CN117037350B - 动环监控系统及数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动环监控系统及数据处理方法，属于变电站监测技术领域，所述系统包括数据采集模块、监测模块以及数据处理模块，监测模块包括门禁模块以及人员识别模块；门禁模块用于获取门禁信息；人员识别模块用于实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；还包括报警模块；数据处理模块用于：接收门禁信息以及实时位置信息，当判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，向报警模块发出报警信号。所述方法与所述为所述系统的数据处理方法。本方案不仅可确认进入门禁内侧区域的人员身份信息，同时可及时提醒相关人员在所述门禁内侧区域中的工作时间、警告巡检人员保持在安全区域内。
Description
技术领域
本发明涉及变电站监测技术领域，特别是涉及一种动环监控系统及数据处理方法。
背景技术
电网是经济社会发展的重要基础产业，是国家能源产业链的重要环节，为保障能源、经济、社会高速发展和可持续发展，提出符合能源战略和电网企业需求的智能电网发展模式十分必要。智能电网是指电网的智能化，是建立在集成的、高速的双向通信网络的基础之上，通过先进的测量技术、先进的监测技术、先进的控制方法，以及先进决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
现有技术中，如申请号为CN202211702481.1、发明创造名称为一种变电站动力及环境监测异常联动控制方法所提供的技术方案，为克服传统变电站安防智能化系统解决手段所存在的安全性低、管理人员负担及工作压力大、存在监控“孤岛”现象等问题，提供了一种运用于变电站的监控平台，在该方案中，通过设置为包括动力环境监控系统、异常监控系统、火灾报警及消防系统、辅助设备控制系统、联动配置系统以及可扩展功能系统，并进一步配置为通过IP通信网络建立与监控平台的数据连接，达到对变电站进行遥信、遥控目的，可有效提高对变电站监控、监测的自动化水平。
并且现有技术中，动环监控在变电站运用上具体的业务类型或功能配置包括提供远程监控、报警通知、远程电源控制和数据分析等功能，以确保变电站设备能够长期正常运行、安全运行。
在动环监控功能或硬件配置上，动环监控系统具有数据接入能力，以接收数据采集设备所采集到的原始数据以及远程遥控数据等，并一般配置有较为丰富的数据接口以匹配不同的数据采集设备以及实现多种、多数据源接入；动环监控数据具有数据分析处理能力，以通过边缘计算提高数据传输效率、降低对平台数据处理能力要求、实现本地子系统联动等。
基于现有动环监控系统的系统配置，对动环监控系统的功能配置进行进一步优化，无疑将使得动环监控系统能够更好的服务于变电站。
发明内容
针对上述提出的对动环监控系统的功能配置进行进一步优化的技术问题，本发明提供了一种动环监控系统及数据处理方法，具体是提供一种对变电站人工巡检作业有利的动环监控系统及数据处理方法。
针对上述问题，本发明提供的动环监控系统及数据处理方法通过以下技术要点来解决问题：动环监控系统，包括数据采集模块、与数据采集模块相连的监测模块以及数据处理模块，所述监测模块包括门禁模块以及人员识别模块；
所述门禁模块用于获取门禁信息，所述门禁信息包括：通过门禁进入门禁内侧区域的人员身份信息、各人员通过门禁进入门禁内侧区域的时间信息；
所述人员识别模块用于实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；
还包括与数据处理模块相连、在接收数据处理模块发出的报警信号后，向所述人员发出警示提示的报警模块；
所述数据处理模块用于：接收所述门禁信息以及实时位置信息，当判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，向报警模块发出报警信号。
现有实际运用中，动环监控系统的核心设备为动环监控主机，在变电站通信机房和配电房的运用中，常见用于监测和管理环境参数以及设备参数，功能包括但不限于远程监控、报警通知、远程电源控制、数据分析、本地环境参数闭环控制等，该系统的运用对变电站的安全运行、管理带来了极大便利。本方案针对动环监控系统在变电站具体常见中的运用，提供了一种对变电站人工巡检作业有利的动环监控系统及数据处理方法。
具体的：
虽然现有动环监控系统融合了数据采集、数据处理、数据远传等功能，这些功能对于主站或控制中心实现遥控、遥信等带来了便利，但现目前对变电站的管理中，依然存在人工巡检的情况，具体包括常规巡检以及异常时、故障时对变电站的异常处置巡检，并且，变电站环境对于巡检人员而言为具有危险因素的环境，所述危险因素包括触电因素、有毒气体吸入因素，基于此，本方案提供了一种基于门禁模块以及人员识别模块，在动环监控系统作为具有边缘数据处理能力的边设备的情况下，通过数据处理模块获得相关信息作为判别依据，最终通过报警模块实现所述人员人身安全保护的技术方案。
更为具体的，所述门禁内侧区域可为变电站内侧区域，当然，也可以是其他通过门禁进行防护的区域。以变电站内侧区域为例，六氟化硫气体泄漏可能给人员带来中毒的风险，在巡检过程中也存在触电因素、高空跌落因素、动力设备机械伤害因素等，故通过所述门禁模块获取人员身份信息以及进入时间信息，不仅可确认进入门禁内侧区域的人员身份信息，同时可及时提醒相关人员在所述门禁内侧区域中的工作时间，降低人员因为气体吸入导致的中毒风险，也可通过所述人员对所述警示提示的反馈，即在警示提示发出后，将发出时间作为第一时刻，通过人员识别模块获取到的与相关设定匹配的人员动作信息、声音信息或操作信息的时刻作为第二时刻，判断第一时刻与第二时刻的时间差，当时间差在预设范围时，数据处理模块确定为巡检时间延长请求，此时数据处理模块向报警模块发出停止警示提示输出信号，待巡检负责人或上级部门确认情况后，得出是否延长巡检时间，当确认为延长巡检时间时，巡检负责人或上级部门向数据处理模块提供第三时刻，提供的方式可以采用建立的与数据处理模块的远程通讯，并在所述人员在门禁区域以内停留到第三时刻时，数据处理模块再次向报警模块发出报警信号；当时间差超过预设范围时，数据处理模块判定为警示提示反馈结果异常，此时通过数据处理模块向相关人员发出救援信号，以尽可能保障巡检人员的人身安全。
关于所述实时位置信息获取，旨在实现：变电站内情况复杂且多变，较为常见的是巡检过程中的触电事故，关于对所述实时位置与设定区域的关系，旨在提示所述人员保持在设定区域内完成巡检，并通过警示提示，警告巡检人员保持在安全区域内。
作为所述动环监控系统更进一步的技术方案：
所述监测模块还包括环境监测模块，所述环境监测模块用于监测门禁内侧区域的空气湿度；
还包括与数据处理模块数据连接的数据存储模块，所述数据存储模块中存储有多套设定区域数据，数据处理模块根据获取到的空气湿度监测结果，动态调整用于所述人员位置偏离判定的设定区域。本方案旨在针对以下问题：带电设备在工作期间，由于表面污物以及空气环境湿度的原因，可能发生突发性的雾闪（也被称之为污闪）事故/放电事故，本方案在以上方案的基础上，提供了一种通过设置多套设定区域数据，并根据环境监测模块的空气湿度识别结果，动态调整当下所采用的设定区域数据，根据当下的环境参数动态调整设定区域范围，在保障巡检人员安全的前提下，保障巡检效率和巡检效果。作为本领域技术人员，根据空气湿度情况，随着空气湿度的增大，人员与带电设备之间的最小安全距离增加，此时所采纳的设定区域范围减小，即所述多套设定区域中，具有最大设定区域，其他设定区域的范围被最大设定区域所完全覆盖，且其他设定区域的范围小于最大设定区域的范围，其他设定区域中，不同设定区域也具有不同空间范围的特点。所述设定区域数据即为存储在数据模块中、当被数据处理模块调用后，在空间中确认出所述设定区域的数据，即一套设定区域数据对应一个设定区域。
所述监测模块还包括用于所述人员肢体动作判断的动作识别模块；
所述数据处理模块根据设定的空气湿度阈值，判断门禁内侧区域的空气湿度与所述空气湿度阈值的关系；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度达到或超过空气湿度阈值时，启用动作识别模块，并在识别出人员具有抬手的肢体动作后，向报警模块发出报警信号；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度小于空气湿度阈值时，停用动作识别模块。本方案旨在提供一种针对以上雾闪事故或放电事故，进一步保障巡检人员人身安全的技术方案。具体的，在具有以上设定区域作为报警信号发出判断依据的基础上，进一步利用动作识别模块判定所述人员的姿态动作，且仅在空气湿度超过空气湿度阈值时将动作识别模块的识别结果作为判断依据，可用于实现：监视和提示人员，避免在该情况下发生抬手动作或及时将上肢调整为规范的状态，以避免出现因为设备放电带来的电击伤害；同时作为本领域技术人员，相同距离下所述设备放电的概率与空气湿度成正相关，空气绝缘水平与空气湿度成负相关，故所述空气湿度阈值作为是否将动作识别模块的识别结果运用到是否作为发出报警信号的判别依据，即仅在必要的环境情况下启用动作识别模块，对于动作识别数据本地处理的运用而言，这样可有效节约本地有限的数据计算资源，同时也仅在必要的情况下将动作识别结果作为报警信号发出的依据，而其他情况并不监视和限制巡检人员在设定区域内的上肢动作，这样可保障常规巡检过程的巡检效果以及巡检效率。
作为本领域技术人员，所述动作识别模块可设置为仅具有数据采集功能，也可设置为还包括动作数据分析功能，当仅具有数据采集功能时，通过数据处理模块完成关系判断，报警模块发出报警信号也在数据处理模块的控制下实现，这样的方式是充分利用动环监控系统本身具备的数据处理能力，在采用常规仅具有人员肢体动作识别能力的端设备（前端数据采集设备）的情况下，较为简单的整合系统配置以及控制逻辑配置。比如，当采用具有数据采集功能和分析功能的动作识别模块，将识别结果直接作用于报警模块控制，也应当认为是属于与以上方案相同的基本构思。
以下提供一种动作识别模块的具体方案，但作为本领域技术人员，该具体方案为优选方案，即使是在满足一定条件下才能识别出所述人员肢体动作的方案也应当属于以上方案的构思范围以内，如仅设置图像识别模块、运动监测模块中的一种。
所述动作识别模块包括第一图像识别模块以及运动监测模块；
所述第一图像识别模块包括用于采集门禁内侧区域图像的第一图像采集装置，还包括用于提取所述图像中图像特征的第一图像识别装置；
所述运动监测模块包括用于穿戴在所述人员上肢上的可穿戴装置以及安装在所述可穿戴装置上的加速度传感器；
所述第一图像识别模块通过对所述图像进行图像特征识别，判断出所述人员的上肢姿态，并将识别结果发送至数据处理模块，当数据处理模块获取到的上肢姿态为抬手姿态时，数据处理模块向报警模块发出报警信号；
在如下任意一种情况下，根据所述加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态：
当所述人员的上肢处于图像识别模块的图像覆盖区域以外时；
图像中所述人员上肢所占的像元数量少于设定像元数量阈值时；
图像中所述人员上肢图像特征清晰度小于设定图像清晰度时；
所述上肢初始姿态为：记录在图像识别装置中、距当下时刻时间差最小的图像中的人员上肢姿态；
根据所述加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态的方法为：将所述上肢初始姿态作为原始上肢姿态，并通过所述加速度传感器获取到上肢的运动特征，通过所述原始上肢姿态以及运动特征计算上肢的当下姿态，当数据处理模块获取到的当下姿态为抬手姿态时，数据处理模块向报警模块发出报警信号。
以上方案提供了一种包括第一图像识别模块以及运动监测模块的动作识别模块，具体方案中，在所述情况以外的情况下，通过第一图像识别模块判断所述人员的上肢姿态，在所述情况下，通过加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态，旨在实现：现有技术中，图像识别模块以及运动监测模块均为常规的肢体动作识别模块，技术成熟并且识别结果可靠，图像识别模块可以根据所采集图像中的图像特征直接判定所述上肢姿态，当运用于变电站图像获取环境时，并不会给图像采集环境带来干扰信号，对稳定现场设备运行状态有利。搭载在所述可穿戴装置上的加速度传感器可高精度的监测上肢的肢体动作，对人员巡检操作方便性有利的数据传输方式为采用无线数据传输模块实现数据实时传递，这样可能对现场的信号控制以及设备信号干扰造成不利影响，故在本方案中，仅当出现所述情况时，即随着所述人员的身体动作、所处位置以及现场空气情况变化，上肢处于图像覆盖区域以外、图像中所述上肢所占像元数量过少导致图像中反映上肢的图像特征过少、因为雾空气环境或霾空气环境导致上肢图像特征清晰度较差时，此时根据加速度传感器的监测数值配合所述上肢初始姿态，准确的间接获得当下人员的上肢姿态，从而实现变电站内侧人员上肢姿态不间断监控，以充分保障人员人身安全。
同时作为本领域技术人员，通过图像识别技术，即可判定图像覆盖区域以内是否具有上肢图像特征、图像中上肢所占的像元数量以及上肢图像特征清晰度，在具体运用中，通过计算机识别判断当下图像环境是否为雾环境或霾环境，当因为雾环境或霾环境造成上肢图像特征清晰度小于设定图像清晰度时，较优的运用是在使用加速度传感器间接获取上肢姿态动作的同时，通过图像去雾算法提高上肢图像特征的清晰度，在经过去雾算法处理的图像中上肢清晰度满足识别上肢姿态清晰度要求时，仅采用第一图像识别模块完成上肢姿态识别，以达到减少空间中通讯信号的目的。作为本领域技术人员，所述上肢初始姿态通过第一图像识别模块获取，可以是记录加速度传感器启用前，通过第一图像识别模块获取到的、能够清晰反映拍摄时人员上肢姿态的、在拍摄时间上，距离加速度传感器启用时刻，最接近该时刻的拍摄动作所获得的图片中的上肢姿态，具体与第一图像识别模块的拍摄参数设定（如拍摄触发设定）、具体环境中所获取图片中上肢姿态图像特征质量有关（比如在拍摄时间上连续的多张图片中，需要通过图像识别装置去识别哪些图片满足图像特征质量要求，再从这些满足要求的图片中确认拍摄时间最晚的图片），故作为本领域技术人员，以上仅用于选取被使用的上肢初始姿态，如拍摄时间上连续的多张图片均可清晰识别出上肢姿态，那么将时间拍摄时间最晚的照片中的上肢姿态作为上肢初始姿态，在时间上，晚于该照片拍摄时间的任意时刻均可能作为所述当下时刻，较优的，所述当下时刻还可以为：判断出仅采用第一图像识别模块的识别结果不能用于上肢姿态判断时的时刻；根据加速度传感器的数据采集结果，用于计算上肢姿态时的时刻等。
关于所述人员识别模块，在具体运用中，可以通过计算机图像识别技术区分出门禁内侧区域中的人和物，在本方案的基本构思中，可采用该手段确定出各人员在门禁内侧区域的实时位置信息。作为一种基于图像识别技术、容易对所述人员的个体身份进行区分的优选方案，设置为：所述人员识别模块包括第二图像识别模块以及用于穿戴在所述人员上的图像识别标识；
所述第二图像识别模块包括用于采集门禁内侧区域图像的第二图像采集装置，还包括用于识别第二图像采集装置所采集图像中，图像识别标识中的图像特征的第二图像识别装置；
数据处理模块根据所述图像特征的位置判定所述人员的实时位置信息。在现有运用中，基于如面部特征图像识别，即可对门禁内侧区域各位置的人员个体进行区分，但在变电站巡检场景中，巡检人员在设定区域内各位置的面部朝向可能会随时变化，同时也不能在该场景中设置无限多的第二图像采集装置，故为准确获取到能够匹配个体人员的实时位置信息，本方案中，在第二图像识别模块的基础上，还设置为包括图像识别标识，在具体使用时，不同人员佩戴不同的图像识别标识，并且将图像识别标识佩戴在更大概率能够被第二图像识别模块采集图像信息的位置，为肩部、后背、头盔上，优选为设置在背景统一、方便图像特征提取的头盔上，这样，通过布置在配电站上空、绕设定区域环形间隔分布的多个第二图像采集装置，即可可靠的采集到图像识别标识并在第二图像识别装置的作用下区分出各图像识别标识的个体位置。而利用数据采集模块判定所述实时位置信息旨在实现：为区分出不同人员的实时位置信息，需要建立图像识别标识与不同人员的对应关系，采用本方案，该对应关系建立相关数据录入仅在于与数据处理模块数据连接的数据存储模块，并不依赖于第二图像识别模块。
同时作为本领域技术人员，以上方案为利用图像识别标识对门禁内侧区域中的人员进行个体识别的方案，但应该理解为该方案为优选方案，在基本运用中也可以仅从该环境中识别人员的位置，并不对人员进行区分，该方案在实际中的运用在于更好的规范巡检过程中人员的个人行为，如根据巡检任务人员分工等为个人配置设定区域，以更好的确保所有巡检人员的安全。在具体运用中可采用如下方案：当通过图像识别标识识别出某个或某些人员偏离自身的设定区域时，通过数据处理模块触发应急信号，该应急信号用于提醒相关人员关注远程情况，以及时发现巡检过程中可能出现的应急处理任务或援救任务。
关于以上对于佩戴在所述人员头盔上的图像识别标识，可以采用的方式包括在单个人员头盔上的不同方位均粘贴图像识别标识，以在第二图像采集装置数量更少的情况下应对不同的人员面部朝向，在该运用下，为规范巡检任务准备，较优的方式是规范头盔上图像识别标识的粘贴相对位置或相对角度，这样可能会损失巡检效率，较优的运用是：所述图像识别标识为多个，不同的图像识别标识具有不同的图像特征；
所述图像识别标识为颜色标识带，不同的图像识别标识具有不同的颜色，所述图像特征为所述颜色。本方案中，利用颜色作为图像特征，即使随着人员的行动，图像识别标识相对于第二图像采集装置具有不同的拍摄角度，通过颜色作为图像特征也能够准确的区分出对应的人员，另外，将所述图像识别标识设置为颜色标识带，在佩戴图像识别标识时，可以规定为完成粘贴后，图像识别标识以头盔顶部作为中心，并绕所述中心环形粘贴，粘贴完成后形成一个封闭圆环，该封闭圆环可以是颜色标识带首尾相接或其中一端以搭接形态粘贴在颜色标识带上的情况，故该方案的运用有利于巡检开展效率。
本方案针对利用图像识别标识区分不同人员的运用，提供了一种更为完善的技术方案：所述数据采集模块上还连接有人员信息录入模块，所述人员信息录入模块用于人工录入各人员所佩戴图像识别标识的图像特征信息；
所述数据处理模块根据所采集的各人员所佩戴图像识别标识的图像特征信息，获取到各人员的实时位置信息以及记录各人员在门禁内侧区域中的活动轨迹。本方案在具体运用中，将数据采集模块与门禁模块一体设置，如：当门禁模块提示完成人员身份认证以及个体识别后，即触发数据采集模块提供输入界面，在完成输入后在数据存储模块中存储该人员与识别标识图像特征信息的关系，而后，对下一个希望通过门禁进入门禁内侧区域的人员进行认证、个体识别以及图像特征信息绑定，同时提供了一种基于本系统的边缘计算能力，以数据处理模块完成实时位置信息获取以及轨迹形成的技术方案。作为本领域技术人员，所述实时位置信息获取用于实时判定所述人员所在位置是否安全，所述轨迹用于判定该次巡检任务是否全面，当门禁模块获取到人员离开请求时，通过该人员的被记录的所述活动轨迹与预设轨迹进行比对，即可提醒该人员全面完成该次巡检任务。
还包括通讯模块，所述通讯模块用于实现数据处理模块数据处理结果远传和/或接收远程信息，并根据远程信息控制报警模块发出报警信号。本方案中，通过通讯模块建立本系统与远端控制中心或主站的数据连接，实现数据处理结果反馈以及接收远端发送的控制指令、远端发送的预设数据等。
本方案还公开了一种动环监控数据处理方法，运用于如上任意一项所述的动环监控系统，该方法为：
通过门禁模块获取到通过门禁进入门禁内侧区域的人员身份信息、各人员通过门禁进入门禁内侧区域的时间信息；
通过人员识别模块实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；
通过数据处理模块接收所述门禁信息以及实时位置信息，当数据处理模块判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，通过报警模块向所述人员发出警示。
以上方法与所述系统的构思相同，为所述系统在具体运用中的使用方法。
作为所述动环监控数据处理方法更进一步的技术方案：
所述门禁内侧区域为变电站内侧区域；
所述变电站各门禁位置均通过门禁模块采集通过该门禁的人员身份信息以及时间信息；
变电站各子区域均通过人员识别模块采集该子区域内各人员的实时位置信息；
所述人员在门禁区域以内停留的时间判定以及所述人员所处位置偏离设定区域判定均以对各子区域的预设时间设定以及设定区域设定为依据。本方案在以上方案的基础上，旨在对为变电站内侧区域的门禁内侧区域进行精细化管理，该精细化管理包括授权通过门禁的人员管理、在各个子区域内的停留时间管理以及所处位置管理。
本发明具有以下有益效果：
本方案提供了一种基于门禁模块以及人员识别模块，在动环监控系统作为具有边缘数据处理能力的边设备的情况下，通过数据处理模块获得相关信息作为判别依据，最终通过报警模块实现所述人员人身安全保护的技术方案。
附图说明
图1为本方案所述的动环监控系统一个具体实施例的系统拓扑图；
图2为本方案所述的动环监控数据处理方法一个具体实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1和图2所示，动环监控系统，包括数据采集模块、与数据采集模块相连的监测模块以及数据处理模块，所述监测模块包括门禁模块以及人员识别模块；
所述门禁模块用于获取门禁信息，所述门禁信息包括：通过门禁进入门禁内侧区域的人员身份信息、各人员通过门禁进入门禁内侧区域的时间信息；
所述人员识别模块用于实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；
还包括与数据处理模块相连、在接收数据处理模块发出的报警信号后，向所述人员发出警示提示的报警模块；
所述数据处理模块用于：接收所述门禁信息以及实时位置信息，当判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，向报警模块发出报警信号。
现有实际运用中，动环监控系统的核心设备为动环监控主机，在变电站通信机房和配电房的运用中，常见用于监测和管理环境参数以及设备参数，功能包括但不限于远程监控、报警通知、远程电源控制、数据分析、本地环境参数闭环控制等，该系统的运用对变电站的安全运行、管理带来了极大便利。本方案针对动环监控系统在变电站具体常见中的运用，提供了一种对变电站人工巡检作业有利的动环监控系统及数据处理方法。
具体的：
虽然现有动环监控系统融合了数据采集、数据处理、数据远传等功能，这些功能对于主站或控制中心实现遥控、遥信等带来了便利，但现目前对变电站的管理中，依然存在人工巡检的情况，具体包括常规巡检以及异常时、故障时对变电站的异常处置巡检，并且，变电站环境对于巡检人员而言为具有危险因素的环境，所述危险因素包括触电因素、有毒气体吸入因素，基于此，本方案提供了一种基于门禁模块以及人员识别模块，在动环监控系统作为具有边缘数据处理能力的边设备的情况下，通过数据处理模块获得相关信息作为判别依据，最终通过报警模块实现所述人员人身安全保护的技术方案。
更为具体的，所述门禁内侧区域可为变电站内侧区域，当然，也可以是其他通过门禁进行防护的区域。以变电站内侧区域为例，六氟化硫气体泄漏可能给人员带来中毒的风险，在巡检过程中也存在触电因素、高空跌落因素、动力设备机械伤害因素等，故通过所述门禁模块获取人员身份信息以及进入时间信息，不仅可确认进入门禁内侧区域的人员身份信息，同时可及时提醒相关人员在所述门禁内侧区域中的工作时间，降低人员因为气体吸入导致的中毒风险，也可通过所述人员对所述警示提示的反馈，即在警示提示发出后，将发出时间作为第一时刻，通过人员识别模块获取到的与相关设定匹配的人员动作信息、声音信息或操作信息的时刻作为第二时刻，判断第一时刻与第二时刻的时间差，当时间差在预设范围时，数据处理模块确定为巡检时间延长请求，此时数据处理模块向报警模块发出停止警示提示输出信号，待巡检负责人或上级部门确认情况后，得出是否延长巡检时间，当确认为延长巡检时间时，巡检负责人或上级部门向数据处理模块提供第三时刻，提供的方式可以采用建立的与数据处理模块的远程通讯，并在所述人员在门禁区域以内停留到第三时刻时，数据处理模块再次向报警模块发出报警信号；当时间差超过预设范围时，数据处理模块判定为警示提示反馈结果异常，此时通过数据处理模块向相关人员发出救援信号，以尽可能保障巡检人员的人身安全。
关于所述实时位置信息获取，旨在实现：变电站内情况复杂且多变，较为常见的是巡检过程中的触电事故，关于对所述实时位置与设定区域的关系，旨在提示所述人员保持在设定区域内完成巡检，并通过警示提示，警告巡检人员保持在安全区域内。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化和优化：
所述监测模块还包括环境监测模块，所述环境监测模块用于监测门禁内侧区域的空气湿度；
还包括与数据处理模块数据连接的数据存储模块，所述数据存储模块中存储有多套设定区域数据，数据处理模块根据获取到的空气湿度监测结果，动态调整用于所述人员位置偏离判定的设定区域。本方案旨在针对以下问题：带电设备在工作期间，由于表面污物以及空气环境湿度的原因，可能发生突发性的雾闪（也被称之为污闪）事故/放电事故，本方案在以上方案的基础上，提供了一种通过设置多套设定区域数据，并根据环境监测模块的空气湿度识别结果，动态调整当下所采用的设定区域数据，根据当下的环境参数动态调整设定区域范围，在保障巡检人员安全的前提下，保障巡检效率和巡检效果。作为本领域技术人员，根据空气湿度情况，随着空气湿度的增大，人员与带电设备之间的最小安全距离增加，此时所采纳的设定区域范围减小，即所述多套设定区域中，具有最大设定区域，其他设定区域的范围被最大设定区域所完全覆盖，且其他设定区域的范围小于最大设定区域的范围，其他设定区域中，不同设定区域也具有不同空间范围的特点。
实施例3：
本实施例在实施例2的基础上进行进一步细化和优化：
所述监测模块还包括用于所述人员肢体动作判断的动作识别模块；
所述数据处理模块根据设定的空气湿度阈值，判断门禁内侧区域的空气湿度与所述空气湿度阈值的关系；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度达到或超过空气湿度阈值时，启用动作识别模块，并在识别出人员具有抬手的肢体动作后，向报警模块发出报警信号；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度小于空气湿度阈值时，停用动作识别模块。本方案旨在提供一种针对以上雾闪事故或放电事故，进一步保障巡检人员人身安全的技术方案。具体的，在具有以上设定区域作为报警信号发出判断依据的基础上，进一步利用动作识别模块判定所述人员的姿态动作，且仅在空气湿度超过空气湿度阈值时将动作识别模块的识别结果作为判断依据，可用于实现：监视和提示人员，避免在该情况下发生抬手动作或及时将上肢调整为规范的状态，以避免出现因为设备放电带来的电击伤害；同时作为本领域技术人员，相同距离下所述设备放电的概率与空气湿度成正相关，空气绝缘水平与空气湿度成负相关，故所述空气湿度阈值作为是否将动作识别模块的识别结果运用到是否作为发出报警信号的判别依据，即仅在必要的环境情况下启用动作识别模块，对于动作识别数据本地处理的运用而言，这样可有效节约本地有限的数据计算资源，同时也仅在必要的情况下将动作识别结果作为报警信号发出的依据，而其他情况并不监视和限制巡检人员在设定区域内的上肢动作，这样可保障常规巡检过程的巡检效果以及巡检效率。
作为本领域技术人员，所述动作识别模块可设置为仅具有数据采集功能，也可设置为还包括动作数据分析功能，当仅具有数据采集功能时，通过数据处理模块完成关系判断，报警模块发出报警信号也在数据处理模块的控制下实现，这样的方式是充分利用动环监控系统本身具备的数据处理能力，在采用常规仅具有人员肢体动作识别能力的端设备（前端数据采集设备）的情况下，较为简单的整合系统配置以及控制逻辑配置。比如，当采用具有数据采集功能和分析功能的动作识别模块，将识别结果直接作用于报警模块控制，也应当认为是属于与以上方案相同的基本构思。
实施例4：
本实施例在实施例3的基础上进行进一步细化和优化：
以下提供一种动作识别模块的具体方案，但作为本领域技术人员，该具体方案为优选方案，即使是在满足一定条件下才能识别出所述人员肢体动作的方案也应当属于以上方案的构思范围以内，如仅设置图像识别模块、运动监测模块中的一种。
所述动作识别模块包括第一图像识别模块以及运动监测模块；
所述第一图像识别模块包括用于采集门禁内侧区域图像的第一图像采集装置，还包括用于提取所述图像中图像特征的第一图像识别装置；
所述运动监测模块包括用于穿戴在所述人员上肢上的可穿戴装置以及安装在所述可穿戴装置上的加速度传感器；
所述第一图像识别模块通过对所述图像进行图像特征识别，判断出所述人员的上肢姿态，并将识别结果发送至数据处理模块，当数据处理模块获取到的上肢姿态为抬手姿态时，数据处理模块向报警模块发出报警信号；
在如下任意一种情况下，根据所述加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态：
当所述人员的上肢处于图像识别模块的图像覆盖区域以外时；
图像中所述人员上肢所占的像元数量少于设定像元数量阈值时；
图像中所述人员上肢图像特征清晰度小于设定图像清晰度时；
所述上肢初始姿态为：记录在图像识别装置中、距当下时刻时间差最小的图像中的人员上肢姿态；
根据所述加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态的方法为：将所述上肢初始姿态作为原始上肢姿态，并通过所述加速度传感器获取到上肢的运动特征，通过所述原始上肢姿态以及运动特征计算上肢的当下姿态，当数据处理模块获取到的当下姿态为抬手姿态时，数据处理模块向报警模块发出报警信号。
以上方案提供了一种包括第一图像识别模块以及运动监测模块的动作识别模块，具体方案中，在所述情况以外的情况下，通过第一图像识别模块判断所述人员的上肢姿态，在所述情况下，通过加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态，旨在实现：现有技术中，图像识别模块以及运动监测模块均为常规的肢体动作识别模块，技术成熟并且识别结果可靠，图像识别模块可以根据所采集图像中的图像特征直接判定所述上肢姿态，当运用于变电站图像获取环境时，并不会给图像采集环境带来干扰信号，对稳定现场设备运行状态有利。搭载在所述可穿戴装置上的加速度传感器可高精度的监测上肢的肢体动作，对人员巡检操作方便性有利的数据传输方式为采用无线数据传输模块实现数据实时传递，这样可能对现场的信号控制以及设备信号干扰造成不利影响，故在本方案中，仅当出现所述情况时，即随着所述人员的身体动作、所处位置以及现场空气情况变化，上肢处于图像覆盖区域以外、图像中所述上肢所占像元数量过少导致图像中反映上肢的图像特征过少、因为雾空气环境或霾空气环境导致上肢图像特征清晰度较差时，此时根据加速度传感器的监测数值配合所述上肢初始姿态，准确的间接获得当下人员的上肢姿态，从而实现变电站内侧人员上肢姿态不间断监控，以充分保障人员人身安全。
同时作为本领域技术人员，通过图像识别技术，即可判定图像覆盖区域以内是否具有上肢图像特征、图像中上肢所占的像元数量以及上肢图像特征清晰度，在具体运用中，通过计算机识别判断当下图像环境是否为雾环境或霾环境，当因为雾环境或霾环境造成上肢图像特征清晰度小于设定图像清晰度时，较优的运用是在使用加速度传感器间接获取上肢姿态动作的同时，通过图像去雾算法提高上肢图像特征的清晰度，在经过去雾算法处理的图像中上肢清晰度满足识别上肢姿态清晰度要求时，仅采用第一图像识别模块完成上肢姿态识别，以达到减少空间中通讯信号的目的。作为本领域技术人员，所述上肢初始姿态通过第一图像识别模块获取，可以是记录加速度传感器启用前，通过第一图像识别模块获取到的、能够清晰反映拍摄时人员上肢姿态的、在拍摄时间上，距离加速度传感器启用时刻，最接近该时刻的拍摄动作所获得的图片中的上肢姿态，具体与第一图像识别模块的拍摄参数设定（如拍摄触发设定）、具体环境中所获取图片中上肢姿态图像特征质量有关（比如在拍摄时间上连续的多张图片中，需要通过图像识别装置去识别哪些图片满足图像特征质量要求，再从这些满足要求的图片中确认拍摄时间最晚的图片），较优的，所述当下时刻还可以为：判断出仅采用第一图像识别模块的识别结果不能用于上肢姿态判断时的时刻；根据加速度传感器的数据采集结果，用于计算上肢姿态时的时刻等。
实施例5：
本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化和优化：
关于所述人员识别模块，在具体运用中，可以通过计算机图像识别技术区分出门禁内侧区域中的人和物，在本方案的基本构思中，可采用该手段确定出各人员在门禁内侧区域的实时位置信息。作为一种基于图像识别技术、容易对所述人员的个体身份进行区分的优选方案，设置为：所述人员识别模块包括第二图像识别模块以及用于穿戴在所述人员上的图像识别标识；
所述第二图像识别模块包括用于采集门禁内侧区域图像的第二图像采集装置，还包括用于识别第二图像采集装置所采集图像中，图像识别标识中的图像特征的第二图像识别装置；
数据处理模块根据所述图像特征的位置判定所述人员的实时位置信息。在现有运用中，基于如面部特征图像识别，即可对门禁内侧区域各位置的人员个体进行区分，但在变电站巡检场景中，巡检人员在设定区域内各位置的面部朝向可能会随时变化，同时也不能在该场景中设置无限多的第二图像采集装置，故为准确获取到能够匹配个体人员的实时位置信息，本方案中，在第二图像识别模块的基础上，还设置为包括图像识别标识，在具体使用时，不同人员佩戴不同的图像识别标识，并且将图像识别标识佩戴在更大概率能够被第二图像识别模块采集图像信息的位置，为肩部、后背、头盔上，优选为设置在背景统一、方便图像特征提取的头盔上，这样，通过布置在配电站上空、绕设定区域环形间隔分布的多个第二图像采集装置，即可可靠的采集到图像识别标识并在第二图像识别装置的作用下区分出各图像识别标识的个体位置。而利用数据采集模块判定所述实时位置信息旨在实现：为区分出不同人员的实时位置信息，需要建立图像识别标识与不同人员的对应关系，采用本方案，该对应关系建立相关数据录入仅在于与数据处理模块数据连接的数据存储模块，并不依赖于第二图像识别模块。
同时作为本领域技术人员，以上方案为利用图像识别标识对门禁内侧区域中的人员进行个体识别的方案，但应该理解为该方案为优选方案，在基本运用中也可以仅从该环境中识别人员的位置，并不对人员进行区分，该方案在实际中的运用在于更好的规范巡检过程中人员的个人行为，如根据巡检任务人员分工等为个人配置设定区域，以更好的确保所有巡检人员的安全。在具体运用中可采用如下方案：当通过图像识别标识识别出某个或某些人员偏离自身的设定区域时，通过数据处理模块触发应急信号，该应急信号用于提醒相关人员关注远程情况，以及时发现巡检过程中可能出现的应急处理任务或援救任务。
实施例6：
本实施例在实施例5的基础上进行进一步细化和优化：
关于以上对于佩戴在所述人员头盔上的图像识别标识，可以采用的方式包括在单个人员头盔上的不同方位均粘贴图像识别标识，以在第二图像采集装置数量更少的情况下应对不同的人员面部朝向，在该运用下，为规范巡检任务准备，较优的方式是规范头盔上图像识别标识的粘贴相对位置或相对角度，这样可能会损失巡检效率，较优的运用是：所述图像识别标识为多个，不同的图像识别标识具有不同的图像特征；
所述图像识别标识为颜色标识带，不同的图像识别标识具有不同的颜色，所述图像特征为所述颜色。本方案中，利用颜色作为图像特征，即使随着人员的行动，图像识别标识相对于第二图像采集装置具有不同的拍摄角度，通过颜色作为图像特征也能够准确的区分出对应的人员，另外，将所述图像识别标识设置为颜色标识带，在佩戴图像识别标识时，可以规定为完成粘贴后，图像识别标识以头盔顶部作为中心，并绕所述中心环形粘贴，粘贴完成后形成一个封闭圆环，该封闭圆环可以是颜色标识带首尾相接或其中一端以搭接形态粘贴在颜色标识带上的情况，故该方案的运用有利于巡检开展效率。
实施例7：
本实施例在实施例5的基础上进行进一步细化和优化：
本方案针对利用图像识别标识区分不同人员的运用，提供了一种更为完善的技术方案：所述数据采集模块上还连接有人员信息录入模块，所述人员信息录入模块用于人工录入各人员所佩戴图像识别标识的图像特征信息；
所述数据处理模块根据所采集的各人员所佩戴图像识别标识的图像特征信息，获取到各人员的实时位置信息以及记录各人员在门禁内侧区域中的活动轨迹。本方案在具体运用中，将数据采集模块与门禁模块一体设置，如：当门禁模块提示完成人员身份认证以及个体识别后，即触发数据采集模块提供输入界面，在完成输入后在数据存储模块中存储该人员与识别标识图像特征信息的关系，而后，对下一个希望通过门禁进入门禁内侧区域的人员进行认证、个体识别以及图像特征信息绑定，同时提供了一种基于本系统的边缘计算能力，以数据处理模块完成实时位置信息获取以及轨迹形成的技术方案。作为本领域技术人员，所述实时位置信息获取用于实时判定所述人员所在位置是否安全，所述轨迹用于判定该次巡检任务是否全面，当门禁模块获取到人员离开请求时，通过该人员的被记录的所述活动轨迹与预设轨迹进行比对，即可提醒该人员全面完成该次巡检任务。
实施例8：
本实施例在实施例1的基础上进行进一步细化和优化：
还包括通讯模块，所述通讯模块用于实现数据处理模块数据处理结果远传和/或接收远程信息，并根据远程信息控制报警模块发出报警信号。本方案中，通过通讯模块建立本系统与远端控制中心或主站的数据连接，实现数据处理结果反馈以及接收远端发送的控制指令、远端发送的预设数据等。
实施例9：
本实施例在实施例1的基础上，提供一种动环监控数据处理方法，该方法运用于实施例1所述的动环监控系统中，该方法为：
通过门禁模块获取到通过门禁进入门禁内侧区域的人员身份信息、各人员通过门禁进入门禁内侧区域的时间信息；
通过人员识别模块实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；
通过数据处理模块接收所述门禁信息以及实时位置信息，当数据处理模块判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，通过报警模块向所述人员发出警示。
以上方法与所述系统的构思相同，为所述系统在具体运用中的使用方法。
实施例10：
本实施例在实施例9的基础上进行进一步细化和优化：
所述门禁内侧区域为变电站内侧区域；
所述变电站各门禁位置均通过门禁模块采集通过该门禁的人员身份信息以及时间信息；
变电站各子区域均通过人员识别模块采集该子区域内各人员的实时位置信息；
所述人员在门禁区域以内停留的时间判定以及所述人员所处位置偏离设定区域判定均以对各子区域的预设时间设定以及设定区域设定为依据。本方案在以上方案的基础上，旨在对为变电站内侧区域的门禁内侧区域进行精细化管理，该精细化管理包括授权通过门禁的人员管理、在各个子区域内的停留时间管理以及所处位置管理。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.动环监控系统，包括数据采集模块、与数据采集模块相连的监测模块以及数据处理模块，其特征在于，所述监测模块包括门禁模块以及人员识别模块；
所述门禁模块用于获取门禁信息，所述门禁信息包括：通过门禁进入门禁内侧区域的人员身份信息、各人员通过门禁进入门禁内侧区域的时间信息；
所述人员识别模块用于实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；
还包括与数据处理模块相连、在接收数据处理模块发出的报警信号后，向所述人员发出警示提示的报警模块；
所述数据处理模块用于：接收所述门禁信息以及实时位置信息，当判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，向报警模块发出报警信号；
所述监测模块还包括环境监测模块，所述环境监测模块用于监测门禁内侧区域的空气湿度；
还包括与数据处理模块数据连接的数据存储模块，所述数据存储模块中存储有多套设定区域数据，数据处理模块根据获取到的空气湿度监测结果，动态调整用于所述人员位置偏离判定的设定区域；
所述监测模块还包括用于所述人员肢体动作判断的动作识别模块；
所述数据处理模块根据设定的空气湿度阈值，判断门禁内侧区域的空气湿度与所述空气湿度阈值的关系；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度达到或超过空气湿度阈值时，启用动作识别模块，并在识别出人员具有抬手的肢体动作后，向报警模块发出报警信号；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度小于空气湿度阈值时，停用动作识别模块。
2.根据权利要求1所述的动环监控系统，其特征在于，所述动作识别模块包括第一图像识别模块以及运动监测模块；
所述第一图像识别模块包括用于采集门禁内侧区域图像的第一图像采集装置，还包括用于提取所述图像中图像特征的第一图像识别装置；
所述运动监测模块包括用于穿戴在所述人员上肢上的可穿戴装置以及安装在所述可穿戴装置上的加速度传感器；
所述第一图像识别模块通过对所述图像进行图像特征识别，判断出所述人员的上肢姿态，并将识别结果发送至数据处理模块，当数据处理模块获取到的上肢姿态为抬手姿态时，数据处理模块向报警模块发出报警信号；
在如下任意一种情况下，根据所述加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态：
当所述人员的上肢处于图像识别模块的图像覆盖区域以外时；
图像中所述人员上肢所占的像元数量少于设定像元数量阈值时；
图像中所述人员上肢图像特征清晰度小于设定图像清晰度时；
所述上肢初始姿态为：记录在图像识别装置中、距当下时刻时间差最小的图像中的人员上肢姿态；
根据所述加速度传感器以及上肢初始姿态获取人员上肢姿态的方法为：将所述上肢初始姿态作为原始上肢姿态，并通过所述加速度传感器获取到上肢的运动特征，通过所述原始上肢姿态以及运动特征计算上肢的当下姿态，当数据处理模块获取到的当下姿态为抬手姿态时，数据处理模块向报警模块发出报警信号。
3.根据权利要求1所述的动环监控系统，其特征在于，所述人员识别模块包括第二图像识别模块以及用于穿戴在所述人员上的图像识别标识；
所述第二图像识别模块包括用于采集门禁内侧区域图像的第二图像采集装置，还包括用于识别第二图像采集装置所采集图像中，图像识别标识中的图像特征的第二图像识别装置；
数据处理模块根据所述图像特征的位置判定所述人员的实时位置信息。
4.根据权利要求3所述的动环监控系统，其特征在于，所述图像识别标识为多个，不同的图像识别标识具有不同的图像特征；
所述图像识别标识为颜色标识带，不同的图像识别标识具有不同的颜色，所述图像特征为所述颜色。
5.根据权利要求3或4所述的动环监控系统，其特征在于，所述数据采集模块上还连接有人员信息录入模块，所述人员信息录入模块用于人工录入各人员所佩戴图像识别标识的图像特征信息；
所述数据处理模块根据所采集的各人员所佩戴图像识别标识的图像特征信息，获取到各人员的实时位置信息以及记录各人员在门禁内侧区域中的活动轨迹。
6.根据权利要求1所述的动环监控系统，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块用于实现数据处理模块数据处理结果远传和/或接收远程信息，并根据远程信息控制报警模块发出报警信号。
7.动环监控数据处理方法，其特征在于，该方法为：
通过门禁模块获取到通过门禁进入门禁内侧区域的人员身份信息、各人员通过门禁进入门禁内侧区域的时间信息；
通过人员识别模块实时获取各人员在门禁内侧区域的实时位置信息；
通过数据处理模块接收门禁信息以及实时位置信息，当数据处理模块判定为所述人员在门禁区域以内停留的时间超过预设时间或者所述人员所处位置偏离设定区域时，通过报警模块向所述人员发出警示；
还包括环境监测模块，所述环境监测模块用于监测门禁内侧区域的空气湿度；
还包括与数据处理模块数据连接的数据存储模块，所述数据存储模块中存储有多套设定区域数据，数据处理模块根据获取到的空气湿度监测结果，动态调整用于所述人员位置偏离判定的设定区域；
还包括用于所述人员肢体动作判断的动作识别模块；
所述数据处理模块根据设定的空气湿度阈值，判断门禁内侧区域的空气湿度与所述空气湿度阈值的关系；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度达到或超过空气湿度阈值时，启用动作识别模块，并在识别出人员具有抬手的肢体动作后，向报警模块发出报警信号；
当所述关系为：门禁内侧区域的空气湿度小于空气湿度阈值时，停用动作识别模块。
8.根据权利要求7所述的动环监控数据处理方法，其特征在于，所述门禁内侧区域为变电站内侧区域；
所述变电站各门禁位置均通过门禁模块采集通过该门禁的人员身份信息以及时间信息；
变电站各子区域均通过人员识别模块采集该子区域内各人员的实时位置信息；
所述人员在门禁区域以内停留的时间判定以及所述人员所处位置偏离设定区域判定均以对各子区域的预设时间设定以及设定区域设定为依据。
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