CN112485751A - 电力检修带电作业信息采集及综合预警装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力检修技术领域，是一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置及方法，前者包括远端主控预警单元和前端带电作业预警装置，前端带电作业预警装置包括高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端主控预警单元。本发明通过前端主控预警单元与高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元相配合；实现对高压区域安全状况的实时监测，有效对高压环境危险因素进行了预警；实现对作业人员的健康状态的实时监测，能对有效掌握作业人员作业时的健康状况；实现对现场作业状态的实时监测，能有效对作业人员高压线路检修时的不规范作业进行识别及报警，降低了违章作业引发的重大事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力检修技术领域，是一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置及方法。
背景技术
电网关系着生产、生活的重要能源供给，整体上由电厂、输变配线路架构组成。近年来，随着电网容量及覆盖范围的不断扩大，输电电压等级的不断提高，电网架构的复杂程度越来越高，对供电的质量要求也越来越高，电网安全在具有着举足轻重的地位。在电网中，高压线路是电网架构中的重要组成部分，由于线路设备的老化、损耗及绝缘性下降等问题日益突出，存在很多故障风险和安全隐患问题，故需要作业人员进行监察及维护，而作业人员在高压电场的电位、安全范围或者突发事件是无法准确估计的，同时对于登高作业人员的操作规范无法准确识别和及时的提示，对于一些安全事故防范无法全覆盖、全过程的予以监督和提前预警，具有一定的瓶颈，故而易作业人员高压电力线路事故。
发明内容
本发明提供了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有作业人员在高压电场作业时没有带电作业监测预警装置，易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：一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，包括远端主控预警单元和前端带电作业预警装置，前端带电作业预警装置包括高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端主控预警单元；
高压区域安全监测单元，获取高压区域的作业人员安全数据，其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
人员健康状态监测单元，获取作业人员的健康状态数据，其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
现场作业状态监测单元，判断作业人员是否线路检修作业，响应于线路检修作业时展示作业线路的相线，并对手部动作进行实时监测，在手部同时对两根相线进行作业时输出预警信息；
前端主控预警单元，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元及现场作业状态监测单元传输的数据，并根据数据进行对应判断及报警，其中预警包括高压区域安全异常报警、人员健康状态异常报警和现场作业状态异常报警；
远端主控预警单元，向前端发送控制指令，并接收前端主控预警单元发送的数据，对数据进行存储、判断及预警。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述高压区域安全监测单元包括高压电位采集模块、步距采集模块和人体电流感应模块；
高压电位采集模块，获取高压区域的电位数据；
步距采集模块，获取高压区域作业人员的作业人员步距数据；
人体电流感应模块，获取高压区域作业人员的人体电流数据。
上述人员健康状态监测单元包括温度监测模块和心率监测模块；
温度监测模块，获取作业人员的人体温度数据；
心率监测模块，获取作业人员的心率数据。
上述现场作业状态监测单元包括重力感应模块、线路相线监测模块和操作信息采集识别模块；
重力感应模块，感应作业人员的重力变化值，判断作业人员是否登高作业；
线路相线监测模块，作业人员登高作业时，根据前端主控预警单元的指令进行线路相线监测及展示；
操作信息采集识别模块，获取作业现场图像，判断作业人员是否在执行线路检修作业，响应于是则向前端主控预警单元发送线路检修作业信号，并对作业人员手部作业识别，在作业人员同时对两根相线进行作业时输出预警信息。
上述前端主控预警单元包括前端主控模块、前端传输模块和前端报警模块；
前端传输模块，用于前端主控模块与远端主控预警单元、高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端报警模块之间的数据传输；
前端主控模块，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元和现场作业状态监测单元发送的数据和下送指令，控制前端报警模块进行报警；与远端主控预警单元通信，进行数据传输及指令发送。
上述远端主控预警单元包括远端传输模块、远端主控模块、上位机、可视化展示模块和远端报警模块；
远端主控模块，通过远端传输模块与前端主控模块通信，接收及分析数据，发送指令；
上位机，存储及转化远端主控模块传输的数据，控制可视化展示模块进行展示，控制远端报警模块进行对应的进行报警。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种电力检修带电作业信息采集及综合预警方法，包括：
前端主控预警单元获取高压区域安全监测单元传输的作业人员安全数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则控制人员健康状态监测单元进行监测；其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
前端主控预警单元获取人员健康状态监测单元传输的作业人员的健康状态数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则现场作业状态监测单元进行监测；其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
前端主控预警单元接收到作业人员进行线路检修作业的信号，控制现场作业状态监测单元获取作业人员手部动作的实时图像，在手部同时对两根相线进行作业时进行报警，并传输现场作业状态监测单元发送数据及报警信号至远端主控预警单元，进行存储、展示及报警。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述前端主控预警单元接收到作业人员进行线路检修作业的信号，控制现场作业状态监测单元获取作业人员手部动作的实时图像，在手部同时对两根相线进行作业时进行报警，包括：
重力感应模块感应作业人员的重力变化值，确定作业人员是否在进行登高作业，响应于是，则发送登高作业信号至前端主控预警单元；
前端主控预警单元根据登高作业信号启动操作信息采集识别模块，获取作业现场图像，判断作业人员是否在执行线路检修作业，响应于是，则向前端主控预警单元发送线路检修作业信号；
前端主控预警单元根据线路检修作业信号启动线路相线监测模块，对检修线路的相线进行监测及展示；
操作信息采集识别模块继续对作业现场图像进行识别，判断作业人员是否同时对两根相线进行作业，响应于是，则输出预警信息至前端主控预警单元。
上述还包括操作信息采集识别模块对获取到的作业现场图像进行样本采集，通过样本对识别模型进行训练优化，输出存储训练优化后识别模型。
本发明通过前端主控预警单元与高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元相配合；实现了对高压区域安全状况的实时监测，有效对高压环境危险因素进行了预警，降低了人员安全风险；实现了对作业人员的健康状态的实时监测，能对有效掌握作业人员作业时的健康状况，以便做出应急措施；实现了对现场作业状态的实时监测，能有效对作业人员高压线路检修时的不规范作业进行识别及报警，降低了违章作业引发的重大事故，降低了人身及设备安全风险。并且本发明前端主控预警单元和远端主控预警单元实时通信，进行监测数据及报警信息的传输，使得远端工作人员能实时了解前端作业状况，随时掌握现场风险，及时报警及做好援助准备，降低人员财产安全损失。
附图说明
附图1为本发明的电路结构示意图。
附图2为本发明实施例7的流程示意图。
附图3为本发明实施例8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，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，包括远端主控预警单元和前端带电作业预警装置，前端带电作业预警装置包括高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端主控预警单元；
高压区域安全监测单元，获取高压区域的作业人员安全数据，其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
人员健康状态监测单元，获取作业人员的健康状态数据，其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
现场作业状态监测单元，判断作业人员是否线路检修作业，响应于线路检修作业时展示作业线路的相线，并对手部动作进行实时监测，在手部同时对两根相线进行作业时输出预警信息；
前端主控预警单元，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元及现场作业状态监测单元传输的数据，并根据数据进行对应判断及报警，其中预警包括高压区域安全异常报警、人员健康状态异常报警和现场作业状态异常报警；
远端主控预警单元，向前端发送控制指令，并接收前端主控预警单元发送的数据，对数据进行存储、判断及预警。
本发明公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，通过前端主控预警单元与高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元相配合；实现了对高压区域安全状况的实时监测，有效对高压环境危险因素进行了预警，降低了人员安全风险；实现了对作业人员的健康状态的实时监测，能对有效掌握作业人员作业时的健康状况，以便做出应急措施；实现了对现场作业状态的实时监测，能有效对作业人员高压线路检修时的不规范作业进行识别及报警，降低了违章作业引发的重大事故，降低了人身及设备安全风险。并且本发明前端主控预警单元和远端主控预警单元实时通信，进行监测数据及报警信息的传输，使得远端工作人员能实时了解前端作业状况，随时掌握现场风险，及时报警及做好援助准备，降低人员财产安全损失。
上述技术方案中远端主控预警单元可设置在远端控制室，与前端带电作业预警装置实时通信，有效获取前端带电作业状况，并进行实时存储、分析及显示。前端带电作业预警装置可穿戴在作业人员的身上，实时对作业环境、作业人员和作业过程进行实时监测。
实施例2，如附图1所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其中高压区域安全监测单元进一步包括高压电位采集模块、步距采集模块和人体电流感应模块；
高压电位采集模块，获取高压区域的电位数据；
步距采集模块，获取高压区域作业人员的作业人员步距数据；
人体电流感应模块，获取高压区域作业人员的人体电流数据。
上述技术方案中高压电位采集模块、步距采集模块和人体电流感应模块均为现有公知技术，启动时所获得的作业人员安全数据均发送至前端主控预警单元进行判断分析。这里获取作业人员步距数据，能避免因为作业人员步距过大，跨步电压超出安全范围造成人体电击，确保人员按照高压区域安全作业规范进行作业，降低安全风险。
实施例3，如附图1所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其中人员健康状态监测单元进一步包括温度监测模块和心率监测模块；
温度监测模块，获取作业人员的人体温度数据；
心率监测模块，获取作业人员的心率数据。
上述技术方案中温度监测模块和心率监测模块均为现有公知技术，用于获取的人体温度数据和心率数据均发送至前端主控预警单元，前端主控预警单元将人体温度数据和心率数据与对应的阈值进行比较，判断作业人员的身体状态，从而便于实现作业人员和远端监察人员随时随地掌握作业人员健康状况，以便做出应急措施，并确定是否满足进行作业的条件，降低人员作业的安全风险。
实施例4，如附图1所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其中现场作业状态监测单元进一步包括重力感应模块、线路相线监测模块和操作信息采集识别模块；
重力感应模块，感应作业人员的重力变化值，判断作业人员是否登高作业；
线路相线监测模块，作业人员登高作业时，根据前端主控预警单元的指令进行线路相线监测及展示；
操作信息采集识别模块，获取作业现场图像，判断作业人员是否在执行线路检修作业，响应于是则向前端主控预警单元发送线路检修作业信号，并对作业人员手部作业识别，在作业人员同时对两根相线进行作业时输出预警信息。
上述技术方案中线路相线监测模块包括线路相线监测器和LCD展示模块，具有线路相线检测功能，并通过LCD展示模块展示线路相线信息，提示作业人员线路相线信息，确保人员作业安全。
上述技术方案中操作信息采集识别模块可为微型摄像机，通过图像采集及智能识别，判断作业人员是否有双手触碰动作，即同时对两根相线进行作业，响应于是，通过前端主控预警单元和远端主控预警单元端同时双重报警，并推送给远端管理人员进行现场情况监察，做好险情的及时发现，降低人员财产安全损失。
实施例5，如附图1所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其中前端主控预警单元进一步包括前端主控模块、前端传输模块和前端报警模块；
前端传输模块，用于前端主控模块与远端主控预警单元、高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端报警模块之间的数据传输；
前端主控模块，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元和现场作业状态监测单元发送的数据和下送指令，控制前端报警模块进行报警；与远端主控预警单元通信，进行数据传输及指令发送。
上述技术方案中前端传输模块包括I2C总线传输模块和无线局域网传输模块，I2C总线传输模块用于与高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元通信，无线局域网传输模块用于与远端主控预警单元通信。
实施例6，如附图1所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其中远端主控预警单元进一步包括远端传输模块、远端主控模块、上位机、可视化展示模块和远端报警模块；
远端主控模块，通过远端传输模块与前端主控模块通信，接收及分析数据，发送指令；
上位机，存储及转化远端主控模块传输的数据，控制可视化展示模块进行展示，控制远端报警模块进行对应的进行报警。
实施例7，如附图2所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警方法，包括：
S101，前端主控预警单元获取高压区域安全监测单元传输的作业人员安全数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则控制人员健康状态监测单元进行监测；其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
S102，前端主控预警单元获取人员健康状态监测单元传输的作业人员的健康状态数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则现场作业状态监测单元进行监测；其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
S103，前端主控预警单元接收到作业人员进行线路检修作业的信号，控制现场作业状态监测单元获取作业人员手部动作的实时图像，在手部同时对两根相线进行作业时进行报警，并传输现场作业状态监测单元发送数据及报警信号至远端主控预警单元，进行存储、展示及报警。
上述技术方案步骤S101中，前端主控预警单元判断作业人员安全数据是否超过对应的阈值时，由于作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据，故电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据均需不大于阈值，有一个不满足阈值都需进行告警。
实施例8，如附图3所示，公开了一种电力检修带电作业信息采集及综合预警方法，包括：
S201，前端主控预警单元获取高压区域安全监测单元传输的作业人员安全数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则控制人员健康状态监测单元进行监测；其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
S202，前端主控预警单元获取人员健康状态监测单元传输的作业人员的健康状态数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则现场作业状态监测单元进行监测；其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
S203，重力感应模块感应作业人员的重力变化值，确定作业人员是否在进行登高作业，响应于是，则发送登高作业信号至前端主控预警单元；
S204，前端主控预警单元根据登高作业信号启动操作信息采集识别模块，获取作业现场图像，判断作业人员是否在执行线路检修作业，响应于是，则向前端主控预警单元发送线路检修作业信号；
S205，前端主控预警单元根据线路检修作业信号启动线路相线监测模块，对检修线路的相线进行监测及展示；
S206，操作信息采集识别模块继续对作业现场图像进行识别，判断作业人员是否同时对两根相线进行作业，响应于是，则输出预警信息至前端主控预警单元。
上述技术方案步骤S206，操作信息采集识别模块判断作业人员同时对两根相线进行作业时，会对同时对两根相线作业的动作图像进行标记，发送至前端主控预警单元。
完成上述步骤S206后，操作信息采集识别模块还能对获取到的作业现场图像进行样本采集，通过样本对识别模型进行训练优化，输出存储训练优化后识别模型。
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 (10)
1.一种电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，包括远端主控预警单元和前端带电作业预警装置，前端带电作业预警装置包括高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端主控预警单元；
高压区域安全监测单元，获取高压区域的作业人员安全数据，其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
人员健康状态监测单元，获取作业人员的健康状态数据，其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
现场作业状态监测单元，判断作业人员是否线路检修作业，响应于线路检修作业时展示作业线路的相线，并对手部动作进行实时监测，在手部同时对两根相线进行作业时输出预警信息；
前端主控预警单元，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元及现场作业状态监测单元传输的数据，并根据数据进行对应判断及报警，其中预警包括高压区域安全异常报警、人员健康状态异常报警和现场作业状态异常报警；
远端主控预警单元，向前端发送控制指令，并接收前端主控预警单元发送的数据，对数据进行存储、判断及预警。
2.根据权利要求1所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，所述高压区域安全监测单元包括高压电位采集模块、步距采集模块和人体电流感应模块；
高压电位采集模块，获取高压区域的电位数据；
步距采集模块，获取高压区域作业人员的作业人员步距数据；
人体电流感应模块，获取高压区域作业人员的人体电流数据；
或/和，所述人员健康状态监测单元包括温度监测模块和心率监测模块；
温度监测模块，获取作业人员的人体温度数据；
心率监测模块，获取作业人员的心率数据。
3.根据权利要求1或2所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，所述现场作业状态监测单元包括重力感应模块、线路相线监测模块和操作信息采集识别模块；
重力感应模块，感应作业人员的重力变化值，判断作业人员是否登高作业；
线路相线监测模块，作业人员登高作业时，根据前端主控预警单元的指令进行线路相线监测及展示；
操作信息采集识别模块，获取作业现场图像，判断作业人员是否在执行线路检修作业，响应于是则向前端主控预警单元发送线路检修作业信号，并对作业人员手部作业识别，在作业人员同时对两根相线进行作业时输出预警信息。
4.根据权利要求1至2所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，所述前端主控预警单元包括前端主控模块、前端传输模块和前端报警模块；
前端传输模块，用于前端主控模块与远端主控预警单元、高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端报警模块之间的数据传输；
前端主控模块，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元和现场作业状态监测单元发送的数据和下送指令，控制前端报警模块进行报警；与远端主控预警单元通信，进行数据传输及指令发送。
5.根据权利要求3所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，所述前端主控预警单元包括前端主控模块、前端传输模块和前端报警模块；
前端传输模块，用于前端主控模块与远端主控预警单元、高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元、现场作业状态监测单元和前端报警模块之间的数据传输；
前端主控模块，接收高压区域安全监测单元、人员健康状态监测单元和现场作业状态监测单元发送的数据和下送指令，控制前端报警模块进行报警；与远端主控预警单元通信，进行数据传输及指令发送。
6.根据权利要求1或2或5所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，远端主控预警单元包括远端传输模块、远端主控模块、上位机、可视化展示模块和远端报警模块；
远端主控模块，通过远端传输模块与前端主控模块通信，接收及分析数据，发送指令；
上位机，存储及转化远端主控模块传输的数据，控制可视化展示模块进行展示，控制远端报警模块进行对应的进行报警。
7.根据权利要求3或4所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警装置，其特征在于，所述远端主控预警单元包括远端传输模块、远端主控模块、上位机、可视化展示模块和远端报警模块；
远端主控模块，通过远端传输模块与前端主控模块通信，接收及分析数据，发送指令；
上位机，存储及转化远端主控模块传输的数据，控制可视化展示模块进行展示，控制远端报警模块进行对应的进行报警。
8.一种电力检修带电作业信息采集及综合预警方法，其特征在于，包括：
前端主控预警单元获取高压区域安全监测单元传输的作业人员安全数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则控制人员健康状态监测单元进行监测；其中作业人员安全数据包括电位数据、作业人员步距数据和人体电流数据；
前端主控预警单元获取人员健康状态监测单元传输的作业人员的健康状态数据，判断其是否超过对应的阈值，响应于是，则发送报警数据至远端主控预警单元并进行报警，响应于否，则现场作业状态监测单元进行监测；其中健康状态数据包括人体温度数据和心率数据；
前端主控预警单元接收到作业人员进行线路检修作业的信号，控制现场作业状态监测单元获取作业人员手部动作的实时图像，在手部同时对两根相线进行作业时进行报警，并传输现场作业状态监测单元发送数据及报警信号至远端主控预警单元，进行存储、展示及报警。
9.根据权利要求8所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警方法，其特征在于，所述前端主控预警单元接收到作业人员进行线路检修作业的信号，控制现场作业状态监测单元获取作业人员手部动作的实时图像，在手部同时对两根相线进行作业时进行报警，包括：
重力感应模块感应作业人员的重力变化值，确定作业人员是否在进行登高作业，响应于是，则发送登高作业信号至前端主控预警单元；
前端主控预警单元根据登高作业信号启动操作信息采集识别模块，获取作业现场图像，判断作业人员是否在执行线路检修作业，响应于是，则向前端主控预警单元发送线路检修作业信号；
前端主控预警单元根据线路检修作业信号启动线路相线监测模块，对检修线路的相线进行监测及展示；
操作信息采集识别模块继续对作业现场图像进行识别，判断作业人员是否同时对两根相线进行作业，响应于是，则输出预警信息至前端主控预警单元。
10.根据权利要求9所述的电力检修带电作业信息采集及综合预警方法，其特征在于，还包括操作信息采集识别模块对获取到的作业现场图像进行样本采集，通过样本对识别模型进行训练优化，输出存储训练优化后识别模型。
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