(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211236708.8 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 北京金河水务建 设集团有限公司 地址 100000 北京市昌平区沙河镇西沙屯 (72)发明人 刘金龙　郑班　许征　项腾飞　 张磊　郝爽　王浩　刘凯　 (74)专利代理 机构 北京冠和权律师事务所 11399 专利代理师 陈姣姣 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/00(2012.01) G06T 7/13(2017.01) (54)发明名称 一种水利水电用闸门的安全监测系统 (57)摘要 本发明公开了一种水利水电用闸门的安全 监测系统， 包括： 数据采集模块， 设置在闸门上， 用于采集闸门的运行数据； 第一确定模块， 用于 将所述运行数据输入预先构建的回归模型中， 确 定闸门的状态信息； 匹配模块， 用于将所述状态 信息与预设数据库中的预设状态信息进行匹配， 根据匹配结果确定闸门的运行状态是否异常； 报 警模块， 用于在匹配模块确定闸门的运行状态异 常时， 进行异常检测， 确定异常器件并发出报警 提示。 基于闸门的运行数据及回归模型， 预测闸 门的状态信息， 便于提前确定闸门的状态信息， 进而判断闸门的运行状态是否异常。 便于减小损 失， 提高维修及时性， 同时可以快速定位闸门系 统中的异常器件， 便于快速识别故障并采取相应 的措施。 权利要求书4页 说明书12页 附图2页 CN 115526515 A 2022.12.27 CN 115526515 A 1.一种水利水电用闸门的安全监测系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 设置在闸门上， 用于采集闸门的运行 数据； 数据处理模块， 对所述运行数据进行数据预处理， 所述数据预处理的步骤包括数据清 洗、 数据集成、 数据变换和数据归约； 第一确定模块， 用于将进行了数据 预处理后的所述运行数据输入预先构建的回归模型 中， 确定闸门的状态信息； 匹配模块， 用于将所述状态信息与预设数据库中的预设状态信息进行匹配， 根据匹配 结果确定闸门的运行状态是否异常； 报警模块， 用于在匹配模块确定闸门的运行状态异常时， 进行异常检测， 确定异常器件 并发出报警提 示。 2.如权利要求1所述的水利水电用闸门的安全监测系统， 其特征在于， 数据采集模块还 包括： 对闸门设置运行 数据的设置对应的协查进程， 构建协查进程数据池； 其中， 每个协查进程对应一种数据异常； 在协查进程数据池和运行 数据之间设置虚拟容器； 其中， 虚拟容器包括： 协查加载模块和协查模块； 通过协查加载模块在协查进程数据池中添加协查进程； 通过协查模块对任意 时间段的运行数据进行复制， 并复制在协查模块中通过协查进程 数据池中的协查进程进行 逐一协查， 判断是否存在数据异常。 3.如权利要求1所述的水利水电用闸门的安全监测系统， 其特征在于， 回归模型的构建 方法， 包括： 获取闸门的历史运行 数据及对应的历史状态信息； 对所述历史运行数据进行解析， 确定运行参数， 建立运行参数与历史状态信息的匹配 关系， 并生成匹配数据库； 对所述匹配数据库中的历史状态信息在不同维度建立状态信息协议字典； 基于回归算法建立状态信息协议字典与状态信息相匹配的运行参数的回归 模型。 4.如权利要求1所述的水利水电用闸门的安全监测系统， 其特征在于， 所述数据采集模 块， 包括： 加速度传感器， 用于检测闸门两侧支 臂的加速度信息； 速度传感器， 用于检测闸门两侧支 臂的速度信息； 应变传感器， 用于采集闸门的结构应力 信息； 位移传感器， 用于检测闸门的开度信息； 倾角传感器， 用于检查闸门升起或降落时的倾角信息； 所述运行数据包括速度信息、 加速度信息、 结构应力 信息、 开度信息及倾角信息； 第一检测模块， 用于： 在确定异常器件为液压启闭机时， 采集液压启闭机的振动信号； 基于CEEMDAN算法对所述振动信号进行分解， 确定若干个IMF分量， 进而确定若干个振 动分量； 计算每个振动分量与振动信号之间的豪斯多夫距离， 并判断是否大于预设距离阈值；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115526515 A 2筛选出豪斯多夫距离小于预设阈值的振动分量， 作为目标振动分量； 将所述目标振动分量输入预设训练好的第 一识别模型中， 输出所述目标振动分量对应 的液压启闭机的故障类型； 第一传输模块， 用于将所述故障类型传输 至服务器。 5.如权利要求1所述的水利水电用闸门的安全监测系统， 其特 征在于， 还 包括: 第二检测模块， 用于： 拍摄异常器件的结构图像； 对所述结构图像进行 滤波处理， 得到滤波图像； 确定所述滤波图像中每个像素点的梯度信息， 根据所述梯度信息确定边缘像素点， 根 据边缘像素点确定所述滤波图像的边 缘特征； 将所述边缘特征输入预 先训练好的第二识别模型中， 输出异常器件的表面故障信息； 第二传输模块， 用于将所述表面故障信息传输 至服务器。 6.如权利要求5所述的水利水电用闸门的安全监测系统， 其特征在于， 确定所述滤波图 像中每个像素点的梯度信息， 根据所述梯度信息确定边 缘像素点， 包括: 将滤波图像统一在预设坐标系下， 并确定出滤波图像中每个像素点在预设坐标系下对 应的坐标值； 基于预设坐标系确定出滤波图像的至少两个梯度求取方向， 基于滤波图像中每个像素 点的像素值和 坐标值， 计算出每个像素点在对应梯度求取方向的梯度值， 基于每个像素点 在每个梯度求取 方向的梯度值， 计算出每 个像素点的综合梯度值； 基于每个像素点的综合梯度值确定出滤波图像的梯度分布数据， 确定出滤波图像的像 素分布数据， 将像素分布数据和梯度分布数据进行对应点加和处理， 获得每个像素点的对 比增强值， 基于每 个像素点的对比增强值获得 滤波图像的对比增强图像； 基于canny边缘检测算法对对比增 强图像进行边缘检测， 确定出对比增 强图像中的初 始边缘， 在初始 边缘中除对应初始 边缘像素点以外剩余的初始 边缘像素点中筛选出与对应 初始边缘像素点距离最近的两个相近边 缘像素点； 计算出每个初始边缘像素点和对应相近边缘像素点的距离平均值， 将所有初始边缘像 素点的距离平均值汇总， 获得距离平均值 集合； 将初始边缘中距离平均值集合中离群点对应的初始边缘像素点删除， 获得最终边缘， 将最终边 缘中的所有像素点作为 边缘像素点。 7.如权利要求6所述的水利水电用闸门的安全监测系统， 其特征在于， 根据边缘像素点 确定所述滤波图像的边 缘特征， 包括: 确定出每个边缘像素点的相邻边缘像素点， 基于每个边缘像素点在预设坐标系中的坐 标值， 确定出从边 缘像素点至对应相邻边 缘像素点的指向方向； 计算出边缘像素点和对应相邻边缘像素点的像素差值， 将对应指向方向作为向量方 向， 并将对应像素差值作为向量的模， 确定出边缘像素点至对应相邻边缘像素点的指向向 量； 将边缘像素点和对应的所有相邻边缘像素点的指向向量的平均值作为对应边缘像素 点的局部表征向量； 基于每个边缘像素点在预设坐标系下的坐标值， 确定出最终边缘的物理中心坐标值，权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115526515 A 3