CN111882077A - 一种用于变电站的布防空间的建立方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于变电站的布防空间的建立方法及系统。该建立方法包括：获取位于所述变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离；根据所述第一安全距离或所述第二安全距离，在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域；根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的所述停电作业现场的图像，识别所述二维布防区域上方的带电体，其中，所述第一摄像头和所述第二摄像头设置在所述停电作业现场；根据所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的所述带电体的图像，计算所述带电体的三维坐标；连接所述带电体的三维坐标和所述二维布防区域，形成布防空间。本发明可实现对检修及施工区域进行安全布防。

Description

一种用于变电站的布防空间的建立方法及系统
技术领域
本发明涉及变电站检修技术领域，尤其涉及一种用于变电站的布防空间的建立方法及系统。
背景技术
预防是安全生产第一道防线，其也是守住安全生产底线的最直接有效的方法。电力行业的高风险与其运行检修方式有着极为重要的关系，电力系统设备检修采用轮停方式开展，即仅检修设备停电，其周边设备均为带电设备，这就要求作业人员必须时刻保持与带电设备足够的安全距离，才能保证人员安全作业。因此，在设备定检预试和间隔改扩建过程中，停电检修设备邻近带电设备成为危及作业人员最大的危险源。此问题造成现场检修工作存在极大安全隐患。
传统安全布防措施采用遮拦、标示牌等安全器具布防，只具有地面隔离及警示作业，无法隔离高空带电设备。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于变电站的布防空间的建立方法及系统，以解决现有技术的安全布防措施无法隔离高空带电设备的问题。
第一方面，提供一种用于变电站的布防空间的建立方法，包括：
获取位于所述变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离；
根据所述第一安全距离或所述第二安全距离，在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域；
根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的所述停电作业现场的图像，识别所述二维布防区域上方的带电体，其中，所述第一摄像头和所述第二摄像头设置在所述停电作业现场；
根据所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的所述带电体的图像，计算所述带电体的三维坐标；
连接所述带电体的三维坐标和所述二维布防区域，形成布防空间；
其中，所述停电检修设备在每一方向的第一安全距离由在每一方向与所述停电检修设备相邻的带电设备的电压等级确定，所述第一安全距离以所述相邻的带电设备为起点且沿所在方向延伸，所述停电检修设备在每一方向的第二安全距离为工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离，所述第二安全距离以所述停电检修设备为起点且沿所在方向延伸。
第二方面，提供一种用于变电站的布防空间的建立系统，包括：
获取模块，用于获取位于所述变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离；
生成模块，用于根据所述第一安全距离或所述第二安全距离，在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域；
识别模块，用于根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的所述停电作业现场的图像，识别所述二维布防区域上方的带电体，其中，所述第一摄像头和所述第二摄像头设置在所述停电作业现场；
计算模块，用于根据所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的所述带电体的图像，计算所述带电体的三维坐标；
形成模块，用于连接所述带电体的三维坐标和所述二维布防区域，形成布防空间；
其中，所述停电检修设备在每一方向的第一安全距离由在每一方向与所述停电检修设备相邻的带电设备的电压等级确定，所述第一安全距离以所述相邻的带电设备为起点且沿所在方向延伸，所述停电检修设备在每一方向的第二安全距离为工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离，所述第二安全距离以所述停电检修设备为起点且沿所在方向延伸。
这样，本发明实施例，通过建立三维布防空间可实现对检修及施工区域进行安全布防，从而可对变电站检修、施工工作期间的防触电事件进行监控，保证检修维护等施工过程安全，消除安全施工隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的用于变电站的布防空间的建立方法的流程图；
图2是本发明实施例的二维布防区域的示意图；
图3是本发明实施例的用于变电站的布防空间的建立系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开一种用于变电站的布防空间的建立方法。如图1所示，该建立方法包括如下的步骤：
步骤S101：获取位于变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离。
具体的，可通过变电站一次设备接线图确定第一安全距离和第二安全距离。其中，停电检修设备在每一方向的第一安全距离由在每一方向与停电检修设备相邻的带电设备的电压等级确定，具体可通过查阅相关标准得到。停电检修设备在每一方向的第二安全距离为工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离，具体可通过查阅相关标准得到。第一安全距离以相邻的带电设备为起点且沿所在方向延伸。第二安全距离以停电检修设备为起点且沿所在方向延伸。方向包括东南西北四个正方向。对于停电作业现场范围内最外围的停电检修设备，其方向只需要选择好像停电作业现场范围外的方向即可。
例如，以图2为示意，停电作业现场范围内有停电检修设备1、停电检修设备2、停电检修设备3和停电检修设备4。停电作业现场范围外有带电设备5、带电设备6、带电设备7和带电设备8。以停电检修设备1为例，其位于停电作业现场范围内最外围，在其正西方向上有相邻的带电设备5，则根据带电设备5的电压等级可以确定第一安全距离D1，根据工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离可以确定在正西方向上的第二安全距离D2。应当理解的是，一般情况下，第一安全距离D1和第二安全距离D2正好相接。某些情况下，第一安全距离D1和第二安全距离D2中间隔有距离。
步骤S102：根据第一安全距离或第二安全距离，在停电作业现场的地面生成二维布防区域。
具体的，该步骤包括如下的过程：
(1)若停电检修设备在一方向有相邻的带电设备，则以对应的第一安全距离的终点作为该方向的备选边界点。
例如，图2中，停电检修设备1在其西方有相邻的带电设备5，则以第一安全距离D1的终点为备选边界点。
(2)若停电检修设备在一方向没有相邻的带电设备，则以对应的第二安全距离的终点作为该方向的备选边界点。
例如，图2中，停电检修设备1在其南方没有相邻的带电设备，则以第二安全距离D2的终点为备选边界点。
(3)比较该方向的所有备选边界点的位置，确定该方向上最远离停电作业现场的备选边界点为选定边界点。
例如，图2中，西方方向上的备选边界点包括第一安全距离D1的终点和第一安全距离D3。第一安全距离D1的终点最远离停电作业现场，因此，确定第一安全D1的终点为选定边界点，以便提供较大的安全活动范围，便于进行操作。
(4)在每一方向上设置垂直于该方向且通过该方向的选定边界点的边界线。
例如，图2中分别示出四个方向上的边界线B1、边界线B2、边界线B3和边界线B4。
(5)设置停电作业现场范围外的四个方向上的边界线围成的区域为二维布防区域。
例如，图2中边界线B1、边界线B2、边界线B3和边界线B4围成的四边形即为二维布防区域。
优选的，步骤S102之后，为进一步优化二维布防区域，可以进行下述步骤：
若二维布防区域内具有围栏，则调整二维布防区域，使二维布防区域位于围栏内。
围栏一般是停电作业现场设置的用于确定停电作业现场范围的设施。应当理解的是，围栏并不是必须的，停电作业现场可以设置，也可以不设置。当设置有围栏时，应使二维布防区域位于围栏内，确保每一个二维布防区域均能可靠、安全的成为立体布防空间的一部分。
步骤S103：根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的停电作业现场的图像，识别二维布防区域上方的带电体。
第一摄像头和第二摄像头设置在停电作业现场。第一摄像头和第二摄像头可采用高清智能球形摄像头。应当理解的是，第一摄像头和第二摄像头可分别设置在停电作业现场范围的相对的两侧，应保证第一摄像头和第二摄像头的拍摄范围均可覆盖整个停电作业现场范围，包括地面和空中(即二维布防区域上方)。通过采集的图像，可基于带电体的种类识别出带电体。
步骤S104：根据第一摄像头和第二摄像头拍摄的带电体的图像，计算带电体的三维坐标。
该步骤具体包括如下的过程：
(1)采用第一摄像头和第二摄像头拍摄同一带电体的图像。
(2)根据带电体的图像，采用双目立体视觉定位的三维坐标提取方法计算带电体的三维坐标。
具体的，可将该带电体等效为一个点，也可以根据带电体的图像标定带电体的空间特征点(例如最左、最右、最上和最下四个点)，从而计算等效点或者特征点的三维坐标。该计算方法可采用《双目立体视觉定位的三维坐标提取与分析》(邱会贵，陈新，闽江学院学报，2013年3月，第34卷，第2期)中公开的方法。
步骤S105：连接带电体的三维坐标和二维布防区域，形成布防空间。
具体的，该步骤包括如下的过程：
(1)根据带电体的三维坐标，确定最低的带电体。
当带电体有多个时，可根据三维坐标中的竖坐标确定最低的带电体。
(2)获取紧邻最低的带电体且位于最低的带电体的下方的水平面。
具体的，可根据最低的带电体的三维坐标中的竖坐标确定水平面的高度。
(3)连接二维布防区域和水平面，形成布防空间。
具体的，可通过竖直线连接二维布防区域的边界线和水平面，得到三维的布防空间。
该三维布防空间可通过围栏、空中拉线等方式进行警戒。
此外，建立三维布防空间后，还可以通过数字化监控进行警示。例如，该警示的方式如下：
(1)采用第一摄像头和第二摄像头拍摄布防空间内的实时视频。
(2)当监测到实时视频中的工作人员与布防空间的边界之间的距离小于预设阈值时，则发出警报。
综上，本发明实施例的用于变电站的布防空间的建立方法，通过建立三维布防空间可实现对检修及施工区域进行安全布防，从而可对变电站检修、施工工作期间的防触电事件进行监控，保证检修维护等施工过程安全，消除安全施工隐患。
本发明实施例还公开了一种用于变电站的布防空间的建立系统。如图3所示，该建立系统包括如下的模块：
获取模块301，用于获取位于变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离。
生成模块302，用于根据第一安全距离或第二安全距离，在停电作业现场的地面生成二维布防区域。
识别模块303，用于根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的停电作业现场的图像，识别二维布防区域上方的带电体。
其中，第一摄像头和第二摄像头设置在停电作业现场。
计算模块304，用于根据第一摄像头和第二摄像头拍摄的带电体的图像，计算带电体的三维坐标。
形成模块305，用于连接带电体的三维坐标和二维布防区域，形成布防空间。
其中，停电检修设备在每一方向的第一安全距离由在每一方向与停电检修设备相邻的带电设备的电压等级确定，第一安全距离以相邻的带电设备为起点且沿所在方向延伸，停电检修设备在每一方向的第二安全距离为工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离，第二安全距离以停电检修设备为起点且沿所在方向延伸。
生成模块302包括：
第一备选子模块，用于若停电检修设备在一方向有相邻的带电设备，则以对应的第一安全距离的终点作为该方向的备选边界点。
第二备选子模块，用于若停电检修设备在一方向没有相邻的带电设备，则以对应的第二安全距离的终点作为该方向的备选边界点。
第一确定子模块，用于比较该方向的所有备选边界点的位置，确定该方向上最远离停电作业现场的备选边界点为选定边界点。
第一设置子模块，用于在每一方向上设置垂直于该方向且通过该方向的选定边界点的边界线。
第二设置子模块，用于设置停电作业现场范围外的四个方向上的边界线围成的区域为二维布防区域。
计算模块304包括：
拍摄子模块，用于采用第一摄像头和第二摄像头拍摄同一带电体的图像。
计算子模块，用于根据带电体的图像，采用双目立体视觉定位的三维坐标提取方法计算带电体的三维坐标。
形成模块305包括：
第二确定子模块，用于根据带电体的三维坐标，确定最低的带电体。
获取子模块，用于获取紧邻最低的带电体且位于最低的带电体的下方的水平面。
连接子模块，用于连接二维布防区域和水平面，形成布防空间。
该建立系统还包括：
调整模块，用于在停电作业现场的地面生成二维布防区域的步骤之后，若二维布防区域内具有围栏，则调整二维布防区域，使二维布防区域位于围栏内。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
综上，本发明实施例的用于变电站的布防空间的建立系统，通过建立三维布防空间可实现对检修及施工区域进行安全布防，从而可对变电站检修、施工工作期间的防触电事件进行监控，保证检修维护等施工过程安全，消除安全施工隐患。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于变电站的布防空间的建立方法，其特征在于，包括：
获取位于所述变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离；
根据所述第一安全距离或所述第二安全距离，在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域；
根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的所述停电作业现场的图像，识别所述二维布防区域上方的带电体，其中，所述第一摄像头和所述第二摄像头设置在所述停电作业现场；
根据所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的所述带电体的图像，计算所述带电体的三维坐标；
连接所述带电体的三维坐标和所述二维布防区域，形成布防空间；
其中，所述停电检修设备在每一方向的第一安全距离由在每一方向与所述停电检修设备相邻的带电设备的电压等级确定，所述第一安全距离以所述相邻的带电设备为起点且沿所在方向延伸，所述停电检修设备在每一方向的第二安全距离为工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离，所述第二安全距离以所述停电检修设备为起点且沿所在方向延伸。
2.根据权利要求1所述的用于变电站的布防空间的建立方法，其特征在于，所述在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域的步骤，包括：
若所述停电检修设备在一方向有相邻的带电设备，则以对应的所述第一安全距离的终点作为该方向的备选边界点；
若所述停电检修设备在一方向没有相邻的带电设备，则以对应的所述第二安全距离的终点作为该方向的备选边界点；
比较该方向的所有所述备选边界点的位置，确定该方向上最远离停电作业现场的备选边界点为选定边界点；
在每一方向上设置垂直于该方向且通过该方向的所述选定边界点的边界线；
设置所述停电作业现场范围外的四个方向上的边界线围成的区域为所述二维布防区域。
3.根据权利要求1所述的用于变电站的布防空间的建立方法，其特征在于，所述计算所述带电体的空间坐标的步骤，包括：
采用所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄同一所述带电体的图像；
根据所述带电体的图像，采用双目立体视觉定位的三维坐标提取方法计算所述带电体的三维坐标。
4.根据权利要求1所述的用于变电站的布防空间的建立方法，其特征在于，所述形成布防空间的步骤，包括：
根据所述带电体的三维坐标，确定最低的带电体；
获取紧邻最低的带电体且位于最低的带电体的下方的水平面；
连接所述二维布防区域和所述水平面，形成布防空间。
5.根据权利要求1所述的用于变电站的布防空间的建立方法，其特征在于，所述在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域的步骤之后，所述方法还包括：
若所述二维布防区域内具有围栏，则调整所述二维布防区域，使所述二维布防区域位于所述围栏内。
6.一种用于变电站的布防空间的建立系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取位于所述变电站的停电作业现场范围内最外围的每一停电检修设备在每一方向的第一安全距离和第二安全距离；
生成模块，用于根据所述第一安全距离或所述第二安全距离，在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域；
识别模块，用于根据第一摄像头和/或第二摄像头采集的所述停电作业现场的图像，识别所述二维布防区域上方的带电体，其中，所述第一摄像头和所述第二摄像头设置在所述停电作业现场；
计算模块，用于根据所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的所述带电体的图像，计算所述带电体的三维坐标；
形成模块，用于连接所述带电体的三维坐标和所述二维布防区域，形成布防空间；
其中，所述停电检修设备在每一方向的第一安全距离由在每一方向与所述停电检修设备相邻的带电设备的电压等级确定，所述第一安全距离以所述相邻的带电设备为起点且沿所在方向延伸，所述停电检修设备在每一方向的第二安全距离为工作人员工作中正常活动范围与设备带电部分的安全距离，所述第二安全距离以所述停电检修设备为起点且沿所在方向延伸。
7.根据权利要求6所述的用于变电站的布防空间的建立系统，其特征在于，所述生成模块包括：
第一备选子模块，用于若所述停电检修设备在一方向有相邻的带电设备，则以对应的所述第一安全距离的终点作为该方向的备选边界点；
第二备选子模块，用于若所述停电检修设备在一方向没有相邻的带电设备，则以对应的所述第二安全距离的终点作为该方向的备选边界点；
第一确定子模块，用于比较该方向的所有所述备选边界点的位置，确定该方向上最远离停电作业现场的备选边界点为选定边界点；
第一设置子模块，用于在每一方向上设置垂直于该方向且通过该方向的所述选定边界点的边界线；
第二设置子模块，用于设置所述停电作业现场范围外的四个方向上的边界线围成的区域为所述二维布防区域。
8.根据权利要求6所述的用于变电站的布防空间的建立系统，其特征在于，所述计算模块包括：
拍摄子模块，用于采用所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄同一所述带电体的图像；
计算子模块，用于根据所述带电体的图像，采用双目立体视觉定位的三维坐标提取方法计算所述带电体的三维坐标。
9.根据权利要求6所述的用于变电站的布防空间的建立系统，其特征在于，所述形成模块包括：
第二确定子模块，用于根据所述带电体的三维坐标，确定最低的带电体；
获取子模块，用于获取紧邻最低的带电体且位于最低的带电体的下方的水平面；
连接子模块，用于连接所述二维布防区域和所述水平面，形成布防空间。
10.根据权利要求6所述的用于变电站的布防空间的建立系统，其特征在于，还包括：
调整模块，用于所述在所述停电作业现场的地面生成二维布防区域的步骤之后，若所述二维布防区域内具有围栏，则调整所述二维布防区域，使所述二维布防区域位于所述围栏内。
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