CN112258762A - 一种高压场地作业空间智能监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压场地作业空间智能监控系统，包括静态警示面入侵检测装置、安全距离检测装置、通信模块和网关，其中：所述静态警示面入侵检测装置设置有多个，每组摄像头组设置在作业空间的不同区域，每组安装在地面呈仰角设置，每组摄像头组对应监控一个监视区域，所述监视区域为一个竖直警示平面，多个警示平面相互配合构成监控电子围栏；所述安全距离检测装置安装在吊车的吊臂上；所述摄像头与安全距离检测装置采集的信号通过通信模块上传到网关。本发明在吊臂上安装安全距离检测装置，当监测到障碍物的距离小于安全距离时发出报警；同时，通过摄像头构成监控电子围栏，一旦有吊臂或者其他人员闯入已经布防的监控电子围栏，系统将检测到并产生告警。

Description

一种高压场地作业空间智能监控系统
技术领域
本发明涉及智能监控领域，具体涉及一种高压场地作业空间智能监控系统。
背景技术
在运行的电力系统高压场地开展扩建、改造及检修施工是安全风险较高的，一般变电站电气设备拓扑结构比较复杂，空间布置比较紧凑，周围都是(10kV∽1000kV)高电压运行设备，尤其吊车或高空作业车等大型机械在这种环境下施工安全风险是相当高的。虽然电力系统运行管理单位和施工单位高度重视吊车或高空作业车等大型机械在高压场地施工的安全风险管控，已经采取最严格管理和技术手段，但是大型机械在高压场地施工过程造成临近放电和碰坏设备事故仍然累禁不止，有些事故甚至造成大面积停电。比如不久前某变电站正在施工的吊车吊臂移动时靠近正在运行的220kV母线，安全距离不足造成该母线对地放电，引发几个220kV、110kV变电站同时失压，对该区域供电造成重大不良影响。目前，现场对吊车或高空作业车等大型机械在高压场地施工的安全风险管控主要采取加强工作审批、现场人员监护和远程视频监控等手段，主要是管理手段，也取得较好效果，这类安全事故发生频次被抑制，但是这种靠人力的管理方法毕竟不是彻底解决问题的方法，并且受执行人员的状态影响较大。由此可见，采取更先进的技术手段和方案以确保吊车或高空作业车等大型机械在高压场地施工安全性是非常紧要的。
在高压场地，电场强度和距离有关系，并且间隙击穿放电必须达到该特定条件下的临界场强才会发生，最先的检测方法选取的场强检测方法进行安全距离防控，但是场强与距离不是固定对应关系，更不是线性关系。因为场地电压源的布置是千奇百怪的，并且有各种谐波，各个地方的场强与距离的关系都不一样，比较会受运行方式和气候条件影响而变化，击穿场强也不一样，干扰因素太多，所有没法通过检测场强方法解决问题。
因此也有人采用红外测距方法，但是红外测距光点反射检测范围太小，并且会受阳光影响，即使用红外对射方法形成四周围栏，也有对准和干扰问题。
因此需要对现有高压场地作业空间监控进行进一步地改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的提供一种干扰因素小，监控精准的压场地作业空间智能监控系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，包括带有越界检测功能的静态警示面入侵检测装置、安全距离检测装置、通信模块、网关、后台服务器管理系统和小程序客户端和户外逆变电源装置，其中：
所述静态警示面入侵检测装置用于特定区域进行监控，当监测到所属区域有入侵行为则发出报警信号并通过通信模块发送到网关；
所述静态警示面入侵检测装置设置有多组摄像头组，每组摄像头组设置在作业空间的不同区域，每组安装在地面呈仰角设置，每组摄像头组对应监控一个监视区域，所述监视区域为一个竖直警示平面，多个警示平面相互配合构成监控围栏；
所述安全距离检测装置安装在吊车的吊臂上，所述安全距离检测装置包括超声波模块和智能锁；所述超声波模块用于测量障碍物到吊臂之间的距离；所述智能锁实时读取超声波模块测量得到的距离信号，当测得的距离小于安全距离时，所述智能锁发送报警信号给给网关，所述网关接收到报警信号并发送给现场报警设备发出报警产生声光报警；
所述后台服务器管理系统可对进行网关管理，入侵检测设备管理，距离检测设备管理，用户管理等功能。用户登录后，可以查看设备工作情况，以及设别告警信息等。同时，可以对设备的布防状态进行设置。
所述小程序客户端分别与静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置连接，用于对静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置安装布防，同时监测和查看所述静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置的基础信息和工作状态信息。
优选地，所述摄像头产生报警信号的条件是：有物或人接触或跨越所述警示平面。
优选地，所述安全距离检测装置报警条件如下：
当所述超声波模块监测到障碍物与吊臂的距离D满足：3＜D≤5米时，所述智能锁产生一级警告信号；
当所述超声波模块监测到障碍物与吊臂的距离D满足：1＜D≤3米时，所述智能锁产生二级警告信号；
当所述超声波模块监测到障碍物与吊臂的距离D满足：D≤1米时，所述智能锁产生三级警告信号。
优选地，所述摄像头具有告警输出端子，监视范围为45-65米。
优选地，每组摄像头组设置为一个或两个摄像机。
优选地，所述摄像头监视范围为50米。
优选地，所述安全距离检测装置安装在所述吊臂的多个方向上。
优选地，所述安全距离检测装置包括超声波模块和智能锁，所述超声波模块和智能锁电信号连接。
优选地，所述超声波模块有4米、8米和10米多种测距规格。
优选地，所述通信模块采用433M模块，所述网关和智能锁均采用TI CC1101射频芯片。
本发明有益的技术效果：本发明在吊臂上安装安全距离检测装置，吊臂运动过程中，对周围环境进行实时检测，当监测到障碍物的距离小于安全距离时发出报警，确保吊臂距离周边都有一定安全距离；同时，也可以设置静态的警示平面检测，通过摄像头构成监控电子围栏，一旦有吊臂或者其他人员闯入已经布防的监控电子围栏，系统将检测到并产生告警，做到了动态，静态双重监控。
附图说明
图1为本发明的整体结构原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
如图1所示，一种高压场地作业空间智能监控系统，包括带有越界检测功能的静态警示面入侵检测装置100、安全距离检测装置200、网关300、现场报警设备400、小程序客户端500以及户外逆变电源装置600，其中：
所述静态警示面入侵检测装置100设置有多个摄像头组101和第一智能锁102(静态警示面入侵检测装置和动态安全距离检测装置均含有智能锁，为了区别开来，在第一智能锁和第二智能锁将二者里面的智能锁来区分)每组摄像头组101设置在作业空间的不同区域，具体设置在作用空间场地的四周，将作业空间包围起来，所述摄像头组101设置有一个或者多个摄像头。
每组静态警示面入侵检测装置100安装在地面呈仰角设置，每组摄像头组101对应监控一个监视区域，所述监视区域为一个竖直警示平面作为安全界面，每个竖直警示平面一般由两个摄像头监视，以提高冗余度，确保可靠性当跨越该安全界面就会发出报警；多个警示平面相互配合构成监控电子围栏，监控电子围栏对围栏内的设备进行保护。所述摄像头产生报警信号的条件是：有物或人接触或跨越所述警示平面。
监控电子围栏监控围栏可以做到静态警示面检测，当摄像头检测吊车吊臂在行进时的越过安全界面的时或者检测过程操作人员违规跨越电子围栏时，摄像头生成报警信号通过通信模块发送到网关300，同时报警信号通过网关300传至现场报警设备400，所述场报警设备400为户外声光报警器，所述网关300又包括433M通讯模块301和4G通讯模块302。
所述摄像头自带越界检测功能同时具有告警输出端子，摄像头通过自带程序判断是否有越界入侵行为，当监测到有越界或入侵行为时通过告警输出端子发出告警信号并发送给网关300。摄像头监视范围为45-65米，本实施例优选值为50米。
具体地，所述安全距离检测装置200安装在吊车的吊臂上；所述安全距离检测装置200安装在所述吊臂的多个方向上。安全距离检测装置200包括超声波模块201和第二智能锁202，所述超声波模块201和第二智能锁202电信号连接。超声波模块201可以测量障碍物于吊臂之间的距离，所述超声波模块有4米、8米和10米多种测距规格。其具体的参数为：使用电压：DC5V；静态电流小于2mA；电平输出：高5V；电平输出：低0V；感应角度：不大于15度；精度可达0.2cm。
第二智能锁202读取超声波模块201的测量距离的距离信号，当测量的距离小于安全距离的时候通过433M模块301上报告警到网关300，所述网关300接收到报警信号并发送给现场报警设备发出报警产生声光报警。
第二智能锁202，采用高性能MCU且433M物联网模块，支持蓝牙接口，通过手机可以进行布防操作，通过433M将告警上传到网关。
所述安全距离检测装置200报警条件如下：
当所述超声波模块201监测到障碍物与吊臂的距离D满足：3＜D≤5米时，所述第二智能锁产生一级警告信号；
当所述超声波模块201监测到障碍物与吊臂的距离D满足：1＜D≤3米时，所述第二智能锁产生二级警告信号；
当所述超声波模块201监测到障碍物与吊臂的距离D满足：D≤1米时，所述第二智能锁产生三级警告信号。
本系统还包括智能安措管理后台700：主要用于进行网关管理，入侵检测设备管理，距离检测设备管理和用户管理等功能。用户登录平台后，可以查看设备工作情况，以及设别告警信息等。同时，可以对设备的布防状态进行设置。
所述小程序客户端500分别与静态警示面入侵检测装置100和安全距离检测装置200连接，用于对静态警示面入侵检测装置100和安全距离检测装置200安装布防同时监测和查看所述静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置的基础信息和工作状态信息。
户外逆变电源装置600采用220V交流转12V直流方式，并提供大容量电能存储能力。当外部电源供电出现故障时，将自动切换到备份的逆变电源。可以为网关和摄像头提供24小时工作电源。
本系统摄像头选用了支持区域入侵检测智能算法并支持告警输出的摄像头。布防时，将摄像头对准需要被保护的区域并设置物体入侵检测范围，并设置告警联动，当产生告警时告警端子输出有变化。当高空出现物体时，摄像头将产生告警并在摄像头端子输出，检测和上报告警在0.5秒内完成。告警通过物理接口通知外置的物联网智能模块，智能模块将告警上报到网关，网关触发本地声光告警，整个过程在1秒内完成。网关并将此次告警送到服务器后台。操作日志在服务器进行记录存档，可作为将来事件回溯的参考依据。
本发明针对吊车等大型机械在电力系统高压场地施工作业情景，采取了动点实时跟随测距和警示面入侵实时监控两种技术手段，结合人工智能及物联网等先进技术，对大型机械在电力系统高压场地施工作业时形成全方位的智能安全防护，确保其施工过程不造成运行设备放电或碰坏其它设备事故。
本实施例支持静态警示面入侵检测以及动态安全距离检测。静态警示面检测，可作为高空电子智能围栏检测吊车吊臂在行进时的越过安全界面的问题，同时也可以作为电子围栏，检测过程操作人员违规跨越电子围栏的行为。动态安全距离检测装置，在吊车吊臂上安装智能测距装置，实时检测吊臂和周围障碍物的距离。当吊臂和障碍物的距离小于设置的安全距离时，测距装置将产生告警，并发送到网关触发声光告警。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，包括带有越界检测功能的静态警示面入侵检测装置、动态安全距离检测装置、通信模块、网关、小程序客户端、现场报警设备和户外逆变电源装置，其中：
所述静态警示面入侵检测装置用于特定区域进行监控，当监测到所属区域有入侵行为则发出报警信号并通过通信模块发送到网关；
所述静态警示面入侵检测装置设置有多组摄像头组，每组摄像头组设置在作业空间的不同区域，每组安装在地面呈仰角设置，每组摄像头组对应监控一个监视区域，所述监视区域为一个竖直警示平面，多个警示平面相互配合构成监控围栏；
所述安全距离检测装置安装在吊车的吊臂上，所述安全距离检测装置包括超声波模块和智能锁；所述超声波模块用于测量障碍物到吊臂之间的距离；所述智能锁实时读取超声波模块测量得到的距离信号，当测得的距离小于安全距离时，所述智能锁发送报警信号给给网关，所述网关接收到报警信号并发送给现场报警设备发出报警产生声光报警；
所述小程序客户端分别与静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置连接，用于对静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置安装布防同时监测和查看所述静态警示面入侵检测装置和安全距离检测装置的基础信息和工作状态信息；
所述户外逆变电源装置采用220V交流转12V直流方式，为所述网关和摄像头组提供备用电源。
2.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述摄像头产生报警信号的条件是：有物或人接触或跨越所述警示平面。
3.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于,所述安全距离检测装置报警条件如下：
当所述超声波模块监测到障碍物与吊臂的距离D满足：3＜D≤5米时，所述智能锁产生一级警告信号；
当所述超声波模块监测到障碍物与吊臂的距离D满足：1＜D≤3米时，所述智能锁产生二级警告信号；
当所述超声波模块监测到障碍物与吊臂的距离D满足：D≤1米时，所述智能锁产生三级警告信号。
4.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述摄像头具有告警输出端子，监视范围为45-65米。
5.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，每组摄像头组设置为一个或两个摄像机。
6.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述摄像头监视范围为50米。
7.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述安全距离检测装置安装在所述吊臂的多个方向上。
8.如权利要求1所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述安全距离检测装置包括超声波模块和智能锁，所述超声波模块和智能锁电信号连接。
9.如权利要求8所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述超声波模块有4米、8米和10米多种测距规格。
10.如权利要求9所述的一种高压场地作业空间智能监控系统，其特征在于，所述通信模块采用433M模块，所述网关采用TI CC1101射频芯片。
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