CN115690039A - 一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，本发明通过获取目标变电站中故障电力设备的位置，分析得到高空作业车的最佳工作区域，使变电站高空车工作区域的选取更加严谨，防止高空车工作过程中发生触电危险或倾倒危险，获取高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数，综合得到高空作业车的操作安全指数，实现从精准性和稳定性方面对变电站高空车作业的操作安全进行深度数据化分析，实时获取高空作业车工作过程中的降雨量和风速，分析得到高空作业车工作的气象风险系数，并进行预警，丰富变电站高空车作业安全评估指标的多样化，进而提高变电站高空车作业安全总体评估结果的可靠性和准确性。

Description

一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法

技术领域

本发明涉及变电站工程施工现场高空车作业安全监测管控领域，涉及到一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法。

背景技术

高空作业车凭借其方便、灵活的特性，不仅为高处作业提供充分便利，并且极大提高工作效率，降低施工成本，因此，高空作业车在变电站工程施工现场中越来越常见，但高空作业车在变电站工程施工现场中的安全问题却往往被人们所忽视，如果变电站工程施工现场高空车作业发生安全事故，不仅威胁人员的生命安全，造成经济损失，还可能破坏变电站中的电力设备，进而对局部区域电网的正常运行造成严重干扰，后果不堪设想，因此，对变电站工程施工现场高空车作业安全进行监测管控，具有重要意义。

现有的变电站工程施工现场高空车作业安全监测管控方法存在一些弊端：一方面，在选取高空车的工作区域时没有考虑与变电站中电力设备保持安全距离和地面的平整度，使得高空车工作区域的选取不够理想，存在误差，进而使得高空车工作过程中可能存在触电危险和倾倒危险，另一方面，在评估变电站高空车作业的操作安全时主要依靠施工现场管理人员的观测，没有从精准性和稳定性方面对变电站高空车作业的操作安全进行深度数据化分析，且变电站高空车作业安全评估的指标过于单一，缺乏对变电站高空车作业的外界环境的分析，如暴雨和强风等恶劣天气，进而使得变电站高空车作业安全总体评估结果的可靠性和准确性比较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，具体技术方案如下：

一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，包括如下步骤：

步骤一、高空作业车安全工作区域获取：获取目标变电站中故障电力设备的位置，根据目标变电站中故障电力设备的位置，分析得到高空作业车的安全工作区域；

步骤二、高空作业车最佳工作区域确定：将高空作业车的安全工作区域按照等面积原则进行划分，得到各安全子区域，获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域；

步骤三、高空作业车运行参数获取：获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，其中运行参数包括托举速度、振动程度和吊篮倾斜度；

步骤四、高空作业车运行稳定性分析：根据高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，分析得到高空作业车的运行稳定性系数；

步骤五、高空作业车理想动作参数获取：获取高空作业车的托举重力和故障电力设备的维修点高度，分析得到高空作业车的理想动作参数，其中理想动作参数包括理想机臂升起高度和理想机臂倾斜角度；

步骤六、高空作业车动作精准性分析：获取高空作业车的实际动作参数，其中实际动作参数包括实际机臂升起高度和实际机臂倾斜角度，将高空作业车的实际动作参数与理想动作参数进行比对，得到高空作业车的动作精准性系数；

步骤七、高空作业车操作安全评估：根据高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数，评估得到高空作业车的操作安全指数，并进行处理；

步骤八、外界环境参数获取：实时获取高空作业车工作过程中的外界环境参数，其中外界环境参数包括降雨量和风速；

步骤九、外界环境风险预警：根据高空作业车工作过程中的外界环境参数，分析得到高空作业车工作的气象风险系数，并进行预警。

在上述实施例的基础上，所述步骤一的具体分析过程为：

从目标变电站控制中心获取故障电力设备的位置，以故障电力设备的位置为圆心，以设定距离为半径作圆，得到目标区域，获取目标区域内各电力设备，将其记为各指定电力设备，获取各指定电力设备的电压等级，提取数据库中存储的不同电压等级对应的安全距离，筛选得到各指定电力设备对应的安全距离，获取各指定电力设备的位置，以各指定电力设备的位置为圆心，以各指定设备对应的安全距离为半径，得到各指定电力设备的禁止区域，将目标区域与各指定电力设备的禁止区域进行比对，得到目标区域与各指定电力设备禁止区域的重叠区域面积，将目标区域面积减去目标区域与各指定电力设备禁止区域的重叠区域面积，得到高空作业车的安全工作区域面积，进而得到高空作业车的安全工作区域。

在上述实施例的基础上，所述步骤二中获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域，具体分析过程为：

按照预设的地形监测点布设方法在各安全子区域布设各地形监测点，分别在各安全子区域的中心点处布设地形参考点，将三维激光扫描仪分别放置于各安全子区域的地形参考点，获取各安全子区域中各地形监测点的三维坐标，将其记为

a表示第a个安全子区域的编号，a＝1,2,...,b，c表示第c个地形监测点的编号，c＝1,2,...,d；

将各安全子区域中各地形监测点三维坐标中的z轴坐标代入公式

得到各安全子区域的地面平整度β^a，其中χ表示预设的安全子区域的地面平整度修正因子，d表示安全子区域中地形监测点的总数量，

表示第a个安全子区域中第c-1个地形监测点的z轴坐标，Δz表示预设的两地形监测点z轴坐标之间差值的阈值；

将各安全子区域的地面平整度进行相互比较，筛选出最大地面平整度对应的安全子区域，将其记为高空作业车的最佳工作区域。

在上述实施例的基础上，所述步骤三中获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，具体获取方法为：

通过高清摄像头获取高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，根据高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，分析得到高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度和吊篮倾斜度，将其分别记为

和φⁱ，i表示第i个采样时刻的编号，i＝1,2,...,n；

按照预设的振动检测点布设方法在高空作业车机臂表面布设各振动检测点，通过振动测量仪获取高空作业车机臂表面各振动检测点在各采样时刻的振动速度，分析得到高空作业车运行过程中各采样时刻的振动程度，将其记为εⁱ。

在上述实施例的基础上，所述步骤四中高空作业车的运行稳定性系数，具体获取分析方法为：

将高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度

振动程度εⁱ和吊篮倾斜度φⁱ代入公式

得到高空作业车的运行稳定性系数

其中v_托举标表示数据库中存储的高空作业车标准托举速度，ε_设、φ_设分别表示预设的高空作业车运行过程中允许振动程度和允许吊篮倾斜度，γ₁、γ₂、γ₃分别表示预设的高空作业车运行过程中托举速度、振动程度和吊篮倾斜度的权重因子。

在上述实施例的基础上，所述步骤五中高空作业车的理想动作参数，具体分析过程为：

通过重力传感器获取维修故障电力设备的人员和工具的总重力，将其记为高空作业车的托举重力，将高空作业车的托举重力记为g，通过激光测距仪获取故障电力设备的维修点高度，将其记为H；

将故障电力设备的维修点高度代入公式η＝κ₁*(H-ΔH)得到高空作业车的理想机臂升起高度η，其中κ₁表示预设的高空作业车的理想机臂升起高度补偿因子，ΔH表示预设的维修人员操作空间的预留高度；

将高空作业车的托举重力代入公式

得到高空作业车的理想机臂倾斜角度θ_机臂，其中κ₂表示预设的高空作业车的理想机臂倾斜角度修正因子，g′表示预设的高空作业车允许承受的最大托举重力径向分量。

在上述实施例的基础上，所述步骤六中高空作业车的动作精准性系数，具体获取方法为：

通过高清摄像头获取高空作业车在托举过程中最后时刻的图像，根据高空作业车在托举过程中最后时刻的图像，得到高空作业车托举过程中最后时刻高空作业车吊篮离地面的垂直高度，将其记为高空作业车的实际机臂升起高度，并得到高空作业车托举过程中最后时刻高空作业车机臂与竖直方向的夹角，将其记为高空作业车的实际机臂倾斜角度，将高空作业车的实际机臂升起高度和实际机臂倾斜角度分别记为η′和θ′_机臂；

将高空作业车的理想机臂升起高度η、理想机臂倾斜角度θ_机臂、实际机臂升起高度η′、实际机臂倾斜角度θ′_机臂代入公式

得到高空作业车的动作精准性系数μ，其中Δη表示预设的高空作业车机臂升起高度的允许偏差，Δθ′_机臂表示预设的高空作业车机臂倾斜角度的允许偏差，λ₁、λ₂分别表示预设的高空作业车的机臂升起高度和机臂倾斜角度的权重因子。

在上述实施例的基础上，所述步骤七的具体过程为：

将高空作业车的运行稳定性系数

和动作精准性系数μ代入公式

得到高空作业车的操作安全指数

其中σ₁、σ₂分别表示预设的高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数的权值；

将高空作业车的操作安全指数与预设的高空作业车的操作安全指数参考范围进行比对，若高空作业车的操作安全指数小于操作安全指数参考范围的下限值，表明高空作业车的操作存在安全隐患，并通知目标变电站的安全管理人员进行处理。

在上述实施例的基础上，所述步骤八中获取高空作业车工作过程中的外界环境参数，具体方法为：

通过雨量器实时监测高空作业车工作过程中的降雨量，将其记为Q_雨；

按照预设的风力监测点选取方法在高空作业车的最佳工作区域内选取风力监测点，按照等高度原则，在风力监测点处布设各风速采集点，通过桨叶式风速表获取风力监测点处各风速采集点对应的风速，对风力监测点处各风速采集点对应的风速进行平均值计算，得到风力监测点处的平均风速，将其记为高空作业车工作过程中的风速，将高空作业车工作过程中的风速记为r。

在上述实施例的基础上，所述步骤九的具体过程为：

将高空作业车工作过程中的降雨量Q_雨和风速r代入公式

得到高空作业车工作的气象风险系数ξ，其中τ表示预设的高空作业车工作的气象风险系数修正因子，Q_设、r_设分别表示预设的高空作业车工作过程中的降雨量阈值和风速阈值，ψ₁、ψ₂分别表示预设的高空作业车工作过程中的降雨量和风速的权重因子；

将高空作业车工作的气象风险系数与预设的气象风险系数阈值进行比较，若高空作业车工作的气象风险系数大于预设的气象风险系数阈值，表明高空作业车工作的气象环境恶劣，并通过语音提示设备进行预警。

相对于现有技术，本发明所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法以下有益效果：

本发明提供的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，通过获取目标变电站中故障电力设备的位置，分析得到高空作业车的安全工作区域，进一步分析得到高空作业车的最佳工作区域，进而使得变电站高空车工作区域的选取更加严谨，防止高空车工作过程中发生触电危险或倾倒危险，获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，分析得到高空作业车的运行稳定性系数，获取高空作业车的理想动作参数和实际动作参数，分析得到高空作业车的动作精准性系数，综合高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数，评估得到高空作业车的操作安全指数，从精准性和稳定性方面对变电站高空车作业的操作安全进行深度数据化分析，实时获取高空作业车工作过程中的降雨量和风速，分析得到高空作业车工作的气象风险系数，并进行预警，丰富变电站高空车作业安全评估指标的多样化，进而提高变电站高空车作业安全总体评估结果的可靠性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，包括如下步骤：

步骤一、高空作业车安全工作区域获取：获取目标变电站中故障电力设备的位置，根据目标变电站中故障电力设备的位置，分析得到高空作业车的安全工作区域。

作为一种优选方案，所述步骤一的具体分析过程为：

从目标变电站控制中心获取故障电力设备的位置，以故障电力设备的位置为圆心，以设定距离为半径作圆，得到目标区域，获取目标区域内各电力设备，将其记为各指定电力设备，获取各指定电力设备的电压等级，提取数据库中存储的不同电压等级对应的安全距离，筛选得到各指定电力设备对应的安全距离，获取各指定电力设备的位置，以各指定电力设备的位置为圆心，以各指定设备对应的安全距离为半径，得到各指定电力设备的禁止区域，将目标区域与各指定电力设备的禁止区域进行比对，得到目标区域与各指定电力设备禁止区域的重叠区域面积，将目标区域面积减去目标区域与各指定电力设备禁止区域的重叠区域面积，得到高空作业车的安全工作区域面积，进而得到高空作业车的安全工作区域。

步骤二、高空作业车最佳工作区域确定：将高空作业车的安全工作区域按照等面积原则进行划分，得到各安全子区域，获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域。

作为一种优选方案，所述步骤二中获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域，具体分析过程为：

按照预设的地形监测点布设方法在各安全子区域布设各地形监测点，分别在各安全子区域的中心点处布设地形参考点，将三维激光扫描仪分别放置于各安全子区域的地形参考点，获取各安全子区域中各地形监测点的三维坐标，将其记为

a表示第a个安全子区域的编号，a＝1,2,...,b，c表示第c个地形监测点的编号，c＝1,2,...,d；

将各安全子区域中各地形监测点三维坐标中的z轴坐标代入公式

得到各安全子区域的地面平整度β^a，其中χ表示预设的安全子区域的地面平整度修正因子，d表示安全子区域中地形监测点的总数量，

表示第a个安全子区域中第c-1个地形监测点的z轴坐标，Δz表示预设的两地形监测点z轴坐标之间差值的阈值；

将各安全子区域的地面平整度进行相互比较，筛选出最大地面平整度对应的安全子区域，将其记为高空作业车的最佳工作区域。

在本实施例中，本发明通过获取目标变电站中故障电力设备的位置，分析得到高空作业车的安全工作区域，将高空作业车的安全工作区域按照等面积原则进行划分，得到各安全子区域，获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域，进而使得变电站高空车工作区域的选取更加严谨，防止高空车工作过程中发生触电危险或倾倒危险。

步骤三、高空作业车运行参数获取：获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，其中运行参数包括托举速度、振动程度和吊篮倾斜度。

作为一种优选方案，所述步骤三中获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，具体获取方法为：

通过高清摄像头获取高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，根据高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，分析得到高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度和吊篮倾斜度，将其分别记为

和φⁱ，i表示第i个采样时刻的编号，i＝1,2,...,n；

按照预设的振动检测点布设方法在高空作业车机臂表面布设各振动检测点，通过振动测量仪获取高空作业车机臂表面各振动检测点在各采样时刻的振动速度，分析得到高空作业车运行过程中各采样时刻的振动程度，将其记为εⁱ。

需要说明的是，上述高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度，具体分析方法为：

根据高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，得到高空作业车机臂在各采样时刻的图像，构建高空作业车机臂在各采样时刻的空间模型，按照预设的速度标记点布设方法在高空作业车机臂表面布设各速度标记点，获取高空作业车机臂表面各速度标记点在各采样时刻的位移变化量，将其记为

i表示第i个采样时刻的编号，i＝1,2,...,n，f表示第f个速度标记点的编号，f＝1,2,...,h，将高空作业车机臂表面各速度标记点在各采样时刻的位移变化量代入公式

得到高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度

其中δ₁表示预设的高空作业车运行过程中托举速度的修正因子，Δt表示预设的相邻采样时刻的时间间隔。

需要说明的是，上述高空作业车运行过程中各采样时刻的吊篮倾斜度，具体分析方法为：

根据高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，得到高空作业车吊篮在各采样时刻的图像，根据高空作业车吊篮在各采样时刻的图像，得到高空作业车吊篮在各采样时刻的底面轮廓，将高空作业车吊篮在各采样时刻的底面轮廓与水平基准线进行比对，得到高空作业车吊篮在各采样时刻的底面轮廓与水平基准线之间的夹角，将其记为高空作业车吊篮在各采样时刻的倾斜角，将高空作业车吊篮在各采样时刻的倾斜角代入公式

得到高空作业车运行过程中各采样时刻的吊篮倾斜度φⁱ，其中δ₃表示预设的高空作业车运行过程中吊篮倾斜度的修正因子，

表示高空作业车吊篮在第i个采样时刻的倾斜角，i＝1,2,...,n，Δθ表示预设的高空作业车吊篮倾斜角阈值。

需要说明的是，上述高空作业车运行过程中各采样时刻的振动程度，具体获取方法为：

将高空作业车机臂表面各振动检测点在各采样时刻的振动速度记为

p表示第p个振动检测点的编号，p＝1,2,...,q，将高空作业车机臂表面各振动检测点在各采样时刻的振动速度代入公式

得到高空作业车运行过程中各采样时刻的振动程度εⁱ，其中δ₂表示预设的高空作业车运行过程中振动程度的修正因子，e表示自然常数，q表示高空作业车机臂表面振动检测点的总数量，v_振动设表示预设的高空作业车机臂表面振动检测点的振动速度阈值。

步骤四、高空作业车运行稳定性分析：根据高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，分析得到高空作业车的运行稳定性系数。

作为一种优选方案，所述步骤四中高空作业车的运行稳定性系数，具体获取分析方法为：

将高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度

振动程度εⁱ和吊篮倾斜度φⁱ代入公式

得到高空作业车的运行稳定性系数

其中v_托举标表示数据库中存储的高空作业车标准托举速度，ε_设、φ_设分别表示预设的高空作业车运行过程中允许振动程度和允许吊篮倾斜度，γ₁、γ₂、γ₃分别表示预设的高空作业车运行过程中托举速度、振动程度和吊篮倾斜度的权重因子。

步骤五、高空作业车理想动作参数获取：获取高空作业车的托举重力和故障电力设备的维修点高度，分析得到高空作业车的理想动作参数，其中理想动作参数包括理想机臂升起高度和理想机臂倾斜角度。

作为一种优选方案，所述步骤五中高空作业车的理想动作参数，具体分析过程为：

通过重力传感器获取维修故障电力设备的人员和工具的总重力，将其记为高空作业车的托举重力，将高空作业车的托举重力记为g，通过激光测距仪获取故障电力设备的维修点高度，将其记为H；

将故障电力设备的维修点高度代入公式η＝κ₁*(H-ΔH)得到高空作业车的理想机臂升起高度η，其中κ₁表示预设的高空作业车的理想机臂升起高度补偿因子，ΔH表示预设的维修人员操作空间的预留高度；

将高空作业车的托举重力代入公式

得到高空作业车的理想机臂倾斜角度θ_机臂，其中κ₂表示预设的高空作业车的理想机臂倾斜角度修正因子，g′表示预设的高空作业车允许承受的最大托举重力径向分量。

步骤六、高空作业车动作精准性分析：获取高空作业车的实际动作参数，其中实际动作参数包括实际机臂升起高度和实际机臂倾斜角度，将高空作业车的实际动作参数与理想动作参数进行比对，得到高空作业车的动作精准性系数。

作为一种优选方案，所述步骤六中高空作业车的动作精准性系数，具体获取方法为：

通过高清摄像头获取高空作业车在托举过程中最后时刻的图像，根据高空作业车在托举过程中最后时刻的图像，得到高空作业车托举过程中最后时刻高空作业车吊篮离地面的垂直高度，将其记为高空作业车的实际机臂升起高度，并得到高空作业车托举过程中最后时刻高空作业车机臂与竖直方向的夹角，将其记为高空作业车的实际机臂倾斜角度，将高空作业车的实际机臂升起高度和实际机臂倾斜角度分别记为η′和θ′_机臂；

将高空作业车的理想机臂升起高度η、理想机臂倾斜角度θ_机臂、实际机臂升起高度η′、实际机臂倾斜角度θ′_机臂代入公式

得到高空作业车的动作精准性系数μ，其中Δη表示预设的高空作业车机臂升起高度的允许偏差，Δθ′_机臂表示预设的高空作业车机臂倾斜角度的允许偏差，λ₁、λ₂分别表示预设的高空作业车的机臂升起高度和机臂倾斜角度的权重因子。

步骤七、高空作业车操作安全评估：根据高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数，评估得到高空作业车的操作安全指数，并进行处理。

作为一种优选方案，所述步骤七的具体过程为：

将高空作业车的运行稳定性系数

和动作精准性系数μ代入公式

得到高空作业车的操作安全指数

其中σ₁、σ₂分别表示预设的高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数的权值；

将高空作业车的操作安全指数与预设的高空作业车的操作安全指数参考范围进行比对，若高空作业车的操作安全指数小于操作安全指数参考范围的下限值，表明高空作业车的操作存在安全隐患，并通知目标变电站的安全管理人员进行处理。

在本实施例中，本发明通过获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，分析得到高空作业车的运行稳定性系数，获取高空作业车的理想动作参数和实际动作参数，分析得到高空作业车的动作精准性系数，综合高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数，评估得到高空作业车的操作安全指数，并进行处理，从精准性和稳定性方面对变电站高空车作业的操作安全进行深度数据化分析，提高变电站高空车作业安全总体评估结果的准确性。

步骤八、外界环境参数获取：实时获取高空作业车工作过程中的外界环境参数，其中外界环境参数包括降雨量和风速。

作为一种优选方案，所述步骤八中获取高空作业车工作过程中的外界环境参数，具体方法为：

通过雨量器实时监测高空作业车工作过程中的降雨量，将其记为Q_雨；

按照预设的风力监测点选取方法在高空作业车的最佳工作区域内选取风力监测点，按照等高度原则，在风力监测点处布设各风速采集点，通过桨叶式风速表获取风力监测点处各风速采集点对应的风速，对风力监测点处各风速采集点对应的风速进行平均值计算，得到风力监测点处的平均风速，将其记为高空作业车工作过程中的风速，将高空作业车工作过程中的风速记为r。

步骤九、外界环境风险预警：根据高空作业车工作过程中的外界环境参数，分析得到高空作业车工作的气象风险系数，并进行预警。

作为一种优选方案，所述步骤九的具体过程为：

将高空作业车工作过程中的降雨量Q_雨和风速r代入公式

得到高空作业车工作的气象风险系数ξ，其中τ表示预设的高空作业车工作的气象风险系数修正因子，Q_设、r_设分别表示预设的高空作业车工作过程中的降雨量阈值和风速阈值，ψ₁、ψ₂分别表示预设的高空作业车工作过程中的降雨量和风速的权重因子；

将高空作业车工作的气象风险系数与预设的气象风险系数阈值进行比较，若高空作业车工作的气象风险系数大于预设的气象风险系数阈值，表明高空作业车工作的气象环境恶劣，并通过语音提示设备进行预警。

在本实施例中，本发明通过实时获取高空作业车工作过程中的降雨量和风速，分析得到高空作业车工作的气象风险系数，并进行预警，丰富变电站高空车作业安全评估指标的多样化，进而提高变电站高空车作业安全总体评估结果的可靠性，为变电站高空车作业安全提供有利保障。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、高空作业车安全工作区域获取：获取目标变电站中故障电力设备的位置，根据目标变电站中故障电力设备的位置，分析得到高空作业车的安全工作区域；

步骤二、高空作业车最佳工作区域确定：将高空作业车的安全工作区域按照等面积原则进行划分，得到各安全子区域，获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域；

步骤三、高空作业车运行参数获取：获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，其中运行参数包括托举速度、振动程度和吊篮倾斜度；

步骤四、高空作业车运行稳定性分析：根据高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，分析得到高空作业车的运行稳定性系数；

步骤五、高空作业车理想动作参数获取：获取高空作业车的托举重力和故障电力设备的维修点高度，分析得到高空作业车的理想动作参数，其中理想动作参数包括理想机臂升起高度和理想机臂倾斜角度；

步骤六、高空作业车动作精准性分析：获取高空作业车的实际动作参数，其中实际动作参数包括实际机臂升起高度和实际机臂倾斜角度，将高空作业车的实际动作参数与理想动作参数进行比对，得到高空作业车的动作精准性系数；

步骤七、高空作业车操作安全评估：根据高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数，评估得到高空作业车的操作安全指数，并进行处理；

步骤八、外界环境参数获取：实时获取高空作业车工作过程中的外界环境参数，其中外界环境参数包括降雨量和风速；

步骤九、外界环境风险预警：根据高空作业车工作过程中的外界环境参数，分析得到高空作业车工作的气象风险系数，并进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤一的具体分析过程为：

从目标变电站控制中心获取故障电力设备的位置，以故障电力设备的位置为圆心，以设定距离为半径作圆，得到目标区域，获取目标区域内各电力设备，将其记为各指定电力设备，获取各指定电力设备的电压等级，提取数据库中存储的不同电压等级对应的安全距离，筛选得到各指定电力设备对应的安全距离，获取各指定电力设备的位置，以各指定电力设备的位置为圆心，以各指定设备对应的安全距离为半径，得到各指定电力设备的禁止区域，将目标区域与各指定电力设备的禁止区域进行比对，得到目标区域与各指定电力设备禁止区域的重叠区域面积，将目标区域面积减去目标区域与各指定电力设备禁止区域的重叠区域面积，得到高空作业车的安全工作区域面积，进而得到高空作业车的安全工作区域。

3.根据权利要求1所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤二中获取各安全子区域的地面平整度，分析得到高空作业车的最佳工作区域，具体分析过程为：

按照预设的地形监测点布设方法在各安全子区域布设各地形监测点，分别在各安全子区域的中心点处布设地形参考点，将三维激光扫描仪分别放置于各安全子区域的地形参考点，获取各安全子区域中各地形监测点的三维坐标，将其记为

a表示第a个安全子区域的编号，a＝1,2,...,b，c表示第c个地形监测点的编号，c＝1,2,...,d；

将各安全子区域中各地形监测点三维坐标中的z轴坐标代入公式

得到各安全子区域的地面平整度β^a，其中χ表示预设的安全子区域的地面平整度修正因子，d表示安全子区域中地形监测点的总数量，

表示第a个安全子区域中第c-1个地形监测点的z轴坐标，Δz表示预设的两地形监测点z轴坐标之间差值的阈值；

将各安全子区域的地面平整度进行相互比较，筛选出最大地面平整度对应的安全子区域，将其记为高空作业车的最佳工作区域。

4.根据权利要求1所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤三中获取高空作业车运行过程中各采样时刻的运行参数，具体获取方法为：

通过高清摄像头获取高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，根据高空作业车运行过程中各采样时刻的图像，分析得到高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度和吊篮倾斜度，将其分别记为

和φⁱ，i表示第i个采样时刻的编号，i＝1,2,...,n；

按照预设的振动检测点布设方法在高空作业车机臂表面布设各振动检测点，通过振动测量仪获取高空作业车机臂表面各振动检测点在各采样时刻的振动速度，分析得到高空作业车运行过程中各采样时刻的振动程度，将其记为εⁱ。

5.根据权利要求4所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤四中高空作业车的运行稳定性系数，具体获取分析方法为：

将高空作业车运行过程中各采样时刻的托举速度

振动程度εⁱ和吊篮倾斜度φⁱ代入公式

得到高空作业车的运行稳定性系数

其中v_托举标表示数据库中存储的高空作业车标准托举速度，ε_设、φ_设分别表示预设的高空作业车运行过程中允许振动程度和允许吊篮倾斜度，γ₁、γ₂、γ₃分别表示预设的高空作业车运行过程中托举速度、振动程度和吊篮倾斜度的权重因子。

6.根据权利要求1所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤五中高空作业车的理想动作参数，具体分析过程为：

通过重力传感器获取维修故障电力设备的人员和工具的总重力，将其记为高空作业车的托举重力，将高空作业车的托举重力记为g，通过激光测距仪获取故障电力设备的维修点高度，将其记为H；

将故障电力设备的维修点高度代入公式η＝κ₁*(H-ΔH)得到高空作业车的理想机臂升起高度η，其中κ₁表示预设的高空作业车的理想机臂升起高度补偿因子，ΔH表示预设的维修人员操作空间的预留高度；

将高空作业车的托举重力代入公式

得到高空作业车的理想机臂倾斜角度θ_机臂，其中κ₂表示预设的高空作业车的理想机臂倾斜角度修正因子，g′表示预设的高空作业车允许承受的最大托举重力径向分量。

7.根据权利要求6所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤六中高空作业车的动作精准性系数，具体获取方法为：

通过高清摄像头获取高空作业车在托举过程中最后时刻的图像，根据高空作业车在托举过程中最后时刻的图像，得到高空作业车托举过程中最后时刻高空作业车吊篮离地面的垂直高度，将其记为高空作业车的实际机臂升起高度，并得到高空作业车托举过程中最后时刻高空作业车机臂与竖直方向的夹角，将其记为高空作业车的实际机臂倾斜角度，将高空作业车的实际机臂升起高度和实际机臂倾斜角度分别记为η′和θ′_机臂；

将高空作业车的理想机臂升起高度η、理想机臂倾斜角度θ_机臂、实际机臂升起高度η′、实际机臂倾斜角度θ′_机臂代入公式

得到高空作业车的动作精准性系数μ，其中Δη表示预设的高空作业车机臂升起高度的允许偏差，Δθ′_机臂表示预设的高空作业车机臂倾斜角度的允许偏差，λ₁、λ₂分别表示预设的高空作业车的机臂升起高度和机臂倾斜角度的权重因子。

8.根据权利要求7所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤七的具体过程为：

将高空作业车的运行稳定性系数

和动作精准性系数μ代入公式

得到高空作业车的操作安全指数

其中σ₁、σ₂分别表示预设的高空作业车的运行稳定性系数和动作精准性系数的权值；

将高空作业车的操作安全指数与预设的高空作业车的操作安全指数参考范围进行比对，若高空作业车的操作安全指数小于操作安全指数参考范围的下限值，表明高空作业车的操作存在安全隐患，并通知目标变电站的安全管理人员进行处理。

9.根据权利要求1所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤八中获取高空作业车工作过程中的外界环境参数，具体方法为：

通过雨量器实时监测高空作业车工作过程中的降雨量，将其记为Q_雨；

按照预设的风力监测点选取方法在高空作业车的最佳工作区域内选取风力监测点，按照等高度原则，在风力监测点处布设各风速采集点，通过桨叶式风速表获取风力监测点处各风速采集点对应的风速，对风力监测点处各风速采集点对应的风速进行平均值计算，得到风力监测点处的平均风速，将其记为高空作业车工作过程中的风速，将高空作业车工作过程中的风速记为r。

10.根据权利要求1所述的一种变电站工程施工现场关键点作业安全监测管控方法，其特征在于：所述步骤九的具体过程为：

将高空作业车工作过程中的降雨量Q_雨和风速r代入公式

得到高空作业车工作的气象风险系数ξ，其中τ表示预设的高空作业车工作的气象风险系数修正因子，Q_设、r_设分别表示预设的高空作业车工作过程中的降雨量阈值和风速阈值，ψ₁、ψ₂分别表示预设的高空作业车工作过程中的降雨量和风速的权重因子；

将高空作业车工作的气象风险系数与预设的气象风险系数阈值进行比较，若高空作业车工作的气象风险系数大于预设的气象风险系数阈值，表明高空作业车工作的气象环境恶劣，并通过语音提示设备进行预警。

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