[00965039]基于智能视频结构化分析的电网作业行为管理关键技术研发与产业化

随着国民经济的高速发展，电力能源需求量不断增加，坚持安全第一，保证电网安全稳定运行，是关系到可持续发展的长期、艰巨的任务。然而，电力生产仍然面临严峻的形式，各类安全事故频频发生，极大地危害了电网运行与作业人员生命安全。如何及时、准确地采集、存储、监管电力生产巡视、检修、操作等现场的实时信息，预防习惯性违章和误操作的发生，从根本上确保人身和设备安全已成为电力系统亟需解决的重要问题。电力公司已建成较为完善的网络高清视频监控系统，但现有系统尚停留在人工查看，甄别阶段，无法实现智能分析与预警，更不能做对违规操作行为进行快速高效的自动监督和管控，严重局限了监控视频的应用性能。针对上述问题，该项目以视频的结构化描述为切入点，从底层特征到中层识别再到高层语义，逐层研究，取得了一系列关键技术的创新与突破。在底层特征提取中，针对运动目标检测与跟踪问题，建立了基于低秩表示模型的监控视频分割通用框架，结合鲁棒的目标匹配算法，实现了对大范围场景中运动目标持续跟踪与行为浓缩。在中层模式识别中，提出了数据的夹角分解降维方法，并融合内容显著性达到了对作业员工的精细化识别。在高层语义理解中，成功设计了一种全新的包含行为及行为之间时序关系描述子的行为识别框架，最终构建了完整基于智能视频结构化分析的作业行为分析流程。在上述理论创新基础上，项目依托电力公司网络高清视频监控系统，立足电网安全运行实际需求，整合功能打造了全套基于智能视频结构化分析的作业行为管理系统并实现了产业化，该系统可以及时自动地发现电网作业行为异常问题，提供实时的反馈和预警机制，形成电网遥控操作的视频校核和故障联动，大幅提高了电力安全生产监管水平。该项目设计的电网作业行为管理系统具有如下特点：监控视频结构化描述。通过对视频数据从底层到高层的处理、分析和理解，建立视频数据的语义结构，进而实现对视频内容有效的抽象与组织，在国内首次实现基于视频结构化分析的作业行为监控与预警；多系统智能联动技术。系统采用基于任务、事件、网关等模型建立的逻辑图，进行可视化编辑的逻辑流程建模，实现联动逻辑的灵活设计，并结合脚本驱动技术，达到设备的智能联动控制目的；与电网调度控制系统的协同互动。通过与电网调度控制系统通讯，采集故障告警信息和远程操作信息，调度互联模块协同展示，技术扩展了电网调度控制系统的可视化功能，满足集中监控与调度业务高度融合的业务需求，提高了整体精细化管理水平。该项目已在国内外学术期刊和学术会议上发表高水平学术论文40余篇，其中SCI/EI检索20余篇次，代表性发表在一系列国内外著名的期刊和会议中（如IEEE TIP，CVPR，AAAI，Neurocomputing等）。在相关技术领域申请专利十余项，授权6项，软件著作权授权1项。经省级科技成果鉴定：项目总体技术水平达国际先进，与国际同类产品相比，性价比优越。项目应用已推广到省内7个运维站、19个500kV变电站和2个1000kV变电站及部分省外市场，已创造综合经济效益超过1亿元人民币。同时，该项目在促进社会就业、培育新的经济增长点、推动行业技术进步等方面也具有显著的社会效益。