CN114639217A - 一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,包括激光雷达扫描模块、数据通讯模块、数据处理与控制模块、语音告警模块、视频联动模块;激光雷达扫描模块包括若干个激光雷达,用于工作区域的循环扫描,完成数据的采集,并上送至数据处理与控制模块;语音告警模块包括扬声器,用于对告警信息进行语音播报,并完成告警信息的上送;视频联动模块包括若干个摄像头,用于出现告警时进行未授权工作区域的图像捕捉与上送工作;数据通讯模块用于数据的传输和管理;数据处理与控制模块用于接收激光雷达的数据信号,完成数据的分析与处理,并进行告警信号输出。本发明提供的系统可实时监控和告警,有助于违规作业现场的溯源工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于激光雷达的变电站区域防护与告警系统及其工作方法,属于输变电技术领域。
背景技术
随着我国电力技术与装备的快速发展,无人值守变电站得到大量应用,电网规模的增长与运检人员配置的矛盾日益突出,运检人员面临事多人少的工作压力。现阶段电网公司不断提出运检“精益化”、“智能化”的要求,对现有的安全防护技术提出了挑战,每年因作业人员无法有效管控造成误入工作区域、误操作等现象时有发生,造成了严重的经济损失,严重者造成人员伤亡。
目前变电站室内设备(包括二次屏柜及一次开关柜等)的防护主要依赖微机闭锁防误系统进行设备的安全管控,但是依然存在一个钥匙打开多个锁具的情况,甚至有些工作人员为了省事,使用万能钥匙随意打开锁具,直接跳过防误系统,不规范的操作易造成安全事故,而且事故后的溯源难以实现。
发明内容
目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种基于激光雷达的变电站区域防护与告警系统及其工作方法。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,所述变电站室内阵列排布有若干个屏柜,所述系统包括激光雷达扫描模块、数据通讯模块、数据处理与控制模块、语音告警模块、视频联动模块;屏柜前后划分有工作区域;
所述激光雷达扫描模块包括若干个激光雷达,用于工作区域的循环扫描,完成数据的采集,并上送至数据处理与控制模块;
所述语音告警模块包括扬声器,用于对告警信息进行语音播报,并完成告警信息的上送;
所述视频联动模块包括若干个摄像头,用于出现告警时进行未授权工作区域的图像捕捉与上送工作;
所述数据通讯模块用于数据的传输和管理;所述数据处理与控制模块用于接收激光雷达的数据信号,完成数据的分析与处理,通过对工作区域的授权,完成未授权区域人员闯入的告警信号输出。
进一步地,每一排屏柜对应设置有两个激光雷达,激光雷达安装在该排屏柜前侧工作区域和后侧工作区域的物理中央位置。
进一步地,相邻排屏柜之间的空间为一个通道,一个通道对应设置有一个摄像头,摄像头安装在该通道的端部。
进一步地,所述数据处理与控制模块以高性能工控机为硬件载体,实现数据的运算、存储和输出。
进一步地,所述告警信息上送至上一级服务器,所述上一级服务器为变电站内的本地工作站,变电站内的本地工作站的硬件与所述系统的硬件相互独立,该上一级服务器与所述系统仅有报文和文件的交互。
一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统的工作方法,包括如下过程,
1)系统对工作区域进行划分,每一个屏柜前后都需划分独立的工作区域,每个工作区域对应生成唯一的工作区域编号,编号与该屏柜功能进行关联;
2)在没有收到工作要求时,全站所有工作区域均为未授权区域,并进行实时监控;
3)有工作下达后,现场工作人员获得工作票,将工作票导入本系统;
4)系统收到工作票后进行自动解析,获得本次工作的工作内容,以及本次工作的工作区域,自动生成本次工作的授权区域编号列表,并由现场工作人员进行手动确认;
5)系统收到授权的工作区域后,如果工作人员在授权区域内进行操作,系统不做任何告警动作;当工作人员出现越界至未授权区域或者误入屏柜间隔时,系统即时发出语音告警并调取发出告警数据的区域内的摄像头进行图像抓拍,提醒工作人员存在违规行为,如果工作人员即时退出违规区域,告警停止,否则持续告警;
6)工作结束后,发送收工操作的指令,释放授权区域,并将所有防护区域设置为未授权区域,继续进行实时防护。
进一步地,所述步骤3)中,支持多张工作票的导入,即同时开展多个工作任务,相互并行,互不影响。
进一步地,导入多张工作票后,系统对导入的多张工作票依次解析通知,每个工作票独占一个进程线,各工作票的开工和收工互不干扰。
进一步地,步骤4)中,若自动解析生产的工作区域与实际工作区域有差别,工作人员手动选择添加或删除部分工作区域为授权区域。
进一步地,在有工作任务进行时,语音告警的语音为“进入未授权区域”;在无工作任务时,语音告警的语音为“你已进入危险区域,请立即离开”。
有益效果:本发明提供的防护与告警系统,可实时采集与处理激光雷达上送的数据,根据现场实际情况,实时对工作区域进行监控,如有发生人员闯入未授权区域或误入间隔,则进行即时的语音告警,及时提醒相关人员的行为违规,并对违规行为进行抓拍留存,有助于违规作业现场的溯源工作,同时对现场工作人员起到约束作用,提高现场工作人员的安全意识,减少原有的繁复的工作区域警戒布置工作。
本发明系统使用成本低,可以在原有的微机防误系统基础上加入本系统,一方面由虚拟的防护区域代替原有的警示线,减轻工作人员的工作量,自动生成的防护区域也极大地提高了工作效率;另一方面可对越界操作和误入间隔进行实时提醒,提高现场工作人员的安全意识,使各项操作都安全可靠,有力防范因误入间隔引起的安全事故。
附图说明
图1为本发明所述系统的工作流程示意图;
图2为本发明实施例的系统布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,所述变电站室内阵列排布有若干个屏柜,每个屏柜前后都划分有工作区域;所述系统包括激光雷达扫描模块、数据通讯模块、数据处理与控制模块、语音告警模块、视频联动模块。
所述激光雷达扫描模块包括若干个激光雷达,用于工作区域的循环扫描,完成数据的采集,并上送至数据处理与控制模块;所述语音告警模块包括扬声器,用于对告警信息进行语音播报,并完成告警信息的上送;所述视频联动模块包括若干个摄像头,用于出现告警时进行未授权工作区域的图像捕捉,并上送至变电站内的本地工作站进行存储和调用,通过本地工作站的软件可实现信息浏览;所述数据通讯模块用于数据的传输和管理;所述数据处理与控制模块用于接收激光雷达的数据信号,完成数据的分析与处理,通过对工作区域的授权,完成未授权区域人员闯入的告警信号输出。
每一排屏柜对应设置有两个激光雷达,激光雷达安装在该排屏柜前侧防护区域和后侧防护区域的物理中央位置。相邻排屏柜之间的空间为一个通道,一个通道对应设置有一个摄像头,摄像头安装在该通道的端部。
所述数据处理与控制模块以高性能工控机为硬件载体,实现数据的运算、存储和输出。所述高性能工控机安装有独立的操作系统,具有高性能CPU、大容量的内存和硬盘存储。
所述告警信息最终可在本系统的高性能工控机里导出,也可从上一级服务器中通过网络导出,用于阶段性的安全工作分析。
上述系统的工作流程如图1所示:
1)系统对工作区域进行划分,每一个屏柜前后都需划分独立的工作区域,每个工作区域对应生成唯一的工作区域编号,编号与该屏柜功能进行关联。
2)在没有收到工作要求时,全站所有工作区域均为未授权区域,并进行实时监控。
3)有工作下达后,现场工作人员获得工作票,将工作票导入本系统;支持多张工作票的导入,即同时开展多个工作任务,相互并行,互不影响。若授权工作区域包含多个屏柜,则需将涉及的屏柜的工作区域编号全部纳入授权区域编号。
4)系统收到工作票后进行自动解析,获得本次工作的工作内容,以及本次工作的工作区域,自动生成本次工作的授权区域编号列表,并由现场工作人员进行手动确认;
导入多张工作票后,系统对导入的多张工作票依次解析通知,每个工作票独占一个进程线,各工作票的开工和收工互不干扰。
若自动解析生产的工作区域与实际工作区域有差别,工作人员手动选择添加或删除部分工作区域为授权区域。
5)系统收到授权的工作区域后,如果工作人员在授权区域内进行操作,系统不做任何告警动作;当工作人员出现越界至未授权区域或者误入屏柜间隔时,系统即时发出语音告警并调取发出告警数据的区域内的摄像头进行图像抓拍,提醒工作人员存在违规行为,如果工作人员即时退出违规区域,告警停止,否则持续告警;
在有工作任务进行时,语音告警的语音为“进入未授权区域”;在无工作任务时,语音告警的语音为“你已进入危险区域,请立即离开”。
6)工作结束后,发送收工操作的指令,释放授权区域,并将所有防护区域设置为未授权区域,继续进行实时防护。
实施例1
以某220KV变电站为例,参阅图2,全站的二次保护室内设30个屏柜,屏柜编号1-30,每10个屏柜排列成一排;每排屏柜设有两个激光雷达,分别位于该排屏柜的前、后两侧的物理中央位置,所述激光雷达的扫描频率为20Hz,角分辨率0.25°,距离屏柜前、后面各20cm的距离,吊顶安装。相邻排屏柜之间形成通道,屏柜与保护室的室壁之间也形成通道,每个通道的起始位置安装一台摄像头,拍摄视角覆盖所对应通道。
在该二次保护室装设本发明所述系统,并已完成了该二次保护室的激光所能监控到的工作区域的设置。假设当下进行1#主变本体检修操作的工作,现场工作人员将工作票导入系统,系统自动解析工作票后将屏柜1、屏柜5、屏柜7、屏柜8四面屏柜前后工作区域设置为授权区域,并将四面屏柜的防护区屏1前、防护区屏1后、防护区屏5前、防护区屏5后、防护区屏7前、防护区屏7后、防护区屏8前、防护区屏8后所对应的工作区域编号进行授权开工,现场工作开展。如果工作人员不慎进入防护区屏3前进行操作,当工作人员走到防护区屏3前的工作区域内,系统通过激光雷达检测到有误入间隔的情况,在0.1s内进行语音“进入未授权区域”告警,及时提醒工作人员,并调取摄像头1进行图像抓拍。如果工作人员全程没有违规的地方,系统将不会做任何告警。收工后,释放本次授权区域,并将所有防护区域设置为未授权区域,继续进行实时保护。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,所述变电站室内阵列排布有若干个屏柜,其特征在于:所述系统包括激光雷达扫描模块、数据通讯模块、数据处理与控制模块、语音告警模块、视频联动模块;屏柜前后划分有工作区域;
所述激光雷达扫描模块包括若干个激光雷达,用于工作区域的循环扫描,完成数据的采集,并上送至数据处理与控制模块;
所述语音告警模块包括扬声器,用于对告警信息进行语音播报,并完成告警信息的上送;
所述视频联动模块包括若干个摄像头,用于出现告警时进行未授权工作区域的图像捕捉与上送工作;
所述数据通讯模块用于数据的传输和管理;所述数据处理与控制模块用于接收激光雷达的数据信号,完成数据的分析与处理,通过对工作区域的授权,完成未授权区域人员闯入的告警信号输出。
2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,其特征在于:每一排屏柜对应设置有两个激光雷达,激光雷达安装在该排屏柜前侧工作区域和后侧工作区域的物理中央位置。
3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,其特征在于:相邻排屏柜之间的空间为一个通道,一个通道对应设置有一个摄像头,摄像头安装在该通道的端部。
4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,其特征在于:所述数据处理与控制模块以高性能工控机为硬件载体,实现数据的运算、存储和输出。
5.根据权利要求1所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统,其特征在于:所述告警信息上送至上一级服务器,所述上一级服务器为变电站内的本地工作站。
6.一种基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统的工作方法,其特征在于:包括如下过程,
1)系统对工作区域进行划分,每一个屏柜前后都需划分独立的工作区域,每个工作区域对应生成唯一的工作区域编号,编号与该屏柜功能进行关联;
2)在没有收到工作要求时,全站所有工作区域均为未授权区域,并进行实时监控;
3)有工作下达后,现场工作人员获得工作票,将工作票导入本系统;
4)系统收到工作票后进行自动解析,获得本次工作的工作内容,以及本次工作的工作区域,自动生成本次工作的授权区域编号列表,并由现场工作人员进行手动确认;
5)系统收到授权的工作区域后,如果工作人员在授权区域内进行操作,系统不做任何告警动作;当工作人员出现越界至未授权区域或者误入屏柜间隔时,系统即时发出语音告警并调取发出告警数据的区域内的摄像头进行图像抓拍,提醒工作人员存在违规行为,如果工作人员即时退出违规区域,告警停止,否则持续告警;
6)工作结束后,发送收工操作的指令,释放授权区域,并将所有防护区域设置为未授权区域,继续进行实时防护。
7.根据权利要求6所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统的工作方法,其特征在于:所述步骤3)中,支持多张工作票的导入,即同时开展多个工作任务,相互并行,互不影响。
8.根据权利要求7所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统的工作方法,其特征在于:导入多张工作票后,系统对导入的多张工作票依次解析通知,每个工作票独占一个进程线,各工作票的开工和收工互不干扰。
9.根据权利要求6所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统的工作方法,其特征在于:步骤4)中,若自动解析生产的工作区域与实际工作区域有差别,工作人员手动选择添加或删除部分工作区域为授权区域。
10.根据权利要求6所述的基于激光雷达的变电站室内区域防护与告警系统的工作方法,其特征在于:在有工作任务进行时,语音告警的语音为“进入未授权区域”;在无工作任务时,语音告警的语音为“你已进入危险区域,请立即离开”。
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CN117081258A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-11-17 | 国网山东省电力公司莒南县供电公司 | 一种电网二次设备防误操作报警监控装置及使用操作方法 |
CN117081258B (zh) * | 2023-08-30 | 2024-04-30 | 国网山东省电力公司莒南县供电公司 | 一种电网二次设备防误操作报警监控装置及使用操作方法 |
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