CN111352423A - 一种基于大数据的信息化远程控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大数据的信息化远程控制装置，涉及电网远程控制领域。包括巡检装置、站内终端和远程终端；其中，每个配电站站点设有一个巡检装置及一个站内终端，每个站内终端控制一个巡检装置，实现巡检装置的多点分布式安装；巡检装置包括主控驱动模块、导航定位制图模块、WiFi通信模块、环境监测模块、电源模块，用于执行巡检任务，站内终端用于控制、存储和通讯，远程终端通过网络连接远程控制各个配电站站点的巡检装置，从而异地远程集中控制及信息交互，对巡检装置进行管理控制，发布指令，得到巡检数据。解决了配电站站点数量多，多站点巡检效率低下的问题，而人工巡检存在着巡检质量不稳定、监测准确率和效率较低、存在监测盲区等问题。
Description
技术领域
本发明涉及电网远程控制领域，特别涉及一种基于大数据的信息化远程控制装置。
背景技术
现在电网配电站站点数量多，且分布范围广，传统的人工巡检不仅存在着巡检质量不稳定、监测准确率和效率较低、存在监测盲区等问题，并且监测信息的反映往往不够及时,容易造成安全隐患；目前常用的环境固定点位监测装置则需要进行大量基础设施铺设，维护成本较高且固定点位监测。在配电站站点配备巡检装置，巡检装置可自动监控站点内设备的运行状态，并得到巡检结果。但是，由于配电站站点数量多，且分布范围广，常规的巡检装置只能得到本站点的巡检数据信息，无法从根本上解决大范围、多站点巡检效率低下的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种基于大数据的信息化远程控制装置，解决了配电站站点数量多，多站点巡检效率低下的问题，而人工巡检存在着巡检质量不稳定、监测准确率和效率较低、存在监测盲区等问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于大数据的信息化远程控制装置，包括巡检装置、站内终端和远程终端；其中，每个配电站站点设有一个巡检装置及一个站内终端，每个站内终端控制一个巡检装置，实现巡检装置的多点分布式安装；巡检装置包括主控驱动模块、导航定位制图模块、WiFi通信模块、环境监测模块、电源模块，用于执行巡检任务，站内终端用于控制、存储和通讯，远程终端通过网络连接远程控制各个配电站站点的巡检装置，从而异地远程集中控制及信息交互，对巡检装置进行管理控制，发布指令，得到巡检数据；
所述导航定位制图模块包括WiFi定位模块、视觉SLAM模块、路径规划模块和避障模块：所述WiFi定位模块通过RSSI测距定位算法获取巡检装置的位置信息，为所述视觉SLAM模块提供初始位置信息；所述视觉SLAM模块根据所述WiFi定位模块提供的初始位置进行巡检装置实时相对位姿的自动标定及更新，实现巡检装置定向定位及局部制图；所述路径规划模块采用基于特征的改进A*路径规划算法对巡检装置的行进路径进行规划；所述避障模块采用超声波传感器实现对移动旅客或固定障碍物进行规避；
所述环境监测模块，用于获取配电站站点的环境监测信息；
所述主控驱动模块通过WiFi通信模块与站内终端进行信息交互，并根据所述路径规划模块规划的行进路径驱动巡检装置以及根据所述避障模块的结果驱动巡检装置进行避障。
进一步的，所述远程终端与电网管理系统、远程专家组设备系统连接，与上层管理控制系统进行信息交互。
进一步的，所述站内终端内设有通信模块，所属通信模块内设有线通信接口、4G通讯组件及站内无线通讯组件，用于控制巡检装置行走及检测、存储和通讯；远程终端接收所述站内终端传送的实时现场图像视频、检测数据进行集中监控。
其中，所述有线通信接口通过光纤或通讯电缆使远程终端通过有线模式连接站内终端；所述4G通讯组件使远程终端通过4G通讯方式远程无线连接站内终端；所述无线通讯组件通过无线模式使智能移动设备直接与站内终端进行连接。
进一步的，所述环境监测模块包括气体传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、声音传感器、能见度传感器、红外传感器，并将多源传感器数据与位置信息同步融合。
其中，针对火灾预警，环境监测模块采用基于Levenberg-Marquardt算法的三层BP前馈型神经网络建立火灾预警模型，神经网络的输入为有毒有害气体、烟雾、温度、能见度，输出为明火概率、阴燃概率和无火概率。
进一步的，还包括设置在巡检装置上的预警模块，所述预警模块包括巡检装置蜂鸣器、警报灯和LED点阵屏。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明一种基于大数据的信息化远程控制装置，其巡检装置各个模块相互配合并协同站内终端，实现了配电站站点环境实时监测、紧急情况预警等的反馈控制等功能。在提升配电站站点安全性的同时，可协助电网的运营管理进行快速高效调整。
2.本发明以巡检装置巡检代替人工巡检，对配电站站点进行针对性环境监测，加强了配电站站点安全保障，大幅度降低巡检人工成本，一站式全面监控管理多个配电站站点。管理人员足不出户即可在后台对多个站点实时监控，并可得到巡检报告，提高了环境监测质量及运维工作效率。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明系统流程图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合图1对本发明作详细说明。
实施例1
一种基于大数据的信息化远程控制装置，如图1所示，包括巡检装置、站内终端和远程终端；其中，每个配电站站点设有一个巡检装置及一个站内终端，每个站内终端控制一个巡检装置，实现巡检装置的多点分布式安装；巡检装置包括主控驱动模块、导航定位制图模块、WiFi通信模块、环境监测模块、电源模块，用于执行巡检任务，站内终端用于控制、存储和通讯，远程终端通过网络连接远程控制各个配电站站点的巡检装置，从而异地远程集中控制及信息交互，对巡检装置进行管理控制，发布指令，得到巡检数据；
所述导航定位制图模块包括WiFi定位模块、视觉SLAM模块、路径规划模块和避障模块：所述WiFi定位模块通过RSSI测距定位算法获取巡检装置的位置信息，为所述视觉SLAM模块提供初始位置信息；所述视觉SLAM模块根据所述WiFi定位模块提供的初始位置进行巡检装置实时相对位姿的自动标定及更新，实现巡检装置定向定位及局部制图；所述路径规划模块采用基于特征的改进A*路径规划算法对巡检装置的行进路径进行规划；所述避障模块采用超声波传感器实现对移动旅客或固定障碍物进行规避；
所述环境监测模块，用于获取配电站站点的环境监测信息；
所述主控驱动模块通过WiFi通信模块与站内终端进行信息交互，并根据所述路径规划模块规划的行进路径驱动巡检装置以及根据所述避障模块的结果驱动巡检装置进行避障。
实施例2
本实施例为实施例1的补充说明。
所述巡检装置的结构设计采用无轨化轮式结构，主要由电机驱动器、电机、减速器、车轮、状态指示灯等组成。外形结构设计以简洁实用、硬朗可靠为基本原则，兼顾重量、稳定性和防护等级要求，设备重心低，有利于巡检装置在地面上稳定运行，为保证在极端环境(如火灾)下正常工作，巡检装置所有部件和元器件均选用宽温度范围的工业级产品。
运动控制中应用PID及PMSM矢量控制算法进行车体控制，可精确控制转速和实现转矩的快速响应；驱动电机采用低磁阻大扭矩驱动电机，系统调速范围宽；四轮独立驱动的底盘可实现巡检装置正常直行和零转弯半径移动，保证避障及路径规划的灵活性，具有环境适应能力强、功耗低等优点。主要监测传感器均设置于巡检装置顶部以保证数据准确性、可靠性。
实施例3
本实施例为实施例1的补充说明。
所述电源模块为所有模块供电，电源模块可由主控单元和多个监测单元组成，监测单元监测电池(如锂电池等)的电压、温度和内阻等参数，并将数据传输到主控单元。主控单元检测电池组的总电压、总电流等参数，可对电池组的充放电进行保护。电源模块还可对电池进行均衡管理，避免由于电池自放电或充放电次数增多导致电池间的参数差异增大，过大的参数差异可影响电池寿命、出现安全隐患，通过保持电池组较好的一致性，可延长电池寿命和降低成本，提高系统可靠性和稳定性。此外，电源模块可提供掉电保护，防止因掉电、死机等导致的数据损失。
实施例4
本实施例为实施例1的补充说明。
所述远程终端与电网管理系统、远程专家组设备系统连接，与上层管理控制系统进行信息交互。
所述站内终端内设有通信模块，所属通信模块内设有线通信接口、4G通讯组件及站内无线通讯组件，用于控制巡检装置行走及检测、存储和通讯；远程终端接收所述站内终端传送的实时现场图像视频、检测数据进行集中监控。
其中，所述有线通信接口通过光纤或通讯电缆使远程终端通过有线模式连接站内终端；所述4G通讯组件使远程终端通过4G通讯方式远程无线连接站内终端；所述无线通讯组件通过无线模式使智能移动设备直接与站内终端进行连接。
实施例5
本实施例为实施例1的补充说明。
所述环境监测模块包括气体传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、声音传感器、能见度传感器、红外传感器，并将多源传感器数据与位置信息同步融合。
所述环境监测模块，用于获取并测量配电站站点环境特征，将环境信息进一步上传到站内终端进行分析，为所述预警模块提供数据基础。所述环境检测模块可同时检测各类指数指标，并通过采集和分析设备进行数据分析和存储，包括：气体传感器，用于测量环境中有毒有害气体(如二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物等)数据；烟雾传感器，用于测量环境中组成烟雾的微小粒子浓度数据；温度传感器，用于测量环境中温度数据；粉尘传感器，用于测量环境中PM2.5、PM10等粉尘颗粒浓度数据；声音传感器，用于测量环境中噪声数据、判断噪声来源(广播/人群)或对电力设备的音频信息进行定向采集。此外，可额外设置：能见度传感器，用于监测环境能见度(能见度<16米为配电站站点火灾情境下人员疏散的危险临界点)；提前发现异常情况，避免故障加重或灾害的发生，利用距离监测单元确定合理的检测范围，避免错误选定太阳等非正常范围内的物体进行测温。综合各传感器的输出，巡检装置即可对当前所处区域的环境状态进行监测，为灾害预警提供数据基础。
实施例6
本实施例为实施例1的补充说明。
还包括设置在巡检装置上的预警模块，所述预警模块包括巡检装置蜂鸣器、警报灯和LED点阵屏。
当配电站站点某处发生火灾等紧急情况时，预警模块接收到由主控模块从站内终端接收的报警信息，进行及时合理的警报。通过蜂鸣器、警报灯和LED点阵屏引导、告知附近群众进行分区疏散、前往避难夹层或避难走道疏散。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：包括巡检装置、站内终端和远程终端；其中，每个配电站站点设有一个巡检装置及一个站内终端，每个站内终端控制一个巡检装置，实现巡检装置的多点分布式安装；巡检装置包括主控驱动模块、导航定位制图模块、WiFi通信模块、环境监测模块、电源模块，用于执行巡检任务，站内终端用于控制、存储和通讯，远程终端通过网络连接远程控制各个配电站站点的巡检装置，从而异地远程集中控制及信息交互，对巡检装置进行管理控制，发布指令，得到巡检数据；
所述导航定位制图模块包括WiFi定位模块、视觉SLAM模块、路径规划模块和避障模块：所述WiFi定位模块通过RSSI测距定位算法获取巡检装置的位置信息，为所述视觉SLAM模块提供初始位置信息；所述视觉SLAM模块根据所述WiFi定位模块提供的初始位置进行巡检装置实时相对位姿的自动标定及更新，实现巡检装置定向定位及局部制图；所述路径规划模块采用基于特征的改进A*路径规划算法对巡检装置的行进路径进行规划；所述避障模块采用超声波传感器实现对移动旅客或固定障碍物进行规避；
所述环境监测模块，用于获取配电站站点的环境监测信息；
所述主控驱动模块通过WiFi通信模块与站内终端进行信息交互，并根据所述路径规划模块所规划的行进路径驱动巡检装置以及根据所述避障模块的结果驱动巡检装置进行避障。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：所述远程终端与电网管理系统、远程专家组设备系统连接，与上层管理控制系统进行信息交互。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：所述站内终端内设有通信模块，所属通信模块内设有线通信接口、4G通讯组件及站内无线通讯组件，用于控制巡检装置行走及检测、存储和通讯；远程终端接收所述站内终端传送的实时现场图像视频、检测数据进行集中监控。
4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：所述有线通信接口通过光纤或通讯电缆使远程终端通过有线模式连接站内终端；所述4G通讯组件可使远程终端通过4G通讯方式远程无线连接站内终端；所述无线通讯组件通过无线模式使智能移动设备直接与站内终端进行连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：所述环境监测模块包括气体传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、声音传感器、能见度传感器、红外传感器，并将多源传感器数据与位置信息同步融合。
6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：针对火灾预警，环境监测模块采用基于Levenberg-Marquardt算法的三层BP前馈型神经网络建立火灾预警模型，神经网络的输入为有毒有害气体、烟雾、温度、能见度，输出为明火概率、阴燃概率和无火概率。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的信息化远程控制装置，其特征在于：还包括设置在巡检装置上的预警模块，所述预警模块包括巡检装置蜂鸣器、警报灯和LED点阵屏。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200630 |