CN116342101A - 一种电力安全作业管控方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

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张�浩
付振虎
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Abstract

本申请公开了一种电力安全作业管控方法，用以解决现有的电力安全作业管控依赖人工监测导致效率低的问题。包括：采集变电站内所有设备的点云数据；基于点云数据对变电站进行建模，以得到变电站的点云模型；在点云模型上，对变电站内所有带电设备进行带电标注；获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于作业参数计算带电作业人员与带电设备的距离；小于预设阈值时，进行报警。在点云模型上计算电力作业人员行进路线的安全性，并触发报警。同时，还能根据点云模型中带电体的坐标形成三维带电区域，并结合电力作业人员的实时位置坐标点预测遭遇带电体的几率，及时进行行进路线的纠偏以及语音报警，确保了电力作业人员的安全作业。

Description

一种电力安全作业管控方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及电力作业技术领域，尤其涉及一种电力安全作业管控方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
随着经济的发展，我国逐渐建成了世界上最庞大的电网系统。庞大的电网给运维检修工作也带来了巨大的挑战，目前通过在变电站检修、施工现场部署高清摄像头等设备，配合站内原有监控系统，实现了运行变电站内运维检修、扩建施工等风险作业的安全监控，安全管理人员远程通过监控巡视所有作业现场，及时纠正不安全的作业行为，为安全电力作业提供了有效的手段。
但是，当前基于视频监控和人工巡查结合的方式存在一定的局限性：首先，摄像头难以覆盖作业现场的每一个作业面；其次，较为依赖作业人员的经验水平；再其次，对人员人身安全难以保障，并且运检效率较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种电力安全作业管控方法、系统、设备及存储介质，用以解决上述问题。
一方面，本申请实施例提供了一种电力安全作业管控方法，所述方法包括：采集变电站内所有设备的点云数据；基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
在本申请的一种实现方式中，所述作业参数包括：电力作业人员的实时位置、电力作业人员的行进路线以及电力作业人员的生命体征。
在本申请的一种实现方式中，所述点云模型的构建过程，具体为：获取激光雷达扫描的原始点云数据；对所述原始点云数据进行点云语义分割，得到若干属性的分割区域，并对若干所述分割区域进行标签标记；整合若干所述分割区域，得到所述点云模型。
在本申请的一种实现方式中，所述基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离，具体为：获取所述带电作业人员的实时位置信息；将所述带电作业人员的实时位置标注在所述点云模型上；基于所述带电作业人员的行进路线，在所述点云模型上确定最近的带电设备，基于预设安全距离构建最近的带电设备所形成的三维带电区域；对所述实时位置到所述三维带电区域的距离进行约束求解。
在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：基于所述约束求解后得到的距离数据，对所述带电作业人员的行进路线进行纠偏，并生成新的行进路线；对所述新的行进路线进行语音播报；获取所述带电作业人员的生命体征数据，在所述生命体征数据异常的情况下，进行报警。
在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：将所述带电设备的点云坐标从笛卡尔坐标系转移到圆柱坐标系，以将所述带电设备的点云坐标转换为体素；基于所述体素，计算所述带电设备的三维方向特征，并计算各自的权重，然后与原始特征作权重化整合；输出预测特征；其中，所述预测特征用于表征所述带电作业人员与所述带电设备之间相遇的概率。
本申请实施例还提供了一种电力安全作业管控系统，所述系统包括：扫描单元，用于采集变电站内所有设备的点云数据；建模单元，用于基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；标注单元，用于在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；计算单元，用于获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；报警单元，用于在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
在本申请的一种实现方式中，所述扫描单元包括第一扫描子单元以及第二扫描子单元，所述第一扫描子单元为无人机搭载的激光雷达，所述第二扫描子单元为地面小车搭载的激光雷达。
本申请实施例还提供了一种电力安全作业管控设备，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：采集变电站内所有设备的点云数据；基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
本申请实施例还提供了一种电力安全作业管控的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：采集变电站内所有设备的点云数据；基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
本申请实施例提供的一种电力安全作业管控方法、系统、设备及存储介质，通过扫描变电站内的点云数据，建立3D点云模型，然后在点云模型上计算电力作业人员行进路线的安全性，当与带电体距离进入危险距离时，触发报警。同时，还能根据点云模型中带电体的坐标形成三维带电区域，并结合电力作业人员的实时位置坐标点预测遭遇带电体的几率，及时进行行进路线的纠偏以及语音报警，确保了电力作业人员的安全作业，保证了电力作业人员的人身安全。解放了以往需要大量远程监控人员进行违规作业的在线监测及管理，提高了电力安全作业管理的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种电力安全作业管控方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种电力安全作业管控系统组成图；
图3为本申请实施例提供的一种电力安全作业管控设备示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
随着经济的发展，我国逐渐建成了世界上最庞大的电网系统。庞大的电网给运维检修工作也带来了巨大的挑战，目前通过在变电站检修、施工现场部署高清摄像头等设备，配合站内原有监控系统，实现了运行变电站内运维检修、扩建施工等风险作业的安全监控，安全管理人员远程通过监控巡视所有作业现场，及时纠正不安全的作业行为，为安全电力作业提供了有效的手段。但是，当前基于视频监控和人工巡查结合的方式存在一定的局限性：首先，摄像头难以覆盖作业现场的每一个作业面；其次，较为依赖作业人员的经验水平；再其次，对人员人身安全难以保障，并且运检效率较低。
本申请实施例提供了一种电力安全作业管控方法、系统、设备及存储介质，用以解决上述问题。下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。
图1为本申请实施例提供的一种电力安全作业管控方法流程图。如图1所示，该方法主要包括以下步骤：
步骤101、采集变电站内所有设备的点云数据。
在本申请实施例中，变电站环境复杂多变，存在极大的不确定性，电力作业人员在进行检修作业时，往往处于较大的风险之中。本方案中，首先获取变电站内所有设备的点云数据，具体是通过搭载在无人机上的激光雷达进行高空扫描，同时辅助以地面小车上搭载的激光雷达进行地面扫描。然后整合高空和地面两处的激光雷达数据，形成点云数据。
步骤102、基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型。
在本申请实施例中，所述点云模型的构建过程，具体为：获取激光雷达扫描的原始点云数据；对所述原始点云数据进行点云语义分割，得到若干属性的分割区域，并对若干所述分割区域进行标签标记；整合若干所述分割区域，得到所述点云模型。
步骤103、在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注。
在本申请实施例中，变电站内并非所有的设备都是带电的，比如一些绝缘设备，绝缘设备并不会对电力作业人员造成伤害。因此，要将变电站内的带电设备进行筛选出来。然后将筛选出来的结果，同步标注在前述步骤中建立完成的3D点云模型中。
步骤104、获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离。
在本申请实施例中，所述作业参数包括：电力作业人员的实时位置、电力作业人员的行进路线以及电力作业人员的生命体征。
其中，电力作业人员的实时位置以及生命体征通过其身上佩戴的定位设备以及健康检测仪器进行确定，定位设备主要是北斗定位系统，健康检测仪器主要用于监测电力作业人员的心率、血压、体温等数据。
在本申请实施例中，计算距离的过程具体为：首先，获取所述带电作业人员的实时位置信息；将所述带电作业人员的实时位置标注在所述点云模型上；然后，基于所述带电作业人员的行进路线，在所述点云模型上确定最近的带电设备，基于预设安全距离构建最近的带电设备所形成的三维带电区域；对所述实时位置到所述三维带电区域的距离进行约束求解。
在本申请实施例中，将所述带电设备的点云坐标从笛卡尔坐标系转移到圆柱坐标系，以将所述带电设备的点云坐标转换为体素；基于所述体素，计算所述带电设备的三维方向特征，并计算各自的权重，然后与原始特征作权重化整合；输出预测特征；其中，所述预测特征用于表征所述带电作业人员与所述带电设备之间相遇的概率。
步骤105、在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
在本申请实施例中，基于所述约束求解后得到的距离数据，对所述带电作业人员的行进路线进行纠偏，并生成新的行进路线；对所述新的行进路线进行语音播报。
此外，还应该获取所述带电作业人员的生命体征数据，在所述生命体征数据异常的情况下，进行报警。
本申请实施例提供的一种电力安全作业管控方法，通过扫描变电站内的点云数据，建立3D点云模型，然后在点云模型上计算电力作业人员行进路线的安全性，当与带电体距离进入危险距离时，触发报警。同时，还能根据点云模型中带电体的坐标形成三维带电区域，并结合电力作业人员的实时位置坐标点预测遭遇带电体的几率，及时进行行进路线的纠偏以及语音报警，确保了电力作业人员的安全作业，保证了电力作业人员的人身安全。解放了以往需要大量远程监控人员进行违规作业的在线监测及管理，提高了电力安全作业管理的效率。
以上是本申请实施例提供的一种电力安全作业管控方法，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种电力安全作业管控系统，图2为本申请实施例提供的一种电力安全作业管控系统组成图，如图2所示，所述系统包括：扫描单元201，用于采集变电站内所有设备的点云数据；建模单元202，用于基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；标注单元203，用于在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；计算单元204，用于获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；报警单元205，用于在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
在本申请实施例中，所述扫描单元201包括第一扫描子单元以及第二扫描子单元，所述第一扫描子单元为无人机搭载的激光雷达，所述第二扫描子单元为地面小车搭载的激光雷达。
以上是本申请实施例提供的一种电力安全作业管控系统，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种电力安全作业管控设备，图3为本申请实施例提供的一种电力安全作业管控设备示意图，如图3所示，该设备主要包括：至少一个处理器301；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器302；其中，存储器302存储有可被至少一个处理器301执行的指令，指令被至少一个处理器301执行，以使至少一个处理器301能够完成：采集变电站内所有设备的点云数据；基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
除此之外，本申请实施例还提供了一种电力安全作业管控的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：采集变电站内所有设备的点云数据；基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电力安全作业管控方法，其特征在于，所述方法包括：
采集变电站内所有设备的点云数据；
基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；
在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；
获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；
在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种电力安全作业管控方法，其特征在于，所述作业参数包括：电力作业人员的实时位置、电力作业人员的行进路线以及电力作业人员的生命体征数据。
3.根据权利要求1所述的一种电力安全作业管控方法，其特征在于，所述点云模型的构建过程，具体为：
获取激光雷达扫描的原始点云数据；
对所述原始点云数据进行点云语义分割，得到若干属性的分割区域，并对若干所述分割区域进行标签标记；
整合若干所述分割区域，得到所述点云模型。
4.根据权利要求1所述的一种电力安全作业管控方法，其特征在于，所述基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离，具体为：
获取所述带电作业人员的实时位置信息；
将所述带电作业人员的实时位置标注在所述点云模型上；
基于所述带电作业人员的行进路线，在所述点云模型上确定最近的带电设备，基于预设安全距离构建最近的带电设备所形成的三维带电区域；
对所述实时位置到所述三维带电区域的距离进行约束求解。
5.根据权利要求4所述的一种电力安全作业管控方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述约束求解后得到的距离数据，对所述带电作业人员的行进路线进行纠偏，并生成新的行进路线；
对所述新的行进路线进行语音播报；
获取所述带电作业人员的生命体征数据，在所述生命体征数据异常的情况下，进行报警。
6.根据权利要求1所述的一种电力安全作业管控方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述带电设备的点云坐标从笛卡尔坐标系转移到圆柱坐标系，以将所述带电设备的点云坐标转换为体素；
基于所述体素，计算所述带电设备的三维方向特征，并计算各自的权重，然后与原始特征作权重化整合；
输出预测特征；其中，所述预测特征用于表征所述带电作业人员与所述带电设备之间相遇的概率。
7.一种电力安全作业管控系统，其特征在于，所述系统包括：
扫描单元，用于采集变电站内所有设备的点云数据；
建模单元，用于基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；
标注单元，用于在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；
计算单元，用于获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；
报警单元，用于在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
8.根据权利要求7所述的一种电力安全作业管控系统，其特征在于，所述扫描单元包括第一扫描子单元以及第二扫描子单元，所述第一扫描子单元为无人机搭载的激光雷达，所述第二扫描子单元为地面小车搭载的激光雷达。
9.一种电力安全作业管控设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
采集变电站内所有设备的点云数据；
基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；
在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；
获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；
在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
10.一种电力安全作业管控的非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：
采集变电站内所有设备的点云数据；
基于所述点云数据对所述变电站进行建模，以得到所述变电站的点云模型；
在所述点云模型上，对所述变电站内所有带电设备进行带电标注；
获取变电站内带电作业人员的作业参数，基于所述作业参数计算所述带电作业人员与所述带电设备的距离；
在所述距离小于预设阈值时，进行报警。
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