CN106707939B - 一种变电检修现场智能管控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电检修现场智能管控装置，包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设所述三台摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭和可以收纳前述组件的箱体，蓄电池向所述三台摄像机、4G智能分析一体机和高音喇叭供电，4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信，后者远程电动调节三台摄像机的安装高度，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测，高音喇叭与4G智能分析一体机连接。本发明智能化程度高、携带方便、现场部署自动化程度高，可以有效规范工人实施行为，有效检查现场清理情况，提高了变电检修的效率。

Description

一种变电检修现场智能管控装置

技术领域

本发明属于电力供应技术领域，具体涉及一种变电检修现场智能管控装置。

背景技术

变电检修作业是多工种配合、劳动技术密集型的立体交叉作业，工作量大、检修场所和环境较差、危险因素多，又会出现抢时间、赶进度等情况。这类工作容易发生事故，因此降低变电检修事故、管控变电现场检修过程是电网企业安全工作的重点和难点。

对于管控变电现场检修过程，目前电网企业通常采用制定严格的标准化流程的方法，包括建立工作领导小组统筹协调，安全监督人员现场监督，检修工人现场实施等标准化作业流程，如图1所示。但该方案严重依赖人的执行规范化程度，无法有效实时检查，当安全监督人员视野受限、疲劳疏忽等，检修工人的违规行为不能及时检测并现场警告纠正。虽然该方案对检修过程管控起到了一定作用，但无法实现对变电检修现场实时、全面的管控。

公开号为CN102968689A、名称为“变电检修工作异地管控智能监控方法”的发明公开了一种变电检修工作异地管控智能监控方法，涉及变电检修工作异地管控技术领域。该系统包含一个后台服务器以及四个层级的手机终端，通过无线网络对工作人员手机终端、现场管理人员手机终端、工区及县域领导人员手机终端进行定位，并显示在异地管控系统地图上，实现对该三级手机终端持有人员的系统定位。但该发明仅解决了四个层级的通信问题，没有解决对检修工人违规行为的检测和警告问题。

公开号为CN102496870A、名称为“一种高压电气设备的大规模检修方法”的发明公开了一种高压电气设备的大规模检修方法，本方法通过对设备检修作业区域功能进行划分，细分作业工序，运用现代化作业装备，构建高空作业流动平台，在变电站检修现场形成流水作业线的一种现场工厂化的设备检修方法。通过实施本方法，改变以往变电站施工现场混乱的布局，改变了以往“从头干到尾”的原始检修模式，作业人员对工序的掌控更加熟练，借助现代化作业装备，广泛开展机械化作业以提高现场安全管控水平。但该发明只侧重于检修作业区域的划分和作业的标准化，也没有解决对检修工人违规行为的实时检测、警告问题和对操作人员身份的有效甄别。

综上所述，变电场地检测行业至今还没有一种数字化、智能化的管控方案。

发明内容

本发明针对上述问题提出一种智能化程度高、携带方便、便于部署的变电检修现场管控装置，以解决检修工人现场实施的行为无法实时监测、检修工人不规范行为无法及时警告，对进入检修现场的检修工人和安全监督人员的身份不能有效甄别，以及检修结束后，现场清理情况不能有效检查，如现场遗留检修设施和工具等问题。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为一种变电检修现场智能管控装置，包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设所述三台摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭和可以收纳前述组件的箱体，蓄电池向所述三台摄像机、4G智能分析一体机和高音喇叭供电，4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信，后者远程电动调节三台摄像机的安装高度，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测，高音喇叭与4G智能分析一体机连接。

进一步，上述4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信方式是采用4G传输方式、主动注册机制与管控中心组网。

管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测是采用心跳机制实现的。

作为优选，蓄电池供电的模式为直流12V供电。

高音喇叭与4G智能分析一体机连接可以采用音频线或蓝牙连接。

作为优选，上述箱体为移动拉杆箱。

本发明还进一步提出一种上述变电检修现场智能管控装置采用的人脸匹配识别方法，包含以下步骤：

S1：启动系统；

S2：管控中心同步本检修现场的工人和安全监督人员的人脸数据库；

S3：匹配进入检修区的人脸照片；

S4：如果匹配成功，表示身份合法允许进入检修区，并现场语音提示；若匹配不成功，向管控中心发送报警信息，同时进行现场语音警告；

S5：结束。

进一步，本发明还提出一种上述变电检修现场智能管控装置采用的安全帽识别方法，包含以下步骤：

S1：检测红、蓝、黄色区域并筛选；

S2：形态识别过滤；

S3：分别统计红、蓝、黄色安全帽的个数；

S4：判断检修区内是否存在黄色安全帽，若存在黄色安全帽，报警信息上传管控中心，并进行现场语音警告；

S5：判断检修区内的蓝色安全帽是否小于2个，若检修区内的蓝色安全帽少于2个，报警信息上传管控中心，并现场对单人操作进行语音警告；

S6：判断红色安全帽数量是否为0，若红色安全帽数量为0，报警信息上传管控中心，并现场对无监督人员进行语音警告。

进一步，本发明还提出一种上述变电检修现场智能管控装置采用的工具遗留现场识别方法，包含以下步骤：

S1：获取图片；

S2：通过局部更新的混合高斯模型获取前景；

S3：通过形态学处理与连通域分析得到暂时静止物；

S4：统计静止物体的静止时间；

S5：判断静止时间是否大于阈值，若大于阀值，进入第六步，否则返回到第一步；

S6：对静止物体进行人体特征检测匹配；

S7：判断静止物体是否属于行人驻留，若不属于，报警信息上传管控中心并现场语音警告，否则返回到第一步。

进一步，本发明还提出一种上述变电检修现场智能管控装置采用的跨越围栏识别方法，包含以下步骤：

S1：启动智能管控装置系统；

S2：自动检测实体围栏并建立虚拟围栏；

S3：识别检测区内人员并轨迹跟踪；

S4：判断人员是否跨越围栏，若存在该违规行为，报警信息上传管控中心并现场语音警告；

S5：程序实时检测实体围栏与虚拟围栏的偏差；

S6：判断偏差是否大于一定的误差，若大于一定的误差，表示围栏被人为移动过，报警信息上传管控中心并现场语音警告。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)智能化程度非常高。有效核实进场工作人员身份，有效规范工人实施行为，有效检查工人离场后的现场清理情况，提高了变电检修的效率，大大降低了变电检修事故。

2)携带方便。采用可移动的便携箱把管控装置放入，由操作人员带到现场进行部署。

3)现场部署自动化程度高。将管控装置简单安装后通电后，装置智能组网、远程调节、自动配置，克服现场工人技术局限、提高装置部署的便利性。

附图说明

图1是变电场站检修标准化流程。

图2是本发明描述的智能管控装置硬件组成。

图3是本发明描述的智能管控装置系统逻辑框图。

图4是本发明描述的智能管控装置原理框图。

图5是本发明描述的智能管控装置人脸匹配识别程序流程图。

图6是本发明描述的智能管控装置安全帽识别程序流程图。

图7是本发明描述的智能管控装置工具遗留现场识别程序流程图。

图8是本发明描述的智能管控装置移动、跨越围栏程序流程图。

图9是本发明描述的智能管控装置梯子检测程序流程图。

图10是本发明描述的智能管控装置的实施部署图。

具体实施方式

现结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

智能管控装置由硬件和算法应用程序组成。智能管控装置组成如图2所示，包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭、放置硬件的移动拉杆箱。蓄电池向人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、高音喇叭直流12V供电，电动伸缩架上分别架设三台摄像机，管控中心远程电动调节摄像机安装高度，如3所示的系统逻辑框图，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，4G智能分析一体机采用4G传输方式、主动注册机制与管控中心组网，采用心跳机制实现管控中心对4G智能分析一体机的在线监测，高音喇叭与4G智能分析一体机采用音频线或蓝牙连接。

智能管控装置原理框图如图4所示，主要由摄像系统、分析系统、报警系统三大子系统构成，摄像系统主要由三台摄像机组成，分析系统由智能分析一体机与算法应用程序组成，报警系统由高音喇叭与应用程序组成。人脸检测摄像机检测进入检修现场的检修工人和安全监督人员的人脸，并上传人脸图片到4G智能分析一体机进行人脸匹配识别；检修区内侦测摄像机摄取检修区内图像，上传图片到4G智能分析一体机进行安全帽识别、工具遗留现场识别、移动和跨越围栏识别；检修区外侦测摄像机摄取检修区外图像，上传图片到4G智能分析一体机进行梯子检测。当变电检修现场出现违规行为，4G智能分析一体机向管控中心上报信息和违规照片，同时通过高音喇叭现场警告提醒；当4G智能分析一体机与管控中心通信失败，报警信息和违规照片保存到4G智能分析一体机的本地存储媒体。

算法应用程序运行在4G智能分析一体机，程序主要包括人脸匹配识别模块、安全帽识别模块、工具遗留识别模块、围栏检测识别模块、梯子检测识别模块、通信服务模块、数据存储模块。

人脸匹配识别程序流程图如图5所示，系统启动后，程序第一步从管控中心同步本检修现场的工人和安全监督人员的人脸数据库；第二步匹配进入检修区的人脸照片，匹配成功，表示身份合法允许进入检修区，现场语音提示“身份有效”，若匹配不成功，向管控中心发送报警信息，同时现场语音警告“身份非法”。

安全帽识别程序流程图如图6所示，程序对检测区的图片进行分析，第一步检测红、蓝、黄色区域并筛选；第二步形态识别过滤；第三步分别统计红、蓝、黄色安全帽的个数；第四步判断检修区内是否存在黄色安全帽，黄色安全帽代表普通工人身份，根据电力运维管理规定，普通工人不能进入检修区内，因此若存在黄色安全帽，报警信息上传管控中心并现场语音警告“非法进入”；第五步判断检修区内的蓝色安全帽是否小于2个，蓝色安全帽代表技术工人身份，根据电力运维管理规定，检修区内不允许单个技术工人作业，因此若检修区内的蓝色安全帽少于2个，报警信息上传管控中心并现场语音警告“单人操作”；第六步判断红色安全帽数量是否为0，红色安全帽代表安全监督人员身份，根据电力运维管理规定，检修区内必须有安全监督人员在场，因此若红色安全帽数量为0，报警信息上传管控中心并现场语音警告“无监督人员”。

工具遗留现场识别程序流程图如图7所示，程序第一步获取图片，第二步通过局部更新的混合高斯模型获取前景；第三步通过形态学处理与连通域分析得到暂时静止物；第四步统计静止物体的静止时间；第五步判断静止时间是否大于阈值，若大于阀值，进入第六步，否则返回到第一步；第六步对静止物体进行人体特征检测匹配；第七步判断静止物体是否属于行人驻留，若不属于，报警信息上传管控中心并现场语音警告，否则返回到第一步。

移动、跨越围栏程序流程图如图8所示，智能管控装置部署后并启动系统，程序第一步自动检测实体围栏并建立虚拟围栏；第二步识别检测区内人员并轨迹跟踪；第三步判断人员是否跨越围栏，若存在该违规行为，报警信息上传管控中心并现场语音警告；第四步程序实时检测实体围栏与虚拟围栏的偏差；第五步判断偏差是否大于一定的误差，若大于一定的误差，表示围栏被人为移动过，报警信息上传管控中心并现场语音警告。

梯子检测程序流程图如图9所示，程序第一步识别人与梯子；第二步检测梯子与人的高度差；第三步判断梯子是否高于人头20cm及以上，根据电力运维管理规定，梯子不允许竖着进入检修现场，因此若梯子高于人头20cm及以上，报警信息上传管控中心并现场语音警告。

本发明采用低功耗摄像机、低功耗分析一体机，装置续航能力强；装置智能组网，外部网络采用基于4G智能分析一体机与管控中心连接的主动注册和心跳机制实现组网和在线监测，内部采用固定分配的WiFi+ID为管控装置的实施和维护提供便利；采用电动伸缩架架设摄像机，电动伸缩架与远程管控中心的人机交互实现摄像机视野的电动调节，克服现场工人技术局限、提高装置部署的便利性；本发明中的围栏检测识别模块算法，根据实体围栏的特定色彩与纹理模式，自动生成虚拟的电子围栏，为围栏移动检测和跨越围栏检测提供高可靠性的智能化检测基础；本发明的方法和装置，可以有效核实检修现场工人的合法身份，实时有效的检测现场工人的违规行为并及时警告，有效的检测现场清理情况，大幅提高变电检修的管控效率，大大降低变电检修事故。

实施部署图如图10所示，检修区外侦测摄像机架设的视场角需要覆盖检修现场的外场，工人若竖着扛梯子进入检修现场，现场语音警告“梯子违规”。人脸检测摄像机架设在检修现场的外侧，准备进入检修现场内的人员先正脸面对摄像机，若身份合法，现场语音提示“身份有效”，否则现场语音警告“身份非法”。检修区内侦测摄像机架设的视场角需要全覆盖检修区域，检修区内出现黄色安全帽或蓝色安全少于2个或无红色安全帽，现场语音警告；检修区的围栏出现人员移动或者人员跨越围栏，现场语音警告；检修完毕后，检修区内有遗留工具，现场语音警告。智能分析一体机是箱体式的，可直接放置在检修现场，用户可人机触摸交互修正配置、查询信息。

本发明可广泛应用于电力运维、机器视觉等领域。

需要说明的是，本发明所提供的上述实施例仅具有示意性，不具有限定本发明的具体实施的范围的作用。本发明的保护范围应包括那些对于本领域的普通技术人员来说显而易见的变换或替代方案。

Claims (4)

1.一种变电检修现场智能管控装置采用的人脸匹配识别方法，该装置包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设所述人脸检测、检修区内侦测和检修区外侦测摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭和可以收纳前述组件的移动拉杆箱体，蓄电池向所述三台摄像机、4G智能分析一体机和高音喇叭提供直流供电，4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信，后者远程电动调节三台摄像机的安装高度，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测，高音喇叭与4G智能分析音通过频线或蓝牙实现一体机连接，所述4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信方式是采用4G传输方式、主动注册机制与管控中心组网，所述管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测是采用心跳机制实现的，其特征在于包含以下步骤：

S1：启动系统；

S2：管控中心同步本检修现场的工人和安全监督人员的人脸数据库；

S3：匹配进入检修区的人脸照片；

S4：如果匹配成功，表示身份合法允许进入检修区，并现场语音提示；若匹配不成功，向管控中心发送报警信息，同时进行现场语音警告；

S5：结束。

2.一种变电检修现场智能管控装置采用的安全帽识别方法，该装置包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设所述人脸检测、检修区内侦测和检修区外侦测摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭和可以收纳前述组件的移动拉杆箱体，蓄电池向所述三台摄像机、4G智能分析一体机和高音喇叭提供直流供电，4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信，后者远程电动调节三台摄像机的安装高度，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测，高音喇叭与4G智能分析音通过频线或蓝牙实现一体机连接，所述4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信方式是采用4G传输方式、主动注册机制与管控中心组网，所述管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测是采用心跳机制实现的，其特征在于包含以下步骤：

S1：检测红、蓝、黄色区域并筛选；

S2：形态识别过滤；

S3：分别统计红、蓝、黄色安全帽的个数；

S4：判断检修区内是否存在黄色安全帽，若存在黄色安全帽，报警信息上传管控中心，并进行现场语音警告；

S5：判断检修区内的蓝色安全帽是否小于2个，若检修区内的蓝色安全帽少于2个，报警信息上传管控中心，并现场对单人操作进行语音警告；

S6：判断红色安全帽数量是否为0，若红色安全帽数量为0，报警信息上传管控中心，并现场对无监督人员进行语音警告。

3.一种变电检修现场智能管控装置采用的工具遗留现场识别方法，该装置包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设所述人脸检测、检修区内侦测和检修区外侦测摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭和可以收纳前述组件的移动拉杆箱体，蓄电池向所述三台摄像机、4G智能分析一体机和高音喇叭提供直流供电，4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信，后者远程电动调节三台摄像机的安装高度，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测，高音喇叭与4G智能分析音通过频线或蓝牙实现一体机连接，所述4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信方式是采用4G传输方式、主动注册机制与管控中心组网，所述管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测是采用心跳机制实现的，其特征在于包含以下步骤：

S1：获取图片；

S2：通过局部更新的混合高斯模型获取前景；

S3：通过形态学处理与连通域分析得到暂时静止物；

S4：统计静止物体的静止时间；

S5：判断静止时间是否大于阈值，若大于阀值，进入第六步，否则返回到第一步；

S6：对静止物体进行人体特征检测匹配；

S7：判断静止物体是否属于行人驻留，若不属于，报警信息上传管控中心并现场语音警告，否则返回到第一步。

4.一种变电检修现场智能管控装置采用的跨越围栏识别方法，该装置包括人脸检测摄像机、检修区内侦测摄像机、检修区外侦测摄像机、4G智能分析一体机、架设所述人脸检测、检修区内侦测和检修区外侦测摄像机的电动伸缩架、用于供电的蓄电池、高音喇叭和可以收纳前述组件的移动拉杆箱体，蓄电池向所述三台摄像机、4G智能分析一体机和高音喇叭提供直流供电，4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信，后者远程电动调节三台摄像机的安装高度，三台摄像机与4G智能分析一体机采用固定分配的WIFI+ID自动组网，管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测，高音喇叭与4G智能分析音通过频线或蓝牙实现一体机连接，所述4G智能分析一体机通过无线网络与管控中心通信方式是采用4G传输方式、主动注册机制与管控中心组网，所述管控中心对4G智能分析一体机进行在线监测是采用心跳机制实现的，其特征在于包含以下步骤：

S1：启动智能管控装置系统；

S2：自动检测实体围栏并建立虚拟围栏；

S3：识别检测区内人员并轨迹跟踪；

S4：判断人员是否跨越围栏，若存在该违规行为，报警信息上传管控中心并现场语音警告；

S5：程序实时检测实体围栏与虚拟围栏的偏差；

S6：判断偏差是否大于一定的误差，若大于一定的误差，表示围栏被人为移动过，报警信息上传管控中心并现场语音警告。