CN113592360A - 电力高空作业大风预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力高空作业大风预警方法及系统，该方法包括以下步骤：作业过程中，获得风速风向传感器采集的风速风向数据，并基于预先构建的风速变化模型预测作业地点的风速；在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。该系统包括：风速风向传感器，用于采集风速风向数据，并传输给服务器端；服务器端，用于存储预先构建的风速变化模型，还用于接收风速风向传感器采集的风速风向数据并基于所述风速变化模型预测作业地点的风速，在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。该方法及系统有利于提高电力高空作业的安全性。

Description

电力高空作业大风预警方法及系统

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种电力高空作业大风预警方法及系统。

背景技术

电力高空作业往往伴随着较高的风险。即使使用了高空作业专用的安全辅助装备，在突如其来的大风攻击下，依然可能会出现防护装备脱落、基础设施倒塌、高空物体吹落等安全问题。

这些问题通常需要通过施工安全管理、作业安全管理等规范约束，但实际上各单位的规范力度，规章制度并不相同，其效果也并不足够，高空作业事故时常发生。常态化的安全管理难以解决相关的安全问题，需要通过技术手段识别风险并在发生危机前给出预警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力高空作业大风预警方法及系统，该方法及系统有利于提高电力高空作业的安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电力高空作业大风预警方法，包括以下步骤：

作业过程中，获得风速风向传感器采集的风速风向数据，并基于预先构建的风速变化模型预测作业地点的风速；

在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。

进一步地，在获得风速风向传感器采集的风速风向数据之前，还包括：

在高空作业点以及所述高空作业点的指定区域部署风速风向传感器。

进一步地，在所述高空作业点的指定区域部署风速风向传感器，具体方法为：以高空作业点为中心，在其周围圆环形区域上每隔设定角度部署一个风速风向传感器，设置的风速风向传感器用于检测所述高空作业点周围360度的风的风向及风速。

进一步地，所述设定角度为10度，所述圆环半径不小于500米。

进一步地，构建风速变化模型的方法为：通过部署的风速风向传感器采集每一次风进入传感器采集区域的来源方向及风速、在区域内的变化情况以及离开区域的风向及风速数据，得到不同方向来源风的风速风向数据，基于所述风速风向数据构建不同方向来源风的风速风向变化规律库；

对于因风速风向传感器故障或无法部署风速风向传感器而无法采集到数据的风，则通过经验规则或流体力学仿真进行变化预测，补充缺失的变化规则库；最终形成风速变化模型。

进一步地，作业过程中，获得风速风向传感器采集的风速风向数据，并基于预先构建的风速变化模型预测作业地点的风速，具体方法为：通过部署的各个风速风向传感器实时采集各个方向的风速风向数据，找到所有风速风向传感器中最先采集到风速超过第一阈值的风速风向数据的风速风向传感器，然后基于所述风速超过第一阈值的风速风向数据以及风速变化模型进行作业地点的风向及风速预测工作，得到风向及风速预测结果；

在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息，具体为：如果风速预测结果超过设定的第二阈值，则进入安全预警工作流程，发出大风预警信息。

本发明还提供了一种电力高空作业大风预警系统，包括：

风速风向传感器，用于采集风速风向数据，并传输给服务器端；

服务器端，用于存储预先构建的风速变化模型，还用于接收风速风向传感器采集的风速风向数据并基于所述风速变化模型预测作业地点的风速，在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。

进一步地，所述风速风向传感器部署在高空作业点以及所述高空作业点的指定区域。

进一步地，所述风速风向传感器部署在所述高空作业点的指定区域，具体为：

以高空作业点为中心，在其周围圆环形区域上每隔设定角度部署一个所述风速风向传感器，设置的风速风向传感器用于检测所述高空作业点周围360度的风的风向及风速。

进一步地，所述风速风向传感器具体用于实时采集各个方向的风速风向数据，并传输给所述服务器端；

所述服务器端具体用于根据各个风速风向传感器采集到的风速风向数据，找到所有风速风向传感器中最先采集到风速超过第一阈值的风速风向数据的风速风向传感器，并基于所述风速超过第一阈值的风速风向数据以及风速变化模型进行作业地点的风向及风速预测工作，得到风向及风速预测结果；如果风速预测结果超过设定的第二阈值，则进入安全预警工作流程，发出大风预警信息。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：该方法及系统可以在电力高空作业过程中实时监测周边环境的风速变化，并在存在大风风险时及时向现场作业人员发出大风风险预警，以让现场作业人员可以做出应对，从而提高了高空作业的安全性，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的方法实现流程图；

图2是本发明实施例的系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，本实施例提供了一种电力高空作业大风预警方法，主要包括以下步骤：

作业前，在高空作业点以及高空作业点的指定区域预先部署风速风向传感器，并构建风速变化模型；

作业过程中，获得风速风向传感器采集的风速风向数据，并基于预先构建的风速变化模型预测修正作业地点的风向与风速情况；

在预测风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。

下面对本发明的具体实现过程说明如下：

1、在高空作业地点的指定区域部署风速风向传感器。

部署风速风向传感器的具体方法为：在高空作业点设置风速风向传感器，同时在高空作业点的周围指定区域，即高空作业点周围不同位置的相应高度也设置风速风向传感器，具体为：以高空作业点为中心，在其周围圆环形区域内每隔10°部署一个风速风向传感器，圆环半径不小于500米；设置的风速风向传感器可以检测高空作业点周围360度的风的风向及风速；从而形成数据采集区域。

在传感器资源富裕的情况下，将在圆环内和圆环外部署更多的风速风向传感器。按照大风预警的目的，如果需要增加发生大风后，预警响应时间，则在半径500米圆环外增加传感器。如果是作业环境周围的地理环境复杂，则应在圆环区域内部部署更多的传感器。总体上，传感器数量越多，本发明所使用的方法将可以取得更好的效果。

2、构建风速变化模型。

构建风速变化模型的方法为：通过部署的风速风向传感器不断采集每一次风进入数据采集区域的来源方向及风速、在区域内的变化情况以及离开区域的风向及风速数据，得到不同方向来源风的风速风向数据，基于此构建不同方向来源风的风速风向变化规律库；对于无法采集到数据的风，则通过经验规则或流体力学仿真进行变化预测，补充缺失的变化规则库；最终形成风速变化模型。

这里所说的无法采集到数据的风，是指部署的风速风向传感器故障而无法采集到风的数据，或者因建筑物阻挡等现场环境原因而无法部署风速风向传感器的地点，而无法采集到风的数据。对于风速风向传感器故障的情况，优先采用基于历史数据的经验规则进行变化预测，而对于无法部署风速风向传感器而无法采集到风的数据的情况，则采用流体力学仿真进行变化预测。

3、完成前述两项工作后，开始进入实际应用阶段。

开展高空作业过程中，部署的各风速风向传感器实时探测各个方向的风向和风速，并将探测结果传输给作业现场的边缘计算装备。数据更新的频率不低于1Hz。

4、边缘计算装备首先根据各个风速风向传感器采集到的风速风向数据，寻找所有风速风向传感器中最先采集到风速超过设定的第一阈值的风速风向数据的风速风向传感器，找到后则基于该风速风向传感器采集到的风速超过第一阈值的风速风向数据以及风速变化模型进行作业地点的风向及风速预测工作，得到风向及风速预测结果；如果风速预测结果超过设定的第二阈值，则进入安全预警工作流程。其中，第一阈值为5m/s，第二阈值为8m/s。

5、边缘计算装备向预警发布服务器上传高空作业点位置信息、预测结果和预警请求，预警发布服务器从工作任务管理服务器获取高空作业点对应的现场作业人员及其联系方式，然后通过多种通信方式向现场作业人员终端发出大风预警信息，确保相关现场作业人员能够收到大风预警信息。

6、现场工作人员收到预警消息后，大约有1分钟左右的时间进行预警响应。预警响应可以采取的措施包括高空作业人员紧抱高空设施，地面人员快速加固设施，地面人员确认高空易坠落物的位置并移位躲避。

如图2所示，本实施例还提供了相应的电力高空作业大风预警系统，包括：风速风向传感器和服务器端。

风速风向传感器用于采集风速风向数据，并传输给服务器。

服务器端用于存储预先构建的风速变化模型，还用于接收风速风向传感器采集的风速风向数据并基于风速变化模型预测作业地点的风向与风速情况，在预测风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。服务器端包括边缘计算装备、预警发布服务器、工作任务管理服务器以及现场作业人员终端。

风速风向传感器部署于高空作业点及其周围指定区域，用于采集高空作业点周围一定范围内的风速风向数据，并传输给边缘计算装备。

边缘计算装备用于构建并存储风速变化模型，并基于所有风速风向传感器上传的风速风向数据和风速变化模型预测作业地点的风向与风速，当预测风速超过设定阈值，向预警发布服务器上传高空作业点位置信息、预测结果和预警请求。其中，边缘计算装备设置于作业现场，风速风向传感器通过有线方式与边缘计算装备连接并通信。且两者主要通过电池供电，在完成高空作业后拆除两个模块。

预警发布服务器用于根据边缘计算装备上传的高空作业点位置信息、预测结果和预警请求，向现场作业人员发出大风预警信息。具体地，预警发布服务器接收到边缘计算装备上传的高空作业点位置信息、预测结果和预警请求后，从工作任务管理服务器获取高空作业点对应的现场作业人员及其联系方式，然后通过多种通信方式向现场作业人员终端发出大风预警信息。

工作任务管理服务器用于管理各个地方的高空作业工作信息，包括各地高空作业工作的人员、周边人员、开始时间和结束时间，并在收到预警发布服务器发出的请求反馈相关信息的请求时，将相关信息发送给预警发布服务器。

现场作业人员终端用于接收大风预警信息并提醒现场作业人员，以让作业人员可以对大风带来的影响做出应对。

在本实施例中，现场作业人员终端可以为具有卫星通信功能的专用应急通信终端，也可以是工作人员自主配备的常规智能手机，其与预警发布服务器的通信方式至少应包括短信交互、数据通信以及卫星通信。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力高空作业大风预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

作业过程中，获得风速风向传感器采集的风速风向数据，并基于预先构建的风速变化模型预测作业地点的风速；

在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。

2.根据权利要求1所述的电力高空作业大风预警方法，其特征在于，在获得风速风向传感器采集的风速风向数据之前，还包括：

在高空作业点以及所述高空作业点的指定区域部署风速风向传感器。

3.根据权利要求2所述的电力高空作业大风预警方法，其特征在于，在所述高空作业点的指定区域部署风速风向传感器，具体方法为：以高空作业点为中心，在其周围圆环形区域上每隔设定角度部署一个风速风向传感器，设置的风速风向传感器用于检测所述高空作业点周围360度的风的风向及风速。

4.根据权利要求3所述的电力高空作业大风预警方法，其特征在于，所述设定角度为10度，所述圆环半径不小于500米。

5.根据权利要求1所述的电力高空作业大风预警方法，其特征在于，构建风速变化模型的方法为：通过部署的风速风向传感器采集每一次风进入传感器采集区域的来源方向及风速、在区域内的变化情况以及离开区域的风向及风速数据，得到不同方向来源风的风速风向数据，基于所述风速风向数据构建不同方向来源风的风速风向变化规律库；

对于因风速风向传感器故障或无法部署风速风向传感器而无法采集到数据的风，则通过经验规则或流体力学仿真进行变化预测，补充缺失的变化规则库；最终形成风速变化模型。

6.根据权利要求1所述的电力高空作业大风预警方法，其特征在于，作业过程中，获得风速风向传感器采集的风速风向数据，并基于预先构建的风速变化模型预测作业地点的风速，具体方法为：通过部署的各个风速风向传感器实时采集各个方向的风速风向数据，找到所有风速风向传感器中最先采集到风速超过第一阈值的风速风向数据的风速风向传感器，然后基于所述风速超过第一阈值的风速风向数据以及风速变化模型进行作业地点的风向及风速预测工作，得到风向及风速预测结果；

在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息，具体为：如果风速预测结果超过设定的第二阈值，则进入安全预警工作流程，发出大风预警信息。

7.一种电力高空作业大风预警系统，其特征在于，包括：

风速风向传感器，用于采集风速风向数据，并传输给服务器端；

服务器端，用于存储预先构建的风速变化模型，还用于接收风速风向传感器采集的风速风向数据并基于所述风速变化模型预测作业地点的风速，在所述风速超过设定阈值时，发出大风预警信息。

8.根据权利要求7所述的电力高空作业大风预警系统，其特征在于，所述风速风向传感器部署在高空作业点以及所述高空作业点的指定区域。

9.根据权利要求8所述的电力高空作业大风预警系统，其特征在于，所述风速风向传感器部署在所述高空作业点的指定区域，具体为：

以高空作业点为中心，在其周围圆环形区域上每隔设定角度部署一个所述风速风向传感器，设置的风速风向传感器用于检测所述高空作业点周围360度的风的风向及风速。

10.根据权利要求7所述的电力高空作业大风预警系统，其特征在于，所述风速风向传感器具体用于实时采集各个方向的风速风向数据，并传输给所述服务器端；

所述服务器端具体用于根据各个风速风向传感器采集到的风速风向数据，找到所有风速风向传感器中最先采集到风速超过第一阈值的风速风向数据的风速风向传感器，并基于所述风速超过第一阈值的风速风向数据以及风速变化模型进行作业地点的风向及风速预测工作，得到风向及风速预测结果；如果风速预测结果超过设定的第二阈值，则进入安全预警工作流程，发出大风预警信息。

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