CN110048509A - 一种基于mr智能安全帽的变电站巡检系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统及方法，包括智能安全帽、云端服务器及智能终端，所述智能安全帽通过专网或者公网与云端服务器相连接，云端服务器通过专网或者公网与智能终端相连接；所述智能安全帽用于采集待检设备信息，并将待检设备信息传送至云端服务器；所述云端服务器用于接收智能安全帽传送的待检设备信息，并将待检设备信息叠加到实时视频，形成MR视频；所述智能终端用于实时交互云端服务器形成的MR视频，从而显示待检设备静态及动态的监测数据。本发明通过智能辅助设备及综合模型实时分析，及时发现设备隐患，能够把事故发现并处理在萌芽状态，避免出现重大安全事故的发生，提高设备运行的稳定性。

Description

一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统及方法
技术领域
本发明属于输电线路巡视领域，具体涉及一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统及方法。
背景技术
变电站设备的巡检及运行状态的监测关系到系统的安全、稳定可靠运行，对用电可靠性、供电企业的安全性和经济性具有十分重要的意义。国内外在对变电站的智能化巡检方面已经取得了不少成果，同时也存在不足，表现在单个参数的监测或者少数几个参数的监测和判断，功能不全面、没有上升到多参数关联分析、综合分析判断方法的状态检修的高度。例如(1)《变电站智能化巡检系统建设方案》：变电站巡检传统采用人工巡视，分为正常巡视(含交接班巡视)、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视，各类巡视应做好记录。迎峰度夏期间除正常巡视外，增加设备特巡和红外测温。无人值班变电站每日巡视1次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特殊保电时期红外测温三种。(2)《变电站设备巡检系统介绍》：变电站设备巡检和设备的缺陷管理工作一直以来都是设备管理工作的难点和重点，而设备巡检到位情况、设备缺陷统计分析、设备运行参数的趋势分析则是设备巡检及缺陷管理工作中存在的主要难题；设备巡检的目的就是为了监视设备的运行情况，以便及时发现和消除设备缺陷，预防事故发生，确保设备安全运行。设备巡检是一种先进的设备维护管理制度，它的指导思想是推行全员和全面质量管理，以“预防维修”来取代“计划维修”。其作用和意义体现在以下几个方面。A)、实行设备巡检制度能使设备隐患和异常及时得到发现和解决，保证设备经常处于良好的技术状态，提高了设备的完好率和利用率。B)、由于每项检查作业都有明确内容和量化的检测评定标准，既保证了每次检查和维护的质量，可使突发性事故的可能性降到最低限度，又减少了事后抢修工作量，有利于提高设备的生产能力，同时也降低设备维修成本。C)、设备巡检工作目标明确、考核具体、管理规范，有利于推行各种经济责任制，提高工作效率，减少专职检修人员。D)、有利于建立完整的设备技术资料档案，便于信息反馈和实现计算机辅助管理，提高设备管理现代化的水平。(3)(2012.01期《华东电力》高压变电站状态检测技术有效性研究)高压变电站的状态检测由于受到设计、施工、运行环境的影响，主要包括离线检测和在线检测2种方法，可分为巡检、例行试验、诊断性试验等，但是现有巡检方式易出现漏检情况，并且难以及时发现事故，在发现事故时可能已经出现重大隐患，严重影响了变电站巡检效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统及方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明通过智能辅助设备及综合模型实时分析，及时发现设备隐患，能够把事故发现并处理在萌芽状态，避免出现重大安全事故的发生，提高设备运行的稳定性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统，包括智能安全帽、云端服务器及智能终端，所述智能安全帽通过专网或者公网与云端服务器相连接，云端服务器通过专网或者公网与智能终端相连接；
其中，所述智能安全帽用于采集待检设备信息，并将待检设备信息传送至云端服务器；所述云端服务器用于接收智能安全帽传送的待检设备信息，并将待检设备信息叠加到实时视频，形成MR视频；所述智能终端用于实时交互云端服务器形成的MR视频，从而显示待检设备静态及动态的监测数据。
进一步地，所述智能安全帽包括安全帽本体，以及设置在安全帽本体上的视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块、RFID识别模块、控制模块、通信模块及电源模块；
电源模块：用于为视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块、RFID识别模块、控制模块及通信模块供电；
视频图像采集模块：用于采集待检设备的视频及图像；
红外热成像模块：用于对待检设备进行发热缺陷的巡视，形成红外热成像视频；
声音采集模块：用于采集待检设备声音信息；
RFID识别模块：用于准确识别待检设备参数信息；
控制模块：用于将视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块及RFID识别模块采集的信息通过通信模块传送至云端服务器。
进一步地，所述通信模块包括4G、5G及Wifi通信。
进一步地，所述智能安全帽还包括设置在安全帽本体上的放大模块、夜视辅助照明模块和GPS定位模块；
放大模块：用于将远距离设备拉近查看；
夜视辅助照明和激光辅助定位模块：用于在夜间巡检时进行照明以及辅助定位待检设备；
GPS定位模块：用于定位工作人员位置。
一种基于MR智能安全帽的变电站巡检方法，包括以下步骤：
步骤一：采用智能安全帽采集待检设备信息，并将待检设备信息传送至云端服务器；
步骤二：云端服务器接收智能安全帽传送的待检设备信息，并将待检设备信息叠加到实时视频，形成MR视频；
步骤三：采用智能终端实时交互云端服务器形成的MR视频，从而显示待检设备静态及动态的监测数据。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的前端智能安全帽通过专网或者公网与云端服务器相连接，通过MR技术，虚拟结合现实，实现前端与后台的双向通讯、实时交互，从而在智能终端上显示其静态与动态的监测数据，由于采用智能安全帽采集待检设备信息，工作人员巡检到的位置均能够通过智能安全帽进行实时采集，在巡检过程中能够避免设备漏检、避免重点区域没有重点巡检，通过智能安全帽及MR实时分析，能够及时发现设备隐患，把事故发现并处理在萌芽状态，避免出现重大安全事故的发生，提高设备运行的稳定性，同时由于采用智能安全帽，非专业人员也能够进行智能化辅助的专业巡检，来监视设备的运行情况，以便及时发现和消除设备缺陷，有效的提高变电站巡检的工作效率，预防事故发生，确保设备安全运行，提高变电站设备的巡检智能化程度。
进一步地，通过设置放大模块，可以在带电设备安全距离外，查看设备细节，将远距离的物体拉到近处看，通过工作人员可以通过查看到前方图像，以便更加了解自己的位置与处境；通过设置GPS定位模块能够实时定位工作人员的具体位置；通过设置夜视辅助照明和激光辅助定位模块，能够在夜间巡视时辅助照明，同时可以采用激光定位设备位置，进而通过智能安全帽对定位位置进行检测，提高效率。
本发明方法通过智能安全帽采集现场信息，实现数据和云端服务器的实时传输，通过MR技术，虚拟结合现实，实现前端与后台的双向通讯、实时交互，从而在智能终端上显示其静态与动态的监测数据，通过本发明方法及时发现设备隐患，能够把事故发现并处理在萌芽状态，避免出现重大安全事故的发生，提高设备运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
本发明属于基于MR智能安全帽的变电站设备的智能巡检，旨在提高变电站的智能化巡检，提高工作人员的巡检工作质量和效率，降低工作风险等问题。智能安全帽包括视频图像采集模块(摄像头)、夜视辅助照明和激光辅助定位模块(激光灯和照明灯)等；云端服务器作为信息交换、存储及数学模型端；智能终端包括PAD、手机、电脑等；参见图1。
1.智能安全帽----作为前端信息采集、存储、分发系统，智能安全帽采用集成化的方法，小型化轻量化的集成了高清视频、激光指示、双向语音、5G/4G宽带通信等；通信系统兼容现有的4G和5G宽带通信系统，实现多网融合通信。
2.云端服务器----作为信息交换、存储及数学模型端，通过智能安全帽采集信息后，利用网络实时传到云端服务器，通过云端服务器把设备的固有信息、运行信息、参数、检修记录以及模型信息叠加到实时视频，形成MR的视频，在智能终端上进行实时交互。
3.智能终端---针对变电站具体设备的MR模型以及模型分析展示系统，前端智能安全帽通过专网或者公网与云端服务器(数学模型，SCADA系统)相连接，通过MR技术，虚拟结合，实现前端与后台的双向通讯、实时交互，从而在智能终端(例如智能手机、PAD等)上显示其静态与动态的监测数据。
本发明利用具有MR功能的智能安全帽采集的实时数据，结合着云端服务器的数学模型，通过实时通信连接，实现变电站设备智能巡检。MR：混合现实，既包括增强现实和增强虚拟，指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。MR＝VR+AR＝真实世界+虚拟世界+数字化信息。
使用时，通过智能安全帽采集信息后，利用网络实时传到云端服务器，通过云端服务器把需要的信息内容叠加到实时视频，形成MR视频，在智能终端上进行实时交互。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述：
一种基于MR智能安全帽的变电站巡检方法，利用具有MR功能的智能安全帽，实现变电站设备的智能化巡检，本发明利用高清视频摄像、RFID\红外热成像等功能技术进行现场环境信息采集，实现数据和云端服务器的实时传输，云端服务器的数学模型按照需求可在客户端呈现出设备的固有信息、运行信息、参数、检修记录以及模型等，辅助变电站设备的智能化巡检，表现在日常巡检和事故状态下的快速故障勘察及相关处理。
本发明的巡检方法基于图1所示的巡检系统：
1、智能安全帽----作为前端信息采集、存储、分发
①视频图像采集功能(视频图像采集模块实现)：高清1080P视频采集与存储功能；
②集成红外热成像功能(红外热成像模块实现)：可对设备进行发热缺陷的巡视；
③声音采集功能(声音采集模块实现)：用于采集待检设备声音信息；
④RFID(RFID识别模块实现)、GPS(GPS定位模块实现)功能:电子识别标签(准确识别设备信息)、GPS定位功能(准确监控出工作人员位置)；
⑤主板(控制模块):控制系统，用于将视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块及RFID识别模块采集的信息通过通信模块传送至云端服务器；
⑥通信模块：4G/5G/WIFI数据传输功能；
⑦带电设备，安全距离外，细节查看功能(放大模块实现)：可十倍放大图像，将远距离的物体拉到近处看，人员本地可以查看到前方图像，以便更加了解自己的位置与处境；
⑧夜视辅助照明与激光辅助定位功能(夜视辅助照明和激光辅助定位模块实现)等。
2、云端服务器----作为信息交换、存储及数学模型端
云端服务器的数学模型按照需求可在客户端呈现出设备的固有信息、运行信息、参数、检修记录以及模型等。
例如(1)固有信息：主变压器出厂的相关信息；
(2)检修记录：通过手动上传的检修记录；
(3)SCADA系统所采集的设备运行信息；
(4)模型:3D结构模型与故障判断模型；
(4-1)3D结构模型:在三维尺度空间内定位虚拟物体；
(4-2)故障判断模型:例如声音/红外/视频等实现综合状态监测。
3、智能终端---针对变电站具体设备的MR模型以及模型分析展示系统
前端智能安全帽通过专网或者公网与云端服务器(数学模型及SCADA系统)相连接，通过MR技术，虚拟结合，实现前端与后台的双向通讯、实时交互，从而在手持智能终端(例如智能手机、PAD等)上显示其静态与动态的监测数据，静态的有图表，数据等；动态的有时间函数、微分方程、传递函数、状态，方程等。
实施例1
主变、开关的重点巡视位置及方法
通过智能安全帽采集信息后，利用网络实时传到云端服务器，通过云端服务器把重点位置的视频叠加到实时视频，形成MR视频，利用网络传到智能终端，智能终端上就可以看到重点位置信息(通过视频的实时追踪，RFID的电子读取来辅助设备定位)。
举例说明：
客户端手持PAD自动跟踪视频监控中心，在手持终端设备上，圈出重点巡视部位，云端服务器的数学模型自动跟踪视频中心并分析工作状态，形成MR视频，利用网络传到客户端PAD，客户端可以调出所示设备的各种图纸、档案等，辅助运行人员完成检修。从而实现了基于MR智能安全帽的变电站设备智能化巡检，达到了智能监测、辅助巡检人员、对设备进行监测的目的。
实施例2
故障状态巡检及方法----主变状态、故障实时判断
通过智能安全帽采集信息后，利用网络实时传到云端服务器，通过云端服务器把主变故障的视频叠加到实时视频，形成MR视频，利用网络传到智能终端，智能终端上就可以看到故障信息。
举例说明：
主变压器是带检修状态，智能安全帽采集的视频、RFID，通过4G传到云端服务器，SCADA系统检测出该主变的运行信息，数学模型分析该主变的工作状态，即正常、不正常、良好等工作状态，通过网络传到客户端，客户端可以清晰的看到该主变的工作状态；如果该主变有故障，手持客户端可以从云端下载该模型分析结果，例如从三维尺度空间内查看虚拟物体内部结构或者听声音查看故障来源，从而实现基于MR智能安全帽的变电站设备的智能巡检。

Claims (5)

1.一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统，其特征在于，包括智能安全帽、云端服务器及智能终端，所述智能安全帽通过专网或者公网与云端服务器相连接，云端服务器通过专网或者公网与智能终端相连接；
其中，所述智能安全帽用于采集待检设备信息，并将待检设备信息传送至云端服务器；所述云端服务器用于接收智能安全帽传送的待检设备信息，并将待检设备信息叠加到实时视频，形成MR视频；所述智能终端用于实时交互云端服务器形成的MR视频，从而显示待检设备静态及动态的监测数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统，其特征在于，所述智能安全帽包括安全帽本体，以及设置在安全帽本体上的视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块、RFID识别模块、控制模块、通信模块及电源模块；
电源模块：用于为视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块、RFID识别模块、控制模块及通信模块供电；
视频图像采集模块：用于采集待检设备的视频及图像；
红外热成像模块：用于对待检设备进行发热缺陷的巡视，形成红外热成像视频；
声音采集模块：用于采集待检设备声音信息；
RFID识别模块：用于准确识别待检设备参数信息；
控制模块：用于将视频图像采集模块、红外热成像模块、声音采集模块及RFID识别模块采集的信息通过通信模块传送至云端服务器。
3.根据权利要求2所述的一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统，其特征在于，所述通信模块包括4G、5G及Wifi通信。
4.根据权利要求2所述的一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统，其特征在于，所述智能安全帽还包括设置在安全帽本体上的放大模块、夜视辅助照明模块和GPS定位模块；
放大模块：用于将远距离设备拉近查看；
夜视辅助照明和激光辅助定位模块：用于在夜间巡检时进行照明以及辅助定位待检设备；
GPS定位模块：用于定位工作人员位置。
5.一种基于MR智能安全帽的变电站巡检方法，采用权利要求1所述的一种基于MR智能安全帽的变电站巡检系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：采用智能安全帽采集待检设备信息，并将待检设备信息传送至云端服务器；
步骤二：云端服务器接收智能安全帽传送的待检设备信息，并将待检设备信息叠加到实时视频，形成MR视频；
步骤三：采用智能终端实时交互云端服务器形成的MR视频，从而显示待检设备静态及动态的监测数据。
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