Основной тенденцией развития отечественной и зарубежной энергетики является массовая «интеллектуализация» сетей электроснабжения. Отличительным признаком «умной» сети (smart grid) является непрерывный контроль состояния воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), что продиктовано их низкой надежностью [5]. В России высокий процент повторяемости аварий на ВЛЭП объясняется эксплуатацией линий в условиях экстремального метеорологического воздействия, что вкупе со значительным физическим износом приводит к массовому обрыву проводов и падению опор в гололедный период [4]. Таким образом, создание информационно-измерительной системы (ИИС) мониторинга воздушных линий электропередачи для контроля и прогнозирования метеонагрузок является первостепенной задачей в рамках модернизации существующих систем электроснабжения до уровня «умных» сетей.
Наиболее распространенные системы диагностики ВЛЭП реализуют тензометрические методы измерений гололедно-ветровых нагрузок, по причине чего обладают высокой стоимостью и требуют сложного монтажа [1]. В этой связи выглядит перспективным реализация аналогичной информационно-измерительной системы (ИИС) на основе технологии компьютерного зрения, что подразумевает применение средств видеорегистрации положения проводов ВЛЭП в пространстве путем вычисления координат оптических мишеней, устанавливаемых на каждом линейном проводе. Таким образом, предлагаемая ИИС реализует новый метод косвенного измерения гололедно-ветровых нагрузок, не требующего установки тензометрических датчиков, но отличающегося высокой точностью ввиду помехоустойчивости оптического канала наблюдения.
Измерительный компонент разрабатываемой ИИС (рис. 1) включает в себя оптические мишени 1, устанавливаемые на каждом фазном проводе смежных пролетов ВЛЭП на расстоянии 50 м от опоры, соответственным образом ориентированные цифровые видеодатчики 2, снабженные широоформатными матрицами (с соотношением сторон кадра 16:9) диагональю не менее 1/3 дюйма и объективами с минимальным углом обзора 20 град., а также метеостанцию 3 с возможностью подключения к ЭВМ. Применяемые в качестве меток положения проводов мишени могут быть как активными (со светодиодной подсветкой), так и пассивными (со светоотражающим покрытием).