CN113705836A - 一种用于电网现场作业指导的系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电网现场作业指导的系统及装置,包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块;所述数据采集模块由电力数据采集模块、环境数据采集模块和定位模块构成,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据;所述指导方案生成模块用于将采集的数据输入训练完成的神经网络模型中,输出电网现场作业的指导方案;所述指导方案显示模块用于三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程;所述监测模块,包括人员监测模块和设备监测模块,用于对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测;所述警报模块包括系统警报模块与人员警报模块,用于异常情况的警报。本发明所述系统及装置能够根据电网现场作业的实际情况进行有效指导,满足电网现场作业需求,提高电网现场作业效率的同时保证电网运行的可靠性,并且降低安全风险,保障作业人员的安全。

Description

一种用于电网现场作业指导的系统及装置
技术领域
本发明属于电力技术领域,尤其涉及一种用于电网现场作业指导的系统及装置。
背景技术
电网现场作业是指通过工作人员对电网设备进行检修或维护等操作包括基建安装、巡视检修、配网抢修等。传统的电网作业方式通常在作业前制定详细计划,执行过程中严格按照计划执行,又由于电网现场作业环境复杂,电网的停电检修、带电作业、配网施工等涉及技术领域广泛,需要作业人员具有较高的作业水平,遇到突发问题时具有较强的处理能力,缩短执行作业的时间。此外,现场作业人员在作业时,不可避免的会出现操作不规范的现象,不但威胁现场施工人员的自身安全,而且可能由于操作不规范,设备隐患处置不当,影响电网的可靠运行。
随着智能硬件技术发展,现有的电网现场作业方式采用附加智能硬件方式进行信息采集、传输、处理,遇到疑难问题可接收专家远程协助。但是现场作业信息种类众多且关系复杂,作业人员将面临海量数据,需要根据所处位置以及任务在准确的时间、准确的地点提供准确的作业辅助信息,降低用户信息获取的复杂性,需要根据电网现场作业的实际情况进行有效指导,满足电网现场作业需要,提高工作效率,减低安全风险,保障工作人员的安全。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种用于电网现场作业指导的系统及装置,能够根据电网现场作业的实际情况进行有效指导,满足电网现场作业需求,提高电网现场作业效率的同时保证电网运行的可靠性,并且降低安全风险,保障作业人员的安全。
为实现上述目的,本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案:
一种用于电网现场作业指导的系统,包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块。
所述数据采集模块由电力数据采集模块、环境数据采集模块和定位模块构成,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据;
所述指导方案生成模块用于将采集的数据输入训练完成的神经网络模型中,输出电网现场作业的指导方案;
所述指导方案显示模块用于三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程;
所述监测模块,包括人员监测模块和设备监测模块,用于对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测;
所述警报模块包括系统警报模块与人员警报模块,用于异常情况的警报。
进一步地,所述电网运行数据包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率;所述作业场地的环境数据包括温度、压强、气体成分、是否带电、是否为交叉作业、是否为高空作业;所述作业场地的定位数据包括作业场地的位置信息。
进一步地,所述神经网络模型的训练过程为:
根据已知的电网运行数据、作业场地环境数据、作业场地定位数据以及相应情况下相匹配的电网现场作业方案,形成训练样本集合;
将训练样本集合内的训练样本输入到初始化的预设结构的神经网络中;
计算神经网络输出的误差,若误差范围小于预设条件阈值,则训练完成;否则调整神经网络中的参数继续训练,直至误差范围小于预设条件阈值或满足预设训练停止条件,停止神经网络训练。
进一步地,所述系统中存有与各种作业方案相匹配的标准化作业指导三维动画,显示模块接收生成的指导方案后,调取相应的三维动画,通过显示器进行显示。
进一步地,所述人员监测模块包括人员信息监测单元与人员健康监测单元,其中,人员健康监测单元包括心率监测与血压监测;所述设备检测模块包括安装服务监测单元和安全标示监测单元。
进一步地,当设备监测模块监测到设备状态存在问题时,系统警报模块通过报警器发出警报;当人员监测模块监测作业人员身体状况存在异常趋势时,发出警报进行提示,当作业人员身体状况出现异常情况时,及时发送呼救信息。
本发明提供了一种用于电网现场作业指导的装置,基于上述系统的实现,包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块。
所述数据采集模块包括电力数据采集器、温度传感器、压力传感器、摄像机、气体监测仪和GPS定位器,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据。
所述指导方案显示模块包括三维动画显示器,三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程。
所述监测模块包括智能手环、高清摄像机、作业记录仪,对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测。
所述警报模块包括报警器和通讯设备,用于异常情况的警报。当设备监测模块监测到设备状态存在问题时,系统警报模块通过报警器发出警报;当人员监测模块监测作业人员身体状况存在异常趋势时,发出警报进行提示,当作业人员身体状况出现异常情况时,及时发送呼救信息。
一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并实现如上所述的一种用于电网现场作业指导的系统。
一种计算机可读存储介质,其特征是:其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行如上所述的一种用于电网现场作业指导的系统。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:
本发明提出了一种用于电网现场作业指导的系统及装置,根据电网现场作业的实际情况,结合神经网络模型的训练,实现电网现场作业指导方案的获得,避免作业人员按照经验进行电网现场作业时由于自身技术水平能力不足而导致电网危害问题的出现。
本发明提出了一种用于电网现场作业指导的系统及装置,根据电网现场作业的实际情况进行有效指导,满足电网现场作业需求,提高电网现场作业效率的同时保证电网运行的可靠性,并且降低安全风险,保障作业人员的安全。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例所述用于电网现场作业指导系统及装置的整体结构图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明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发明的示例性实施方式。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。
本发明提出的总体思路:
通过数据采集模块实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据,将采集的数据输入指导方案生成模块,利用训练完成的神经网络模型生成电网现场作业的指导方案,通过指导方案显示模块三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程,作业人员按照该模拟过程进行现场作业,提高电网现场作业效率的同时保证电网运行的可靠性,并且降低安全风险,保障作业人员的安全。
实施例一
本实施例公开了一种用于电网现场作业指导的系统,如图1所示,所述包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块。
所述数据采集模块由电力数据采集模块、环境数据采集模块和定位模块构成,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据。
所述电网运行数据包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率;所述作业场地的环境数据包括温度、压强、气体成分、是否带电、是否为交叉作业、是否为高空作业;所述作业场地的定位数据包括作业场地的位置信息。通过考虑上述数据实现指导方案的获取,不但完成了电网现场作业,还考虑到了作业场地和工作环境的具体情况,保证了作业人员的安全。
所述指导方案生成模块用于将采集的数据输入训练完成的神经网络模型中,输出电网现场作业的指导方案。
所述神经网络模型的训练过程为:
根据已知的电网运行数据、作业场地环境数据、作业场地定位数据以及相应情况下相匹配的电网现场作业方案,形成训练样本集合;
将训练样本集合内的训练样本输入到初始化的预设结构的神经网络中;
计算神经网络输出的误差,若误差范围小于预设条件阈值,则训练完成;否则调整神经网络中的参数继续训练,直至误差范围小于预设条件阈值或满足预设训练停止条件,停止神经网络训练。
上述技术方案的优点在于,通过对神经网络进行训练并利用训练完成的神经网络进行电网现场作业指导方案的输出,提高工作效率的同时,避免作业人员按照经验进行电网现场作业时由于自身技术水平能力不足而导致电网危害问题的出现。
在具体实施中,神经网络的训练过程为:
1)根据根据已知的电网运行数据、作业场地环境数据、作业场地定位数据以及相应情况下相匹配的电网现场作业方案,形成训练样本集合;
具体地,电网运行数据包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率,作业场地的环境数据包括温度、压强、气体成分、是否带电、是否为交叉作业、是否为高空作业,作业场地的定位数据包括作业场地的位置信息,以上述因素以及相应情况下相匹配的电网现场作业方案作为训练样本集合。
2)将训练样本集合内的训练样本输入到初始化的预设结构的神经网络中;
具体地,在初始化神经网络过程中,神经网络的输入层节点读取样本的输入量,设定随机初始权值和阈值。
3)计算神经网络输出的误差,若误差范围小于预设条件阈值,则训练完成;否则调整神经网络中的参数继续训练,直至误差范围小于预设条件阈值或满足预设训练停止条件,停止神经网络训练,例如:训练次数超过n次,其中,n为预设的已知数。
具体地,将信号由输入层向隐含层、输出层依次传递,经计算得到最后一层的输出值;如果误差精度满足设定条件阈值小于0.001,则完成训练,输出结果,否则将误差从输出层、隐含层依次反馈到输入层,根据梯度下降法计算各层权值和阀值的修正量,按照新的权值和阈值继续训练,直到输出结果的精度满足要求为止或满足预设训练停止条件。
需要说明的是,神经网络可为BP神经网络或CNN神经网络,本领域技术人员可根据实际情况来具体选择神经网络的结构形式。
所述指导方案显示模块用于三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程。具体地,所述系统中存有与各种作业方案相匹配的标准化作业指导三维动画,显示模块接收生成的指导方案后,调取相应的三维动画,通过显示器显示出来,现场作业人员根据该指导方案的模拟三维动画进行具体现场作业的进行,避免工作中使用机械、设备、工具时以及操作程序错误、工艺流程颠倒、操作方法失误等可能造成的对作业人员的安全影响。
所述监测模块,包括人员监测模块和设备监测模块,所述人员监测模块包括人员信息监测单元与人员健康监测单元,其中,人员健康监测单元包括心率监测与血压监测;所述设备检测模块包括安装服务监测单元和安全标示监测单元。
具体地,人员监测模块和设备监测模块通过智能手环、高清摄像机(或作业记录仪)等监测设备对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测,以保证现场作业人员的操作规范,保障电网和作业人员的安全。
所述警报模块包括系统警报模块与人员警报模块,用于异常情况的警报。
具体地,当设备监测模块监测到设备状态存在问题时,系统警报模块通过报警器发出警报;当人员监测模块监测作业人员身体状况存在异常趋势时,发出警报进行提示,当作业人员身体状况出现异常情况时,及时发送呼救信息。
工作原理:本发明所述的用于电网现场作业指导的系统通过数据采集模块实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据,将采集的数据输入指导方案生成模块生成电网现场作业的指导方案,通过指导方案显示模块三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程,作业人员按照该模拟过程进行现场作业,其中,作业过程中,通过监测模块实时监测人员和设备的状态,当状态出现异常情况时,启动警报。
实施例二
本实施例的目的是提供一种用于电网现场作业指导的装置,基于上述实施例一中的系统实现,包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块。
其中,所述数据采集模块包括电力数据采集器、温度传感器、压力传感器、摄像机、气体监测仪和GPS定位器,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据。
具体地,所述电力数据采集器用于采集电网现场的实时电网运行数据,包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率;所述温度传感器、压力传感器、摄像机、气体监测仪用于采集作业场地的实时环境数据,包括温度、压强、气体成分、是否带电、是否为交叉作业、是否为高空作业;所述GPS定位器用于采集作业场地的定位数据,包括位置信息。
所述指导方案显示模块包括三维动画显示器,三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程。
所述监测模块包括智能手环、高清摄像机、作业记录仪,对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测。
所述警报模块包括报警器和通讯设备,用于异常情况的警报。当设备监测模块监测到设备状态存在问题时,系统警报模块通过报警器发出警报;当人员监测模块监测作业人员身体状况存在异常趋势时,发出警报进行提示,当作业人员身体状况出现异常情况时,及时发送呼救信息。
本领域技术人员应该明白,上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块;
所述数据采集模块由电力数据采集模块、环境数据采集模块和定位模块构成,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据;
所述指导方案生成模块用于将采集的数据输入训练完成的神经网络模型中,输出电网现场作业的指导方案;
所述指导方案显示模块用于三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程;
所述监测模块,包括人员监测模块和设备监测模块,用于对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测;
所述警报模块包括系统警报模块与人员警报模块,用于异常情况的警报。
2.如权利要求1所述的一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,所述电网运行数据包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率;所述作业场地的环境数据包括温度、压强、气体成分、是否带电、是否为交叉作业、是否为高空作业;所述作业场地的定位数据包括作业场地的位置信息。
3.如权利要求1所述的一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,所述神经网络模型的训练过程为:
根据已知的电网运行数据、作业场地环境数据、作业场地定位数据以及相应情况下相匹配的电网现场作业方案,形成训练样本集合;
将训练样本集合内的训练样本输入到初始化的预设结构的神经网络中;
计算神经网络输出的误差,若误差范围小于预设条件阈值,则训练完成;否则调整神经网络中的参数继续训练,直至误差范围小于预设条件阈值或满足预设训练停止条件,停止神经网络训练。
4.如权利要求1所述的一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,所述系统中存有与各种作业方案相匹配的标准化作业指导三维动画,所述指导方案显示模块接收指导方案后,调取相应的三维动画,通过显示器进行显示。
5.如权利要求1所述的一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,所述人员监测模块包括人员信息监测单元与人员健康监测单元,所述设备检测模块包括安装服务监测单元和安全标示监测单元。
6.如权利要求5所述的一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,所述人员健康监测单元包括心率监测与血压监测。
7.如权利要求1所述的一种用于电网现场作业指导的系统,其特征是,当设备监测模块监测到设备状态存在问题时,系统警报模块通过报警器发出警报;当人员监测模块监测作业人员身体状况存在异常趋势时,发出警报进行提示,当作业人员身体状况出现异常情况时,及时发送呼救信息。
8.基于权利要求1-7任一项所述的一种用于电网现场作业指导的装置,其特征是,包括数据采集模块、指导方案生成模块、指导方案显示模块、监测模块和警报模块;
所述数据采集模块包括电力数据采集器、温度传感器、压力传感器、摄像机、气体监测仪和GPS定位器,用于实时采集电网现场的电网运行数据、作业场地的环境数据和作业场地的定位数据;
所述指导方案显示模块包括三维动画显示器,三维模拟显示输出指导方案的具体实施过程;
所述监测模块包括智能手环、高清摄像机、作业记录仪,对作业人员的个人状况和电网的设备状态进行监测;
所述警报模块包括报警器和通讯设备,用于异常情况的警报,当设备监测模块监测到设备状态存在问题时,系统警报模块通过报警器发出警报;当人员监测模块监测作业人员身体状况存在异常趋势时,发出警报进行提示,当作业人员身体状况出现异常情况时,及时发送呼救信息。
9.一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并实现如权利要求1-7任一项所述的一种用于电网现场作业指导的系统。
10.一种计算机可读存储介质,其特征是:其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7中任一项所述的一种用于电网现场作业指导的系统。
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