CN112419571A - 基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变电站作业监测技术领域，是一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置及方法，前者包括设置在变电站外的安防监测单元和设置在变电站内的安全作业主控单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元和提示及报警单元本发明实现了对进入变电站现场人员的入场、现场作业环境、人员装备情况、作业范围进行综合实时自动监控及判定，降低了变电站现场作业的每个工作环节的人员、设备风险。并且安防监测单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元均独立完成信息采集及判断，无需全部上传至安全作业主控单元中集中判断，即通过采用算法下沉至现场终端的方式，加快了信息的处理速度。

Description

基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种变电站作业监测技术领域，是一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置及方法。
背景技术
随着我国国民生产对电力的需求不断增长，电网建设的规模不断增大，超高压、大容量和智能化建设迅速发展，因此对各类电网设备的安全性及可靠性提出更为高的要求。电力设备和部件的故障及缺陷、现场作业违章将引发一定程度的经济损失，造成整个电力系统的不稳定。传统领域的变电站安全主要依靠人员巡视、可视化监控等设备进行监控，由于变电站设备较多、范围较大，现场作业人员违章作业现象较多，仅依靠人工巡视和传统可视化监控设备难以实现准确的现场情况掌控和潜在危险预警。
发明内容
本发明提供了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有变电站安全作业人工巡检方式存在由于变电站设备多且范围大，易漏巡，造成安全事故的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，包括设置在变电站外的安防监测单元和设置在变电站内的安全作业主控单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元和提示及报警单元；
安防监测单元，采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
环境监测单元，采集站内环境信息，判断站内环境信息是否满足安全作业条件；
图像采集监测单元，识别人员的作业装备，判断作业装备是否满足作业规范；
作业范围预警单元，确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围；
安全作业主控单元，接收信息及下送指令至安防监测单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元，并根据接收到的信息控制提示及报警单元动作；
提示及报警单元，根据安全作业主控单元的指令进行提示或告警。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述安防监测单元包括安防控制模块、工作票数据库、人体温度监测模块、工作票采集模块、人脸识别模块和门禁；
人体温度监测模块，采集人员体温；
工作票采集模块，采集解析人员工作票，与工作票数据库中工作票进行匹配，获得对应的工作票信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间；
人脸识别模块，采集人员人脸信息；
安防控制模块，判断采集到的人员体温、工作票信息、人脸信息是否满足安防条件，响应于是则打开门禁，其中安防条件包括体温正常、工作票信息中的作业人员与人脸信息相一致。
上述环境监测单元包括环境监测控制模块、温湿度采集控制器、风力风向采集控制器、氧浓度采集控制器和光感采集控制器；
温湿度采集控制器、风力风向采集控制器、氧浓度采集控制器和光感采集控制器采集相应环境信息；
环境监测控制模块，判断采集到的环境信息是否满足安全作业条件。
上述作业范围预警单元包括作业范围控制模块、模型构建模块、设备地理信息库、通信模块和穿戴在人员身上的定位终端；
模型构建模块，根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
作业范围控制模块，通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息，并判断该位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，包括:
安防监测单元采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
环境监测单元和图像采集监测单元分别采集站内环境信息和人员的作业装备，并判断是否满足安全作业条件和作业规范，响应于否，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警，响应于是，对人员的作业范围进行监测；
作业范围预警单元确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围，响应于是，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述安防监测单元采集及确认人员的身份信息，包括：
安防控制模块接收人体温度监测模块采集的人员体温、工作票采集模块采集解析的人员的工作票信息、人脸识别模块采集人员的人脸信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间；
安防控制模块判断采集到的人员体温、工作票信息、人脸信息是否满足安防条件，响应于是，则打开门禁，其中安防条件包括体温正常、工作票信息中的作业人员与人脸信息相一致。
上述作业范围预警单元判断位置信息是否超出作业范围，包括：
模型构建模块根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
作业范围控制模块通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息；
作业范围控制模块判断该人员的位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
本发明通过算法、物联网感知、嵌入式终端架构及云服务架构，实现了对进入变电站现场人员的入场、现场作业环境、人员装备情况、作业范围进行综合实时自动监控及判定，降低了变电站现场作业的每个工作环节的人员、设备风险。在变电站外设置安防监测单元，安防监测单元设置有安防条件，通过安防条件多方面对人员的身份信息进行确认，丰富了变电站的安防措施，加固了变电站的安全防护能力。在变电站内设置环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元对站内环境、人员装备情况、作业范围进行实时监测，有效确保所作业的环境及装备均符合相应要求，且保证作业人员在作业过程中不会超过作业范围，从而有效保证作业人员的安全，降低风险的发生概率。
附图说明
附图1为本发明的电路结果示意图。
附图2为本发明实施例5的流程示意图。
附图3为本发明实施例6的流程示意图。
附图4为本发明实施例7的流程示意图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1所示，该基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，包括设置在变电站外的安防监测单元和设置在变电站内的安全作业主控单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元和提示及报警单元；
安防监测单元，采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
环境监测单元，采集站内环境信息，判断站内环境信息是否满足安全作业条件；
图像采集监测单元，识别人员的作业装备，判断作业装备是否满足作业规范；
作业范围预警单元，确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围；
安全作业主控单元，接收信息及下送指令至安防监测单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元，并根据接收到的信息控制提示及报警单元动作；
提示及报警单元，根据安全作业主控单元的指令进行提示或告警。
本发明公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，通过算法、物联网感知、嵌入式终端架构及云服务架构，实现了对进入变电站现场人员的入场、现场作业环境、人员装备情况、作业范围进行综合实时监控及判定，降低了变电站现场作业的每个工作环节的人员、设备风险。在变电站外设置安防监测单元，安防监测单元设置有安防条件，通过安防条件多方面对人员的身份信息进行确认，丰富了变电站的安防措施，加固了变电站的安全防护能力。在变电站内设置环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元对站内环境、人员装备情况、作业范围进行实时监测，有效确保所作业的环境及装备均符合相应要求，且保证作业人员在作业过程中不会超过作业范围，从而有效保证作业人员的安全，降低风险的发生概率。
上述技术方案中安防监测单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元均独立完成信息采集及判断，无需全部上传至安全作业主控单元中集中判断，并且各个模块可对在不同场景下采集到的数据进行有效采样，对样本进行机器学习，获取对应的判断分析模型，有效增加判断的精确度。由此本发明采用算法下沉至现场终端的方式，减轻了安全作业主控单元的处理压力，加快了信息的处理速度。
上述技术方案中图像采集监测单元可包括图像采集模块、图像识别模块、图像控制模块和样本数据库，图像采集模块采集人员的作业装备图像，作业装备图像由图像识别模块进行作业设备识别，并判断作业设备是否齐全，佩戴是否合规，并对获取的作业装备图像进行采样，采样获得的样本存储至样本数据库，图像识别模块通过样本数据库中的样本进行识别模型训练。
上述技术方案中提示及报警单元可包括语音提示器和报警器，根据安全作业主控单元的指令进行提示告警。
实施例2，如附图1所示，公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其中安防监测单元包括安防控制模块、工作票数据库、人体温度监测模块、工作票采集模块、人脸识别模块和门禁；
人体温度监测模块，采集人员体温；
工作票采集模块，采集解析人员工作票，与工作票数据库中工作票进行匹配，获得对应的工作票信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间；
人脸识别模块，采集人员人脸信息；
安防控制模块，判断采集到的人员体温、工作票信息、人脸信息是否满足安防条件，响应于是则打开门禁，其中安防条件包括体温正常、工作票信息中的作业人员与人脸信息相一致。
上述技术方案中，工作票采集模块通过扫描人员工作票上的二维码，与工作票数据库中工作票进行匹配，调取对应的工作票信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间。人脸识别模块采集人员人脸信息，并发送至安防控制模块。安防控制模块对体温度监测模块、工作票采集模块、人脸识别模块和门禁总体控制，接收信息及下发指令，即对人员体温进行判断、获取工作票信息、将人员人脸信息与工作票信息中的作业人员信息进行比对，确认是否一致，全部判断均没问题，则打开门禁。
实施例3，如附图1所示，公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其中环境监测单元包括环境监测控制模块、温湿度采集控制器、风力风向采集控制器、氧浓度采集控制器和光感采集控制器；
温湿度采集控制器、风力风向采集控制器、氧浓度采集控制器和光感采集控制器采集相应环境信息；
环境监测控制模块，判断采集到的环境信息是否满足安全作业条件。这里各项环境信息需全部满足，才能向安全作业主控单元发送满足结果信号。
实施例4，如附图1所示，公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其中作业范围预警单元包括作业范围控制模块、模型构建模块、设备地理信息库、通信模块和穿戴在人员身上的定位终端；
模型构建模块，根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
作业范围控制模块，通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息，并判断该位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
上述技术方案中设备地理信息库存储有所在变电站中所有设备的地理信息。模型构建模块根据设备的信息获得人员的作业范围。通信模块可为Zigbee通信模块。
实施例5，如附图2所示，公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，包括:
S101，安防监测单元采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
S102，环境监测单元和图像采集监测单元分别采集站内环境信息和人员的作业装备，并判断是否满足安全作业条件和作业规范，响应于否，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警，响应于是，对人员的作业范围进行监测；
S103，作业范围预警单元确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围，响应于是，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警。
上述技术方案步骤S102中环境监测单元采集站内环境信息，即采集站内的温湿度、风力风向、氧气浓度及光线等信息，并判断是否满足安全作业条件，图像采集监测单元采集人员的作业装备，并判断是否满足作业规范，安全作业主控单元将二者的判断结果做与运算，若结果为“1”则控制作业范围预警单元工作，若结果为“0”则控制提示及报警单元报警，进行警示。由此进一步保护了人员的安全，降低了风险的发生概率。
实施例6，如附图3所示，公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，包括:
S201，安防控制模块接收人体温度监测模块采集的人员体温、工作票采集模块采集解析的人员的工作票信息、人脸识别模块采集人员的人脸信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间；
S202，安防控制模块判断采集到的人员体温、工作票信息、人脸信息是否满足安防条件，响应于是，则打开门禁，其中安防条件包括体温正常、工作票信息中的作业人员与人脸信息相一致；
S203，环境监测单元和图像采集监测单元分别采集站内环境信息和人员的作业装备，并判断是否满足安全作业条件和作业规范，响应于否，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警，响应于是，对人员的作业范围进行监测；
S204，作业范围预警单元确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围，响应于是，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警。
实施例6，如附图3所示，公开了一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，包括:
S301，安防监测单元采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
S302，环境监测单元和图像采集监测单元分别采集站内环境信息和人员的作业装备，并判断是否满足安全作业条件和作业规范，响应于否，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警，响应于是，对人员的作业范围进行监测；
S303，模型构建模块根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
S304，作业范围控制模块通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息；
S305，作业范围控制模块判断该人员的位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其特征在于，包括设置在变电站外的安防监测单元和设置在变电站内的安全作业主控单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元和提示及报警单元；
安防监测单元，采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
环境监测单元，采集站内环境信息，判断站内环境信息是否满足安全作业条件；
图像采集监测单元，识别人员的作业装备，判断作业装备是否满足作业规范；
作业范围预警单元，确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围；
安全作业主控单元，接收信息及下送指令至安防监测单元、环境监测单元、图像采集监测单元、作业范围预警单元，并根据接收到的信息控制提示及报警单元动作；
提示及报警单元，根据安全作业主控单元的指令进行提示或告警。
2.根据权利要求1所述的基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其特征在于，所述安防监测单元包括安防控制模块、工作票数据库、人体温度监测模块、工作票采集模块、人脸识别模块和门禁；
人体温度监测模块，采集人员体温；
工作票采集模块，采集解析人员工作票，与工作票数据库中工作票进行匹配，获得对应的工作票信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间；
人脸识别模块，采集人员人脸信息；
安防控制模块，判断采集到的人员体温、工作票信息、人脸信息是否满足安防条件，响应于是则打开门禁，其中安防条件包括体温正常、工作票信息中的作业人员与人脸信息相一致。
3.根据权利要求1或2所述的基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其特征在于，所述环境监测单元包括环境监测控制模块、温湿度采集控制器、风力风向采集控制器、氧浓度采集控制器和光感采集控制器；
温湿度采集控制器、风力风向采集控制器、氧浓度采集控制器和光感采集控制器采集相应环境信息；
环境监测控制模块，判断采集到的环境信息是否满足安全作业条件。
4.根据权利要求1或2所述的基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其特征在于，所述作业范围预警单元包括作业范围控制模块、模型构建模块、设备地理信息库、通信模块和穿戴在人员身上的定位终端；
模型构建模块，根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
作业范围控制模块，通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息，并判断该位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
5.根据权利要求3所述的基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测装置，其特征在于，所述作业范围预警单元包括作业范围控制模块、模型构建模块、设备地理信息库、通信模块和穿戴在人员身上的定位终端；
模型构建模块，根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
作业范围控制模块，通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息，并判断该位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
6.一种基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，其特征在于，包括
安防监测单元采集及确认人员的身份信息，在人员的身份信息满足安防条件时，控制变电站门打开；
环境监测单元和图像采集监测单元分别采集站内环境信息和人员的作业装备，并判断是否满足安全作业条件和作业规范，响应于否，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警，响应于是，对人员的作业范围进行监测；
作业范围预警单元确定人员的作业范围，并实时定位人员的位置信息，判断位置信息是否超出作业范围，响应于是，则安全作业主控单元控制提示及报警单元报警。
7.根据权利要求6所述的基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，其特征在于，所述安防监测单元采集及确认人员的身份信息，包括：
安防控制模块接收人体温度监测模块采集的人员体温、工作票采集模块采集解析的人员的工作票信息、人脸识别模块采集人员的人脸信息，其中工作票信息包括作业人员、作业设备、作业内容、作业时间；
安防控制模块判断采集到的人员体温、工作票信息、人脸信息是否满足安防条件，响应于是，则打开门禁，其中安防条件包括体温正常、工作票信息中的作业人员与人脸信息相一致。
8.根据权利要求6或7所述的基于轻载算法的分布式变电站安全作业监测方法，其特征在于，所述作业范围预警单元判断位置信息是否超出作业范围，包括：
模型构建模块根据作业设备信息获取设备地理信息库中的对应地理信息，建立地理位置信息模型，确定人员的作业范围；
作业范围控制模块通过通信模块接收定位终端采集的人员的位置信息；
作业范围控制模块判断该人员的位置信息是否超出作业范围，响应于是则向安全作业主控单元发送报警信息。
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