加高度t作為新的當前高度，重復步驟3d) -3f)，直到當前高度等于Hmax，形成在當前位置點時從Hmin到Hmax之間所有高度下所能覆蓋的最大監控設備范圍表；
3h)針對所有模擬攝像機點位在所有高度下監控時所能覆蓋的最大監控設備范圍表，采用逐項組合算法得到所有需要配置的攝像機點位和高度，計算得到覆蓋所有被監控設備時的最小攝像機配置數量，從而得到在三維場景中的攝像機安裝位置以及高度。
[0008]本發明的有益效果是:本發明通過采用變電站設備的實際設計圖紙，根據各設備名稱，通過對設備在現場的安裝位置、安裝高度等數據的分析，通過簡易三維模型，實現對變電站攝像機的安裝位置、安裝高度等的自動設計建模，該方法人工工作量小、操作簡易，只需根據提供的變電站設備設計平面圖紙，即可自動設計建模，具備廣泛適應性，不會受不同變電站的差異性影響。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的總體流程圖；
圖2為本發明中的構建三維模型流程圖；
圖3為本發明中三維模型構建示意圖；
圖4為本發明中模擬攝像機點位的選擇圖；
圖5為三維空間點視角計算圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0011]如圖1-5所示，一種變電站場地監控攝像機建設部署建模方法，包括如下步驟:
1)通過對變電站二維圖紙信息的識別構建變電站的三維信息場景；
2)在三維場景中設定模擬的攝像機點位；
3)通過三維空間點位視角計算，從而確定攝像機安裝在變電站中的安裝位置信息以及高度信息。
[0012]進一步的，步驟1)所述的通過對二維圖紙信息的識別構建變電站的三維信息場景具體處理流程的步驟如下:
la)讀取變電站二維圖紙的所有信息，逐個提取每個圖元的信息，通常導入的二維圖紙為CAD繪制，圖元信息通過相應的軟件提取，并進行保存；
lb)根據所有獲取的圖元信息，確定提取得到變電站場地區域的長度、寬度信息，所有的設備名稱以及所有設備在場地區域中的坐標值(通常設備在場地區域的坐標為長方形區域)；
lc)根據提取的變電站場地區域的長度、寬度信息，采用等比例變換的方式構建二維場景模型，確定基本的變電站二維場景模型，根據所有設備在場地區域中的坐標值以及形狀，進一步確定在二維場景模型中設備所占區域，并進行設備名稱的標注，同時在二維場景模型中劃分出設備區域和非設備區域，從而將提供的CAD 二維圖紙轉換并構建為可識別的變電站二維模型；
Id)通過圖紙中識別的變電站設備名稱，按照變電站設備名命規則，根據設備的名稱識別出設備的類型以及設備電壓等級，例如根據設備類型區分出設備為:斷路器、隔離開關、接地刀閘、變壓器等信息，根據設備電壓等級確定設備的所承載的不同電壓值:500kV、220kV、110kV、35kV、10kV 等信息；
le)根據設備類型構建基本的設備三維簡易結構模型，再進一步根據設備的電壓等級確定設備的安全高度，從而確定設備的三維模型高度，再按照同比例放大或者縮小，將設備4三維簡易結構模型按照高度伸縮比例進行伸縮，從而形成場景中每個設備的三維模型；
If)構建三維場景:將已構建的變電站二維模型作為變電站三維模型的底面，將構建的每個設備4的三維模型根據設備在二維模型中的