CN109598351A - 用于变电站设备运检的安全预警管控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于变电站设备运检的安全预警管控系统及方法，其包括字符识别模块、人员识别模块以及比对模块，可以区分作业人员和外来人员，并限制非作业人员进入变电站；而且，还包括电子围栏，通过电子围栏可以圈定作业范围，以避免作业人员进入非作业区域；另外，还包括监测模块、用于存储所述监测模块的监测结果的存储模块以及预警模块，从而当所述监测模块监测到作业人员在设备检修的过程中出现违规操作时，不仅可以记录作业人员的违规操作，而且可以及时语音提示作业人员，进而提高作业人员进行设备检修时的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及变电站设备运检监控技术领域，尤其涉及一种用于变电站设备运检的安全预警管控系统及方法。
背景技术
随着电网的不断发展，不同电压等级的变电站数量增多，而针对变电站的设备运行、检修、带电检测等运检工作也是越来越频繁，致使电网设备运检安全管控带来了较大的压力，目前，现有的变电站运维、检修存在以下安全问题：
1、变电站的门禁系统不完善，未经安全作业培训、考试的部分外来人员进入变电站，对电网设备运检安全造成威胁；
2、工作票上所列工作班成员可能与实际工作人员不是一一对应，存在非工作班成员进入设备检修现场，给设备检修作业带来安全隐患；
3、工作班成员作业过程中，可能因各种原因误入非工作范围内的间隔作业，造成设备及人身伤亡事故；
4、工作班成员现场工作时，发生违反安全作业规程行为，不能第一时间发现并取证；
5、远程智能巡查系统即使发现不戴安全帽、不穿工作服、登高不打安全带以及工作负责人擅离岗位等违规行为时，也不能在第一时间制止。
因此，亟需提供一种应用于变电站设备运检的安全预警管控系统及方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种用于变电站设备运检的安全预警管控系统及方法，其不仅可以防止非实际作业人员进入设备检修现场，而且，当作业人员在进行设备检修出现违规操作时，还可以通过所述预警模块警示作业人员，以提高作业人员进行设备检修时的安全性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案内容具体如下：
一种用于变电站设备运检的安全预警管控系统，包括用于识别工作票内容的字符识别模块、人员识别模块以及比对模块，所述比对模块用于判定所述字符识别模块识别的作业人员和所述人员识别模块识别的实际作业人员是否一致。
进一步地，还包括电子围栏，所述电子围栏用于根据所述字符识别模块识别的工作内容圈定作业范围。
更进一步地，还包括用于监测作业人员操作状态的监测模块、用于存储所述监测模块的监测结果的存储模块以及预警模块，所述字符识别模块还用于识别作业人员的操作规范信息，所述比对模块还用于判定所述监测模块的监测结果是否与所述操作规范信息一致，当所述比对模块的比对结果为不一致时，所述预警模块进行预警工作。
更进一步地，所述预警模块包括用于对所述检测模块的监测结果进行处理的语音处理模块以及语音播放设备，所述语音播放模块用于接收并播放所述语音处理模块的处理结果。
优选地，所述字符识别模块包括用于获取工作票图像的第一摄像机、用于对工作票图像进行矫正的图片矫正单元、用于对经过矫正的工作票图像进行字符定位的字符定位单元、用于对经过字符定位的工作票图像进行字符分割的字符分割单元以及用于对经过字符分割的工作票图像进行识别的第一识别单元。
优选地，所述人员识别模块包括用于获取实际作业人员人脸图像的第二摄像机、用于从人脸图像中提取人脸的人脸检测模块、用于对提取的人脸进行特征提取的关键点检测模块以及用于根据所述关键点检测模块的检测结果进行人脸识别的第二识别单元
本发明还公开了一种用于变电站设备运检的安全预警管控方法，包括如下步骤：
S1：利用字符识别模块识别工作票的工作内容、作业人员和操作规范信息；
S2：利用人员识别模块识别实际作业人员；
S3：利用比对模块判定所述字符识别模块识别的作业人员和所述人员识别模块识别的实际作业人员是否一致；同时所述电子围栏根据所述字符识别模块识别的工作内容圈定作业范围。
在步骤S1中，具体包括如下步骤：
S11：利用第一摄像机获取工作票的图像；
S12：利用图片矫正单元对步骤S11中获取的工作票图像进行矫正；
S13：利用字符定位单元对经过矫正的工作票图像进行字符定位；
S14：利用字符分割单元对经过字符定位的工作票图像进行字符分割；
S15：利用第一识别单元对经过字符分割的工作票图像进行字符识别以获取工作内容、作业人员和操作规范信息。
在步骤S2中，具体包括如下步骤：
S21：利用第二摄像机获取实际作业人员的人脸图像；
S22：利用人脸检测模块从步骤S21中获取的人脸图像中提取出人脸；
S23：利用关键点检测模块对步骤S21中提取的人脸进行特征提取；
S24：利用第二识别单元进行特征识别以获取实际作业人员。
优选地，还包括监测预警的步骤S4，所述监测预警的具体方法是监测模块监测作业人员的操作状态，然后所述比对模块将所述操作规范信息与所述监测模块的监测结果进行比对，当所述比对模块的比对结果为不一致时，所述预警模块进行预警工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明公开的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，包括字符识别模块、人员识别模块以及比对模块，可以区分作业人员和外来人员，并限制非作业人员进入变电站；而且，还包括电子围栏，通过电子围栏可以圈定作业范围，以避免外来人员或作业人员进入非作业区域。
2、本发明公开的用于变电站设备检修的安全预警系统，还包括监测模块和预警模块，从而当所述监测模块监测到作业人员在设备检修的过程中出现违规操作时，不仅可以记录作业人员的违规操作，而且可以及时语音提示作业人员停止违规行为，进而提高作业人员进行设备检修时的安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统的结构示意图；
图2为字符定位单元进行字符定位的流程示意图；
图3为本发明所述的用于变电站设备检修的安全预警方法的流程示意图；
其中，各附图标记为：
1、字符识别模块；2、人员识别模块；3、比对模块；4、电子围栏；5、存储模块；6、监测模块；7、预警模块；8、第一摄像机；9、图片矫正单元；10、字符定位单元；11、字符分割单元；12、第一识别单元；13、第二摄像机；14、人脸检测模块；15、关键点检测模块；16、第二识别单元；17、语音处理模块；18、语音播放设备。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
如图1所示的是本发明所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其包括用于识别工作票内容的字符识别模块1、人员识别模块2以及比对模块3，所述比对模块3用于判定所述字符识别模块1识别的作业人员和所述人员识别模块2识别的实际作业人员是否一致。
具体工作时，由于通过所述字符识别模块1可以识别出工作票的工作内容、完成该工作内容的作业人员等信息，而通过所述人员识别模块2可以识别出进入变电站的实际作业人员，当所述比对模块3的比对结果为不一致时，即可以认为进入变电站的人员实际作业人员不是作业人员，从而达到区分作业人员和外来人员的目的，较为方便。
而且，所述用于变电站设备运检的安全预警管控系统还包括电子围栏4，所述电子围栏4用于根据所述字符识别模块1识别的工作内容圈定作业范围，以避免作业人员进入非作业区域。
作为本实施例的一种改进，所述用于变电站设备检修的安全预警系统还包括用于监测作业人员操作状态的监测模块6、用于存储所述监测模块6的监测结果的存储模块5以及预警模块7，所述字符识别模块1还用于识别作业人员的操作规范信息，所述比对模块3还用于判定所述监测模块6的监测结果是否与所述操作规范信息一致，当所述比对模块3的比对结果为不一致时，所述预警模块7进行预警工作。
所述字符识别模块1包括用于获取工作票图像的第一摄像机8、用于对工作票图像进行矫正的图片矫正单元9、用于对经过矫正的工作票图像进行字符定位的字符定位单元10、用于对经过字符定位的工作票图像进行字符分割的字符分割单元11以及用于对经过字符分割的工作票图像进行识别的第一识别单元12。
具体地，所述字符定位单元10对经过矫正的工作票图像进行字符定位的具体流程如图2所示。
所述字符分割单元11对经过字符定位的工作票图像进行字符分割的过程为：提取字符轮廓->构造字符外接矩形->截取图块，其中：提取字符轮廓是利用findContours函数寻找字符轮廓；构造字符外接矩形是构造所有字符轮廓的外接矩形；截取图块是将所有字符外接矩形的图块一一截取出来，并进行归一化处理。
所述第一识别单元12对经过字符分割的工作票图像进行识别是利用人工神经网络中的多层感知机模型进行字符识别。
在本发明中，所述人员识别模块2包括用于获取实际作业人员人脸图像的第二摄像机13、用于从人脸图像中提取人脸的人脸检测模块14、用于对提取的人脸进行特征提取的关键点检测模块15以及用于根据所述关键点检测模块15的检测结果进行人脸识别的第二识别单元16。
在本发明中，所述人员识别模块2进行人脸识别的首要步骤是针对所述第二摄像机13获取的人脸图像利用所述人脸检测模块14进行人脸识别，然后利用所述关键点检测模块15对提取的人脸进行特征提取，最后利用第二识别单元16进行人脸识别。而且，所述第二识别单元16进行人脸识别时，采用1：N的人脸识别模式，即是在海量的人像数据库中找到与当前入场者人脸数据相符合的图像，并进行匹配，这是由于1:N人脸识别模式同时具有动态比对与非配合两种特点，前者是指通过截取动态视频流中人脸的数据，并进行深入的比对；非配合性是指识别的过程表现出非强制性与高效性的特点，识别对象无需到特定的位置即能完成人脸识别的工作。
作为进一步优选的实施方式，所述预警模块7包括用于对所述检测模块的监测结果进行处理的语音处理模块17以及语音播放设备18，所述语音处理模块17用于根据所述监测模块6的监测结果与所述操作规范信息的比对结果提取出预警内容并根据预警内容生成预警语音，所述语音播放设备18用于接收并播放所述预警语音，其中，所述语音处理模块17的工作步骤为：(1)基于作业人员和操作规范信息建立语音库；(2)所述语音处理模块17根据所述监测模块6的监测结果与所述操作规范信息获取预警内容；(3)所述语音处理模块17按照预警内容的汉字顺序在语音库中查找预警内容的对应的语音字符并合成预警语音。
具体为：所述字符识别模块1还可以识别出工作票的操作人员在进行设备检修时的操作规范信息，如戴安全帽,穿工作服,登高打安全带等，而且，所述字符识别模块1还用于将所述操作规范信息进行标准化处理，当所述监测模块6监测到作业人员出现没有戴安全帽、没有穿工作服或没有登高打安全带等违规信息时，所述语音处理模块17根据所述比对模块3的比对结果获取预警内容，然后所述语音处理模块17按照预警内容的汉字顺序获取对应的预警音符并合成预警语音，然后所述语音播放设备18播放该预警语音以达到及时提醒作业人员停止检修工作的目的。
如图3所示，本发明还公开了一种用于变电站设备运检的安全预警管控方法，包括如下步骤：
S1：利用字符识别模块1识别工作票的工作内容、作业人员和操作规范信息；
S2：利用人员识别模块2识别实际作业人员；
S3：利用比对模块3判定所述字符识别模块1识别的作业人员和所述人员识别模块2识别的实际作业人员是否一致，同时所述电子围栏根据所述字符识别模块1识别的工作内容圈定作业范围。
具体地，在步骤S1中，具体包括如下步骤：
S11：利用第一摄像机8获取工作票的图像；
S12：利用图片矫正单元9对步骤S11中获取的工作票图像进行矫正；
S13：利用字符定位单元10对经过矫正的工作票图像进行字符定位；
S14：利用字符分割单元11对经过字符定位的工作票图像进行字符分割；
S15：利用第一识别单元12对经过字符分割的工作票图像进行字符识别以获取工作内容、作业人员和操作规范信息。
具体在本发明中，在步骤S2中，具体包括如下步骤：
S21：利用第二摄像机13获取实际作业人员的人脸图像；
S22：利用人脸检测模块14从步骤S21中获取的人脸图像中提取出人脸；
S23：利用关键点检测模块15对步骤S21中提取的人脸进行特征提取；
S24：利用第二识别单元16进行特征识别以获取实际作业人员。
作为一种优选的实施范式，还包括监测预警的步骤S4，所述监测预警的具体方法是监测模块6监测作业人员的操作状态，然后所述比对模块3将所述操作规范信息与所述监测模块6的监测结果进行比对，当所述比对模块3的比对结果为不一致时，所述预警模块7进行预警工作。
在其他的一些实施例中，所述预警模块7进行预警工作时具体包括如下步骤：
S41：基于作业人员和操作规范信息建立语音库；
S42：利用语音处理模块17获取预警内容；
S43：按照预警内容的汉字顺序在语音库中查找预警内容的字符对应的语音并合成播放语音；
S44：利用语音播放设备18播放合成的预警语音。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其特征在于：包括用于识别工作票内容的字符识别模块、人员识别模块以及比对模块，所述比对模块用于判定所述字符识别模块识别的作业人员和所述人员识别模块识别的实际作业人员是否一致。
2.如权利要求1所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其特征在于：还包括电子围栏，所述电子围栏用于根据所述字符识别模块识别的工作内容圈定作业范围。
3.如权利要求2所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其特征在于：还包括用于监测作业人员操作状态的监测模块、用于存储所述监测模块的监测结果的存储模块以及预警模块，所述字符识别模块还用于识别作业人员的操作规范信息，所述比对模块还用于判定所述监测模块的监测结果是否与所述操作规范信息一致，当所述比对模块的比对结果为不一致时，所述预警模块进行预警工作。
4.如权利要求3所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其特征在于：所述预警模块包括用于对所述检测模块的监测结果进行处理的语音处理模块以及语音播放设备，所述语音播放模块用于接收并播放所述语音处理模块的处理结果。
5.如权利要求1-4任何一项所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其特征在于：所述字符识别模块包括用于获取工作票图像的第一摄像机、用于对工作票图像进行矫正的图片矫正单元、用于对经过矫正的工作票图像进行字符定位的字符定位单元、用于对经过字符定位的工作票图像进行字符分割的字符分割单元以及用于对经过字符分割的工作票图像进行识别的第一识别单元。
6.如权利要求1-4任何一项所述的用于变电站设备运检的安全预警管控系统，其特征在于：所述人员识别模块包括用于获取实际作业人员人脸图像的第二摄像机、用于从人脸图像中提取人脸的人脸检测模块、用于对提取的人脸进行特征提取的关键点检测模块以及用于根据所述关键点检测模块的检测结果进行人脸识别的第二识别单元。
7.一种用于变电站设备运检的安全预警管控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用字符识别模块识别工作票的工作内容、作业人员和操作规范信息；
S2：利用人员识别模块识别实际作业人员；
S3：利用比对模块判定所述字符识别模块识别的作业人员和所述人员识别模块识别的实际作业人员是否一致，，同时所述电子围栏根据所述字符识别模块1识别的工作内容圈定作业范围。
8.如权利要求6所述的用于变电站设备运检的安全预警管控方法，其特征在于，在步骤S1中，具体包括如下步骤：
S11：利用第一摄像机获取工作票的图像；
S12：利用图片矫正单元对步骤S11中获取的工作票图像进行矫正；
S13：利用字符定位单元对经过矫正的工作票图像进行字符定位；
S14：利用字符分割单元对经过字符定位的工作票图像进行字符分割；
S15：利用第一识别单元对经过字符分割的工作票图像进行字符识别以获取工作内容、作业人员和操作规范信息。
9.如权利要求7所述的用于变电站设备运检的安全预警管控方法，其特征在于，在步骤S2中，具体包括如下步骤：
S21：利用第二摄像机获取实际作业人员的人脸图像；
S22：利用人脸检测模块从步骤S21中获取的人脸图像中提取出人脸；
S23：利用关键点检测模块对步骤S21中提取的人脸进行特征提取；
S24：利用第二识别单元进行特征识别以获取实际作业人员。
10.如权利要求7-9任何一项所述的用于变电站设备运检的安全预警管控方法，其特征在于，还包括监测预警的步骤S4，所述监测预警的具体方法是监测模块监测作业人员的操作状态，然后所述比对模块将所述操作规范信息与所述监测模块的监测结果进行比对，当所述比对模块的比对结果为不一致时，所述预警模块进行预警工作。
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