CN112241793A - 设备检修作业的安全措施部署操作引导方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法及系统，该方法包括：接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；以设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在系统图模库中生成检修作业孤岛区域；将检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；将设备列表所包含的设备与三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；在实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。本发明能提升设备检修作业过程中的操作效率和安全性。

Description

设备检修作业的安全措施部署操作引导方法及系统
技术领域
本发明涉及电力装置领域，尤其涉及一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法及系统。
背景技术
在电力装置中，传统的设备检修操作时，必须开工作票和操作票。而开票时，都是以手工输入文字的方式处理，然后按规定的表格的形式打印输出。整个开票操作时，完全依靠人工判断工作票的安全措施，存在工作票安全措施的准确性不完备，以及设备操作顺序的安全性无法保障，且工作强度大，工作效率低。无实景化的作业任务过程仿真培训与演练，到现场实际作业时，又没有作业过程引导，存在不熟悉作业现场环境、设备和作业任务过程的安全隐患，很易就发生误操作设备和走错设备区域，进而出现设备和人员伤害事故。
随着社会经济的发展，电力装置的规模在不断的扩大，装置的复杂度在不断的增加，设备检修操作作业时，操作前的仿真培训与演练，操作过程中的引领非常关键。因此，亟待提供一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法以及系统,以引导设备检修作业，进而提升设备检修作业过程中的操作效率和安全性。
发明内容
本发明旨在提供一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法以及系统，以提高设备检修作业过程中的操作效率和安全性。
根据本发明的第一方面，一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法，包括：接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；
以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域；
将所述检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再按照设备类型去匹配关联预设的安全措施术语模板，从而生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；
依照预设的设备的防误逻辑规则，根据所述系统图模库以及所述工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；
将所述设备列表所包含的设备与预先构建的三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。
优选地，在所述按照操作路线引导设备检修作业的步骤之前还包括：
根据所述设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中，基于预设的设备的防误逻辑规则判断结果，进行操作仿真和模拟预演。
优选地，在所述进行操作仿真和模拟预演的步骤之后还包括：
修改所述设备操作序列或者设备检修对象的设备状态，在实景化的三维模型虚拟环境中仿真模拟事故演练。
优选地，根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作包括：
根据所述设备操作序列，在作业移动终端设备上的三维模型和图模库中显示设备检修作业操作内容和设备检修对象的设备状态，在当前操作完成时，按照操作路线进行指引，在三维环境中引导下一步操作地点继续设备操作，直到完成全部设备检修作业的安全措施部署操作。
优选地，以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域，包括：
在所述系统图模库中，以所述设备检修对象为原点，沿着与所述设备检修对象相连的所有支路向外搜索，直到找到各支路的物理断开点为止，生成以所述设备检修对象为中心，以各支路的物理断开点为边界的检修作业孤岛区域。
优选地，在所述生成所述设备列表对应的工作票的安全措施术语之后包括：
在所述实景化三维模型虚拟环境中显示工作票的安全措施状态，确认所述工作票的安全措施的准确性和完备性。
优选地，所述设备检修作业任务信息还包括：设备检修作业地点、作业人员和作业时间。
优选地，所述的设备检修作业的安全措施部署操作引导方法还包括：
自动生成所述检修作业孤岛区域的虚拟电子围栏，根据所述设备检修对象，在三维模型中自动标定作业任务的空间范围，在三维模型上显示。
根据本发明的第二方面，一种设备检修作业的安全措施部署操作引导系统，包括：输入单元，用于接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；
处理单元，用于以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域；将所述检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再按照设备类型去匹配关联预设的安全措施术语模板，从而生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；依照预设的设备的防误逻辑规则，根据所述图模库以及所述工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；
输出单元，用于将所述设备列表所包含的设备与预先构建的三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。
优选地，所述处理单元还用于：根据所述设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中，基于预设的设备的防误逻辑规则判断结果，进行操作仿真和模拟预演。
优选地，所述处理单元还用于：修改所述设备操作序列或者设备检修对象的设备状态，在实景化的三维模型虚拟环境中仿真模拟事故演练。
本发明提出的一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法及系统，以设备检修作业任务为基础，自动生成工作票安全措施术语和操作票的设备操作序列，按照操作票的设备操作序列，以实景图形化的方式引导作业人员进行正确的操作作业，提升设备检修作业过程中的操作效率和安全性。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法的实施例的流程图；
图2为本发明另一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法的实施例的流程图；
图3为图2所示方法确定的检修作业孤岛区域示意图；
图4为本发明一种设备检修作业的安全措施部署操作引导系统的实施例的结构框图；
图5为图4所示系统实施例的功能原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法，包括：
步骤101：接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；
步骤102：以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域；
优选地，可以根据基于CIM(Common Information Model,CIM,通用信息模型)模型的图模库，以所述设备检修对象为原点，沿着与所述设备检修对象相连的所有支路向外搜索，找到各支路的物理断开点为止，在所述图模库上生成以所述设备检修对象为中心，以各支路的物理断开点为边界的检修作业孤岛区域，物理断开点为隔离刀闸、盲板等设备；
步骤103：将所述检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再按照设备类型去匹配关联预设的安全措施术语模板，从而生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；
步骤104：依照预设的设备的防误逻辑规则，根据所述系统图模库以及所述工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；
步骤105：将所述设备列表所包含的设备与预先构建的三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。
本发明设备检修作业的安全措施部署操作引导方法以设备检修作业任务为基础，自动生成工作票安全措施术语和操作票的设备操作序列，按照操作票的设备操作序列，以实景图形化的方式引导作业人员进行正确的操作作业，提升设备检修作业过程中的操作效率和安全性。
如图2所示，本发明提供一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法，其为图1所示方法实施例的优选实施方式，图1所示实施例的解释说明可以应用于本实施例，本实施例的设备检修作业的安全措施部署操作引导方法包括：
第一步：启动检修作业任务；
第二步：确认检修作业任务的内容(检修的设备)、地点、作业人员和作业时间。
第三步(对应上述步骤102的优选方式)：根据作业任务的信息，推理自动生成工作票的安全措施。具体包括：
⑴根据装置的图模库(CIM模型)，以检修作业的设备为原点，沿着与检修作业设备相连的所有支路向外搜索，找到该支路的物理断开点为止，其它支路也以此类推，这样就在装置图模库上生成了以检修设备为中心，以物理断开点为边界的与外界没有任何联系的孤岛，物理断开点为隔离刀闸、盲板等设备。该孤岛能防止安全措施停电区域扩大化，并快速定位该区域的所有设备，同时生成其设备列表。其理论依据GB26860《电力安全工作规程》(发电厂和变电站电气部分)，具体如图3所示。
⑵、根据上一步生成的检修作业孤岛区域内的设备列表，按照设备类型定义安全措施的术语模板，生成设备列表生成工作票的安全措施术语，如：断路器类设备生成“应断开XXX开关，并切断其控制电源”、隔离刀闸类设备生成“应拉开XXX隔离刀闸，在操作把手上挂〝有人工作，禁止合闸！〞标识牌”等等。检修作业设备孤岛内的其它类型设备依此类推，自动生成相应的工作票的安全措施术语。
⑶、以装置的图模库(CIM模型)为基础，通过设备的KKS码与三维模型和设备状态实时库相关联，在三维模型中实景化的显示工作票安全措施状态，通过图模库(CIM模型)和三维实景中确认安全的措施准确性和完备性。根据作业任务中的检修设备自动推导生成工作票的安全措施，根据工作票的安全措施自动生成操作票的操作序列，保证了安全措施的准确性和完备性，灵活性更强，业务流程更完整，工作效率更高，劳动强度更低。
⑷、自动生成检修区域的虚拟电子围栏，根据作业任务的作业地点和作业任务中的设备，在三维模型中自动标定作业任务的空间范围，在三维模型上明显方式显示(变色、阴影、高亮度等，也不局限与此)。
本优选步骤以设备检修作业任务为基础，在实景化的三维虚拟环境中，结合装置的图模库(CIM模型)，通过设备的电厂标识系统(Identification System for PowerStation，KKS)码三维模型和设备状态实时库相关联，实现作业任务操作的仿真、培训和事故演练。
第四步：根据工作票的安全措施自动生成操作票设备操作序列。具体包括:
⑴、依照设备的防误逻辑规则，以图模库(CIM模型)为基础，结合工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列，并保证操作票操作序列的准确性和完备性。具体地，拓扑分析方法是指：基于CIM图模库，采用节点法将其划分为多个支路链接图，以节点和支路链矩阵描述其拓扑结构，应用邻接矩阵标记法与深度优先搜索原则结合拓扑网络的电气岛连通性分析。
⑵、按照设备操作序列，通过设备的KKS码与三维模型和设备状态实时库相关联，在实景化的三维模型中，基于防误逻辑判断的操作仿真和模拟预演。
⑶、以操作序列为基础，修改操作序列或者设备状态等，在实景化的三维模型虚拟环境中仿真模拟事故演练和培训。
⑷、以操作序列为基础，按照操作序列的步骤内容，以第一人称的视角，在实景化的三维模型虚拟环境中，按照操作路线进行引导设备操作。
⑸、以操作序列为基础，在实际操作作业时，在移动终端设备上的三维模型和图模库实时中显示操作内容和设备状态，当操作完成时，按照操作路线进行指引，在三维环境中引导操作人员到下一步操作地点完成设备的正确操作。如此循环，直到操作结束。
本发明设备检修作业的安全措施部署操作引导方法,针对设备检修作业任务，在三维虚拟环境中，结合装置的图模库(CIM模型)，通过设备的KKS码与设备状态实时库相关联，在虚拟的现实环境中，实现设备检修作业的实景化仿真、培训、事故演练和图形实景化的作业引导。实现作业实景化的作业操作体验，提升作业前操作演练的真实性、作业过程中的操作效率和安全性。
如图4所示，本发明还提供一种设备检修作业的安全措施部署操作引导系统，其为图1及图3所示方法实施例的对应的装置实施例，图1-图3所示实施例的解释说明可以应用于本实施例，该设备检修作业的安全措施部署操作引导系统包括：
输入单元401，用于接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；
处理单元402，用于以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域；将所述检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再按照设备类型去匹配关联预设的安全措施术语模板，从而生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；依照预设的设备的防误逻辑规则，根据所述图模库以及所述工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；
输出单元403，用于将所述设备列表所包含的设备与预先构建的三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。
优选地，所述处理单元402还用于：根据所述设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中，基于预设的设备的防误逻辑规则判断结果，进行操作仿真和模拟预演。
优选地，所述处理单元402还用于：修改所述设备操作序列或者设备检修对象的设备状态，在实景化的三维模型虚拟环境中仿真模拟事故演练.
现结合图5简单说明本实施例的工作过程：对于输入单元401(即输入部件)，由设备检修作业任务构成，在界面输入设备检修作业内容、地点、作业人员和作业时间信息，为处理部件提供信息。对于处理单元402(即处理部件)，由三维模型、设备状态实时库、装置图模库和设备操作引导方法构成，接收输入部件的信息，负责装置的业务和数据信息的计算处理，发送结果到输出处理部件。对于输出单元403(即输出部件)，由操作前演练和实际操作导引构成，接收处理部件的结果，展示结果的模型和信息，引导作业的演练或者实操。
本实施例通过应用三维模型、设备的状态实时库、装置图模库与设备检修作业任务关联，自动推导出工作票的安全措施，保证工作票安全措施的准确性和完备性，确保操作票设备操作序列的正确性。在设备检修作业操作时的三维实景化的图形引导方法，实现操作前的仿真、培训与演练，以及操作过程中的作业引领，达到实景化的操作体验。提升操作前演练的真实性、操作过程中的操作效率和安全性。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种设备检修作业的安全措施部署操作引导方法，其特征在于，包括：
接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；
以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域；
将所述检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再按照设备类型去匹配关联预设的安全措施术语模板，从而生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；
依照预设的设备的防误逻辑规则，根据所述系统图模库以及所述工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；
将所述设备列表所包含的设备与预先构建的三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。
2.如权利要求1所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作之前还包括：
根据所述设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中，基于预设的设备的防误逻辑规则判断结果，进行操作仿真和模拟预演。
3.如权利要求2所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：在所述进行操作仿真和模拟预演的步骤之后还包括：
修改所述设备操作序列或者设备检修对象的设备状态，在实景化的三维模型虚拟环境中仿真模拟事故演练。
4.如权利要求1所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作，包括：
根据所述设备操作序列，在作业移动终端设备上的三维模型和图模库中显示设备检修作业操作内容和设备检修对象的设备状态，在当前操作完成时，按照操作路线进行指引，在三维环境中引导下一步操作地点继续设备操作，直到完成全部设备检修作业的安全措施部署操作。
5.如权利要求1所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域，包括：
在所述系统图模库中，以所述设备检修对象为原点，沿着与所述设备检修对象相连的所有支路向外搜索，直到找到各支路的物理断开点为止，生成以所述设备检修对象为中心，以各支路的物理断开点为边界的检修作业孤岛区域。
6.如权利要求1-5中任一项所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：在所述生成所述设备列表对应的工作票的安全措施术语之后包括：
在所述实景化三维模型虚拟环境中显示工作票的安全措施状态，确认所述工作票的安全措施的准确性和完备性。
7.如权利要求6所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：所述设备检修作业任务信息还包括：设备检修作业地点、作业人员和作业时间。
8.如权利要求7所述的安全措施部署操作引导方法，其特征在于：还包括：
自动生成所述检修作业孤岛区域的虚拟电子围栏，根据所述设备检修对象，在三维模型中自动标定作业任务的空间范围，在三维模型上显示。
9.一种设备检修作业的安全措施部署操作引导系统，其特征在于，包括：
输入单元，用于接收包括设备检修对象的设备检修作业任务信息；
处理单元，用于以所述设备检修对象为原点在预先构建的系统图模库中进行支路搜索，以在所述系统图模库中生成检修作业孤岛区域；将所述检修作业孤岛区域内的所有设备根据设备类型划分为不同设备类型的设备列表，再按照设备类型去匹配关联预设的安全措施术语模板，从而生成各设备列表对应的工作票的安全措施术语；依照预设的设备的防误逻辑规则，根据所述图模库以及所述工作票的安全措施术语，采用拓扑分析方法自动生成操作票的设备操作序列；
输出单元，用于将所述设备列表所包含的设备与预先构建的三维模型及设备状态实时库进行关联，形成与当前检修作业任务对应的实景化三维模型虚拟环境；根据所述操作票的设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中引导设备检修作业的安全措施部署操作。
10.如权利要求9所述的安全措施部署操作引导系统，其特征在于：所述处理单元还用于：根据所述设备操作序列，在所述实景化三维模型虚拟环境中，基于预设的设备的防误逻辑规则判断结果，进行操作仿真和模拟预演。
11.如权利要求10所述的安全措施部署操作引导系统，其特征在于：所述处理单元还用于：修改所述设备操作序列或者设备检修对象的设备状态，在实景化的三维模型虚拟环境中仿真模拟事故演练。
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