随着近年来电网规模的不断发展，保证输电线路的运行安全显得尤为重要，而高压输电线路往往架设在野外，距离城市较远，环境复杂，由于自然灾害的发生导致输电线路短路、跳闸的现象时有发生，山火就是其中的一种。高压输电线路的运维问题一直以来都是电网维护的重点问题，而其复杂的地理环境给工作人员的维护带来很大的难度，传统的运维手段通常耗费大量的人力物力，且效果一般[1,2]。目前，对于山火识别和预警技术在输电线路的应用，采用较为广泛的是利用卫星遥感技术以及无线传感器的大量应用，如：感烟式火灾探测器、感温式火灾探测器，此类方法不仅成本较高，而且易受干扰，不能保证识别的准确性[3]。所以本文采用图像处理技术，结合视频监控系统，对闯入输电线路通道异物的颜色、运动特性、面积变化率、闪烁频率、几何尖角等特征进行判断，最终确定是否为山火的发生，达到提前预测的目的。

1 检测方案

应用图像处理工具按以下检测方案进行处理，本文应用MATLAB进行处理：

步骤一、从输电线路通道的监控视频中提取多帧图像；提取多帧图像时主要考虑图像采样的频率问题，对于树林山火灾害，山火的发生主要集中在冬季和秋季，雨季发生山火的概率较小。所以，针对这一特点，我们依据当地的气象条件，在干旱、雨水较少的环境下进行每天多次采样的策略。其次，据统计某地区发生山火总数中由祭祀燃烧引起的火灾占50.59%，大部分是由人们在特定节日的焚烧祭祀引起的，如：清明节、春节等节日属于山火的高发期，所以在这些特定的节日采样频率也会加大。如表1所示：

 

表1 某地区发生山火原因统计

  

一级分类二级分类次数百分比自然火源雷击10．59祭祀燃烧8650．59取暖31．76烧垃圾84．71人为火源放鞭炮52．94吸烟4928．82玩火105．88不明火源84．71合计170100

步骤二、对提取出的图像进行形态学滤波，去噪声处理；

海南琼中抽水蓄能电站上水库副坝一坝址位于一冲沟内，坝基防渗墙厚0.8m，最大墙深约60m，墙底深入至弱风化基岩。副坝一坝址覆盖层分布广，全风化带下限埋深50m～57m，地表有厚近10m的淤泥层，传统防渗墙施工工艺成槽难度极大，在使用液压抓斗配合冲孔桩机施工多次成槽失败后，更换采用德国生产的BC30双轮铣槽机直接铣槽施工，利用其成槽过程中对地层扰动少的优点，顺利实现成槽浇筑，最终按期圆满完成了基础防渗施工。

步骤三、利用图像间的运动分析方法捕捉图像中的运动物体；

f为从第i帧到第i+1帧的亮度闪烁频率。傅立叶变换公式为：

2 山火特征判别

Gi=Size(bi)t-Size(bi)t0

  

图1 异物特征判别流程图

h代表色彩信息，该参数用角度量来表示，h的值一般为0到360°，每一个度数都代表一种颜色。当max=min时，h=0，图像就是红色的，当h的值为240度时，代表的是蓝色。参数s代表饱和度，其值的范围是0到1。参数v代表明亮程度，范围从0到1。HSV颜色模型见图2。

四川省打造“川妹子”家政服务员品牌，从第一年开始就采取招投标项目管理。经过几年来的探索和完善，现在已比较规范。现在，四川省劳务品牌培训项目已经扩展到“川妹子”“川厨师”“川保安”“川建工”“川数控工”“川电子工”“川缝纫工”“外派农民工”“羌绣”“绵竹年画”等十多个品牌。

结肠镜检查在结肠疾病的诊断和治疗过程中广泛应用，肠道准备的清洁程度直接影响结肠镜检查的质量和安全性。临床上传统采用灌肠方法，不仅患者痛苦，而且医护人员工作量大。为减轻患者痛苦，提高清肠效果，近年来相继问世一些口服清肠剂，如甘露醇、复方聚乙二醇电解质散。由于便秘在老年人群中的发病率越来越高，与之相伴，行结肠镜检查的老年便秘患者也逐年增加。因此，寻找一种更为安全有效的肠道准备方法对行结肠镜检查的老年患者尤其重要。本研究将目前临床常用的肠道准备药物进行分组，对肠道准备的效果作出全面评价，找出适合于老年慢性便秘患者行结肠镜检查前口服肠道准备的方法，为今后的临床实践提供科学的理论依据。

(1)首先，山火的颜色特征主要取决于火焰燃烧的温度，温度不同所显现的颜色也会出现一定的偏差。山火燃烧颜色一般处于红色和橘红色区域，温度较高的区域偏向于白色。所以，针对山火燃烧的这一特点，我们应用计算机视觉、图像处理技术，以MATLAB软件为工具，将拍摄的原始RGB图片转化为HSV格式，将h分量大概设置为0°至30°的阈值范围，进行颜色筛选。如图2所示，0°至30°为红色和橘红色区域。这样就可以进行初步判别入侵的异物是否为山火。RGB转换为HSV的数学模型如下所示：

  

图2 HSV格式下的颜色模型

(2)其次，在颜色筛选过程中，图像会识别到除山火以外的类似红色物体，例如秋天的树叶，这就需要对山火的运动特性进行区分。山火燃烧具有一定的运动特征，且是不规则变化的。具体实施步骤为：(1)提取多帧图像转化为HSV格式；(2)设置红色阈值范围，设置h分量的阈值0°至30°的范围；(3)将图片二值化，并将多帧二值化图片相减，如果相减后的二值图像中原数值为1的区域变为0，说明图片有异物的区域是静止不变的，而如果多帧图片相减过后仍然存在数值为1的区域，并且在图像中的范围和位置都出现变化，则就说明异物具有运动特性，可能是发生山火，从而进行下一步的判别。同时也可以进一步排除掉颜色上类似山火的静止物体。

Gi代表面积变化率，Size(bi)t代表t时刻二值图像中数值为1的面积，Size(bi)t0代表t0时刻二值图像中数值为1的面积。

对于闯入输电线路通道内的异物进行逐步特征判别，流程如图1所示：

这些本来就积压在我心中已久，如今在邻居面前娓娓道来，我特别动情，有时说着说着眼泪就来了，不少邻居很快就站到了我这一边，说：“以前光听你婆婆一面之词了，她确实不应该这么待你。”

(1)

(3)根据图像中运动物体的面积变化进行判断[4,5]，发生山火的初期，火焰的面积是逐渐增大的。我们提取的每一帧图像，经过前两步颜色、运动特性的筛选后，再进行面积变化率的判别，具体步骤为：a)对图像进行分割处理，其目的在于将运动目标与背景分离；b)对提取的前后两帧图片二值化，得到两帧图片中数值为1的像素点个数，求得面积；c)再根据面积变化率公式，得到其面积变化率。火灾发生时，火焰不规则运动，面积也不断变化，其面积变化率也具有不稳定性，面积变化率的公式如下：

(4)在第三步的识别中，运动中的类似红色物体可能会对识别过程产生干扰，例如：运动中汽车灯光。针对此类干扰，我们利用山火燃烧的闪烁频率来进行区分[6]。可燃物燃烧，火焰频率大约在3～25 Hz的范围内变化，主要集中在7～12 Hz。具体步骤为：a)在图像中求取每一帧选中区域的平均亮度值，平均亮度值用MATLAB先将图像转化为HSL空间，然后对L分量用两次mean语句求取即可得到；b)通过FFT变换把时域上的亮度变化频率转化为频域上的亮度的变化频率，如公式(2)所示：

巡讲活动由区卫计局牵头组织,协调财政、教科体、新闻媒体、乡镇、医疗单位各部门共同参与,依托区医院健康管理中心(治未病)技术力量,组织专班、专人撰写课件,经过筛选、审查,再修改、再完善,确保巡讲准备工作到位,同时,结合挂包驻帮深入贫困户开展“三减三健”宣讲到户院、指导到锅边、服务到餐桌,让健康生活方式成为时尚。

 

(2)

步骤四、对捕捉到的运动物体进行特征判别。特征判别阶段是摄像机检测到运动物体后确定是否为山火的关键步骤。由于山火具有较为明显的特征量，所以采用逐步提取以下特征：(1)颜色、(2)运动特性、(3)面积变化率、(4)闪烁频率、(5)尖角特性来确定是否为山火，并且根据提取运动物体的边缘轮廓，得到山火发生的大小和走势。

r、g、b分别表示红色、绿色、蓝色的空间坐标，其取值范围在0和1之间，max和min分别代表r、g、b三个坐标值中的最大值与最小值。

 

(3)

c)在前两步骤的基础上，每秒提取的多帧(至少20帧)图像中，同一位置的灰度值由0变为1或1变为0规定为闪烁一次，在一定的时间内，统计所有像素点的变化频率，看是否满足理论频率变化范围7～12 Hz，从而进一步判断是否发生山火，排除掉其他异物的干扰。

(5)最后根据山火的另一个明显的特征进行判别，火焰燃烧时有一个较为明显的几何特征就是尖角特征[7,8]，尖角数目较多，且呈现不规则的变化。图像中尖角是由一个个的像素点组成的，所以，具体步骤为：a)将图像灰度处理，提取阈值0°至30°的颜色范围，再将图像转为二值图像；b)寻找尖角顶点：看数值为1的像素点上方有无数值为1的像素点，若有则不是顶点，如果没有，则看左侧和右侧有无连续的数值为1的点，若有则判断此点为顶点。c)逐一判断顶点下面每一行的像素点个数记为f(n)，再下一行像素点数为f(n-1)，夹角狭长程度用f(n)与f(n-1)的比值来衡量。如果夹角狭长程度小于设置好的阈值d，则视为尖角。

 

(4)

l1为顶点下面一行左右15个像素点的距离，l2为将图像中再下一行左右30个像素点的距离。d)每一个火焰的顶点都视为一个特征点，然后再根据边缘检测算子，计算出满足上述尖角特点的像素点的个数。如果图像中尖角数目较多且呈现不规则变化，则说明该区域具有火焰的几何特征，则可基本判定为山火发生。

利用以上方法，通过对颜色、运动特性、面积变化、闪烁频率、尖角特征等特征的提取，递进式地进行逐步筛选，将大大提高对山火进行判别的准确率。

3 结论

本文利用图像处理技术，应用于视频监控系统，对闯入输电线路通道内的异物进行特征判别，判别是否有山火发生，并及时有效地发出预警。将图像处理技术应用于输电线路通道的山火灾害预测预警平台中，结合输电线路的监控系统，可以帮助运维人员实现输电线路的安全运行，有一定的实际指导作用。

本次调查的总样本为江苏省S县的农村初中学生。 S县隶属于江苏省，现共有农村初级中学14所，初等职业学校1所。本调查采取抽样调查法，在S县的5所乡镇初级中学共发放900份问卷，回收891份，回收率99%，剔除无效问卷40份，最后得到有效问卷851份，有效率94.5%。因此，本次问卷调查的有效人数为851人，其中男生为464人，占总人数的54.5%，女生人数为387人，占总人数的45.5%。七年级学生304人，占比35.7%，八年级学生326人，占比38.3%，九年级学生221人，占比26%。

参考文献：

[1]郭林.浅谈输电线路的运维与检修技术[J].中国高新技术企业,2017(12):237-238.

[2]姜红斌.山火预警技术在输电线路的应用现状研究[J].建材与装饰,2016(30):228-229.

[3]李小平.山火预警技术在输电线路的应用现状[J].通讯世界,2016(24):142-143.

[4]陈磊,黄继风. 基于视频的火焰检测方法[J]. 计算机工程与设计,2014,35(09):3143-3147+3195.

[5]高爱莲. 基于视频的火焰检测方法研究[D].昆明：昆明理工大学,2008.

[6]安志伟,袁宏永,屈玉贵.火焰闪烁频率的测量研究[J].计算机应用,2000(05):66-68.

[7]熊国良,苏兆熙,刘举平,等.火焰特性识别的Matlab实现方法[J].计算机工程与科学,2013,35(07):131-136.

[8]张霞. 基于多特征的视频火焰检测[D].上海：上海师范大学,2016.