電力現場作業安全自動監控系統的製作方法
2023-09-16 07:02:20 1
專利名稱：電力現場作業安全自動監控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種監控系統，特別是一種電力現場作業安全自動監控系統。
技術背景隨著電網規模的擴大，電網建設、電力設備生產運營、設備技術改造等各 項工作也隨之大力發展，現場工作人員的安全管理問題越來越突出，主要表現在以下方面1、作業現場既有工作人員還有各種帶電設備，形成了安全區域和 危險區域(帶電間隔等)，但界限模糊，工作人員在現場容易走錯間隔、誤入帶 電間隔，而得不到警示，導致可能發生惡性人身安全事故；2、部分工作人員自 覺性差，擅自進入帶電間隔或者越過檢修圍欄，造成惡性人身安全事故；3、現 有的監控手段採用視頻監控，主控室的工作人員需要24小時監視，人力耗力巨 大，而且，視頻具有一定廣角，可視範圍和距離都極為有限，導致工作人員的 監視範圍也有限，即使看到了違章，在處理上也無法及時對違章現場人員進行 告警和提示，處理效率低下。由於人(工作人員)為原因造成的安全事故除了人身事故外，還可能導致 電網大面積停電，崩潰，進一步造成交通中斷、其他相關行業作業人員生命受 到威脅(如礦井下工作人員)等社會災難，而根據國際共同經驗表明60%~70% 的安全事故都是由於現場作業的人員的行為失效導致。發明內容本發明的目的在於克服現有技術中的不足之處，而提供一種可及時對電力 現場工作人員進行監控、告警和提示的電力現場作業安全自動監控系統。本發明是通過以下途徑來實現的 電力現場作業安全自動監控系統，包括有如下部分主控裝置，包括有信號接收裝置、信號發送裝置、基準裝置和比較處理裝 置，比較處理裝置的基準端連接基準裝置，輸入端連接信號接收裝置，輸出端 連接信號發送裝置，其中，基準裝置，存儲有基準數據，其來源如下首先給 出電力作業現場的位置數據，包括平面二維空間數據，然後根據提供的現場位 置數據設定工作人員的安全活動區域，給出的安全活動區域的位置數據為基準 數據；移動終端和衛星定位系統，移動終端包括有數據接收端、數據發送端、數 據處理裝置和告警裝置，數據接收端和數據發送端分別與數據處理裝置連接， 數據處理裝置的觸發輸出端與告警裝置連接；工作人員進入作業現場時攜帶並啟動移動終端，移動終端通過數據接收端 開始接收衛星定位系統的數據，然後通過數據處理裝置進行處理計算，得到人 員的定位數據，最後通過數據發送端將定位數據發送出去；主控裝置的信號接收裝置接收到人員的定位數據後，傳送給比較處理裝置， 比較處理裝置將該定位數據進行處理，然後和基準裝置中的基準數據進行比較 後，如果定位數據不在基準數據範圍內，則提供告警指令信號並通過信號發送 裝置發送出去；移動終端的數據接收端接收到主控裝置返回的告警指令，並傳給數據處理 裝置，數據處理裝置處理得到的指令，將觸發信號發送給告警裝置，告警裝置 發出告警信號通知對應的工作人員。這樣，設定工作人員的安全區域，然後通過衛星定位系統定位工作人員的 位置，監控其活動在設定的安全區域內， 一旦工作人員走錯隔間，或者是誤入 非安全區域，或者是擅入帶電隔間，主控裝置都將自動發出告警指令，通過移動終端觸發告警裝置，發出告警信號，及時對違章人員進行提示和告警，及時 保證了工作人員的人身安全，處理效率高。同時，本發明所述技術方案也強化 了工作人員的公共安全意識，提高了電力現場作業的安全保障水平，減少了人 員的責任事故，提升了電網安全運行水平，從另一層面創造了巨大的社會效益， 因此本發明所述的通過衛星定位的安全自動監控系統具有重要的意義和實用價 值，對電力生產提供了強有力的技術保障。本發明可以進一步具體為衛星定位系統包括有定位衛星和基準站，移動終端的數據接收裝置一方面 接收定位衛星的數據，另一方面接收基準站的數據，然後通過數據樹立裝置進 行定位計算和矯正定位計算，輸出移動終端(人員)的定位數據。衛星定位系統包括有絕對定位和相對定位兩種方式，絕對定位方法是移動 終端直接接收定位衛星的數據後，直接換算出移動終端定位數據的方法；相對 定位方法也稱為差分GPS定位，指移動終端除了接收定位衛星的數據外，還接 收基準站的定位信息，然後進行定位矯正，從而獲得更為精確的定位數據。採 用絕對定位方法，其精度大概在l-2米之間，而採用相對定位方法，則精度可提 高到20cm。本系統在選擇衛星定位系統時，可以根據具體情況選擇定位方法， 如果在室外，監控範圍大時，可選擇絕對定位方法，室內則最好選擇相對定位 方法0本發明還可以進一步具體為還包括有一種數據中轉裝置，其包括有依序電連接的第一數據接口、中央 處理裝置和第二數據接口 ，第一數據接口與移動終端的數據接收端和數據發送 端傳輸連接，第二數據接口與主控裝置的信號接收裝置和信號發送裝置傳輸連 接。數據中轉裝置作為主控裝置和移動終端的數據傳輸中轉裝置，這種傳輸可以是包括有線傳輸(與主控裝置之間)和無線傳輸(與移動終端之間)，也可以 只是無線傳輸。考慮實際使用中，移動終端與主控裝置之間是具有相當距離， 如果直接傳輸，有可能會產生數據丟失、失真等問題，而使用數據中轉裝置可 以使數據的傳輸更為順暢和保真。
數據中轉裝置還可以進一步具體為
數據中轉裝置安裝在衛星定位系統的基準站中，與基準站共用與移動終端 的傳輸接口。
在實現過程中，由於移動終端已經與基準站建立通訊連接，如果另行建立 數據中轉站，則需要重新設定與移動終端間的傳輸協議、軟體等問題，還要保 證與基準站與移動終端的傳輸相協同，導致該方面的重複建設，浪費人力物力， 因此，將數據中轉裝置與基準站結合，並共用與移動終端的無線傳輸接口，可 以節約投資成本、人力、物力，避免重複建設，是一個優選的方案。
本發明還可以進一步具體為
還包括一種人機對話計算機^t型，其安裝在主控裝置中，與比較處理裝置 連接，該計算初4莫型的製作方法如下
由主控裝置提供的電力作業現場位置數據；
根據提供的位置數據繪製現場場景模擬圖，並傳送到主控裝置的顯示器上； 使用時，當比較處理裝置接收到移動終端的定位數據時，將數據處理並發
送到計算機模型中，並依據所繪製圖形的基礎，將定位信息反饋在現場場景模
擬圖上。
這樣，通過該計算機^t型便可將移動終端的定位情況，以一種直觀的方式 反應在主控裝置中，為主控人員提供良好的監控平臺。現場場景模擬圖即現場 場景計算機模擬圖，是一種以圖形方式反應在計算機上的計算機模型。
計算機模型即反應在顯示器上的現場場景模擬圖，包括有平面圖和垂直剖面圖。
平面圖是指平面坐標，即XY坐標圖，主要顯示與地面平行平面的移動終 端位置信息，提供移動終端的平面位置信息。剖面圖是指立面圖，即XZ或者 YZ坐標圖，主要顯示與地面垂直的移動終端位置信息，提供移動終端在高度上 的位置信息。也就是說計算機模型中，主控裝置提供的數據包括二維平面數據 和二維立面數據，組合在一起就是一種三維立體計算機模型，即三維現場場景 模擬圖。
上述安全區域圖，即現場場景模擬圖的實現方法具體如下
1、 在XY平面圖中，才艮據現場圍欄的形狀，通過繪製多個矩形模仿該圍欄 的形狀，選擇一組相鄰的矩形，並將該矩形組與目標工作票或操作票關 聯，形成工作區域圖，即安全區域圖。保存工作區域的信息在資料庫和 圖形文件中。
目標工作票或搡作票是指現場工作人員對應的工作票或操作票，工作票 和操作票都包含有工作地點和工作內容。直接在現場模擬圖上繪製矩形
圖，然後和工作票或操作票關聯，這樣工作票或操作票反映的工作地點 及範圍便指示在繪製的矩形圖上，將所指示的矩形圖的外圍連線，即可 獲得對應的安全區域圖及對應的區域圖信息。
2、 在XY平面圖中，根據現場圍欄的形狀，輸入圍欄的坐標位置信息，然 後與目標工作票或操作票關聯，形成工作區域圖，即安全區域圖。保存 工作區域的信息在資料庫和圖形文件中。
由於在繪製現場場景模擬圖時，在XY平面圖中，將給定一個坐標原點， 這樣便可計算出現場各個圍欄的坐標位置信息，輸入設定區域的圍欄坐 標位置信息，即可獲得安全區域圖。可以是輸入圍欄拐點的坐標位置信 息，也可以是輸入現場圍欄固定樁的位置信息，將信息反饋並映射在現場場景模擬圖中。
3、在XY平面圖中，根據現場圍欄的形狀，在每個圍欄拐點上放置移動定 位裝置，根據移動定位裝置回傳到主控裝置的定位信息，結合現場模擬 圖的位置數據信息進行計算和轉換，並與該圖形與目標工作票或才喿作票 關聯，然後反饋到模擬圖上，形成工作區域圖，即安全區域圖。 移動定位裝置與主控裝置的信息傳遞參照上述移動終端與主控裝置的 信息傳遞。
保存的安全區域圖在與工作票或操作票關聯時，可以重複使用。 本發明還可以進一步具體為
告警裝置可以是一種響聲報警裝置，也可以是一種語音報警裝置。
一般來說，告警裝置都是聲光報警，在本發明中優選語音報警裝置，這樣 的信息更能為工作人員所接收，提供類似人類對話的平臺，對提醒工作人員起 到更好的警示效果。
每一個移動終端都具有一個唯一標示的識別碼，主控裝置通過判斷該識別 碼，並與目標工作票或操作票關聯，獲得識別碼對應的工作人員。
綜上所述，本發明相比現有技術具有如下優點通過衛星定位系統定位在 電力現場作業的工作人員，對現場的工作人員進行安全自動監控，並進行安全 告警，做到及時對違章人員進行提示和告警，及時保證了工作人員的人身安 全，處理效率高。同時，本發明所述技術方案也強化了工作人員的公共安全意 識，提高了電力現場作業的安全保障水平，減少了人員的責任事故，提升了電 網安全運行水平，從另一層面創造了巨大的社會效益，因此本發明所述的通過 衛星定位的安全自動監控系統具有重要的意義和實用價值，對電力生產4是供了 強有力的技術保障。
附圖1是本發明所述的一種電力現場作業安全自動監控系統的流程框架圖。 下面結合附圖對本發明進行更詳盡的描述。
具體實施例方式
最佳實施例
參照附圖1:電力現場作業安全自動監控系統，包括如下組成部分
1、 主控裝置，包括有信號接收裝置、信號發送裝置、基準裝置和比較處 理裝置，比較處理裝置的基準端連接基準裝置，輸入端連接信號接收 裝置，輸出端連接信號發送裝置，
其中，信號接收裝置和信號發送裝置通過一種無線通訊裝置來實現， 為一種無線收發裝置；
基準裝置，為一種資料庫，存儲有基準數據，其來源如下首先給出 電力作業現場的位置數據，包括平面二維空間數據和立面二維空間數 據，即三維立體空間數據，然後根據提供的現場位置數據設定工作人 員的安全活動區域，給出的安全活動區域的位置數據為基準數據；
2、 移動終端，包括有數據接收端、數據發送端、數據處理裝置和告警裝 置，數據接收端和數據發送端分別與數據處理裝置連接，數據處理裝 置的觸發輸出端與告警裝置連接；
數據接收端包括有兩部分， 一部分是為天線耦合器+天線，主要是接收 衛星定位信息，另 一部分與數據發送端 一起採用無線通訊裝置來實現， 為無線收發"l委口；
數據處理裝置包括有GPS板卡，採用NovAtel公司生產的型號為 0EMV-1G的GPS板卡，要求穩態定位精度為20cm，並實現
10DGPS+GLONASS的定位模式(即全球導航差分定位模式)；還包括有 單片微型計算機，也就是單片機，以及作為單片機的微處理器一ARM 微處理器，該微處理器主要是處理數據的計算、讀取、存儲、觸發、 驅動等過程的硬體設備；
3、 衛星定位系統，包括有定位衛星和基準站，基準站中具有處理數據的 中央處理單元，以及與移動終端傳輸數據的無線通訊裝置；
4、 數據中轉裝置，其包括有依序電連接的第一數據接口、中央處理裝置 和第二數據接口 ，第一數據接口與移動終端的數據接收端和數據發送 端傳輸連接，第二數據接口與主控裝置的信號接收裝置和信號發送裝 置傳輸連接，第一數據接口和第二數據接口均採用無線通訊裝置。 數據中轉裝置安裝在基準站中，與基準站合為一體，共用中央處理裝 置和無線通訊裝置；
5、 一種後臺運行的人機對話計算機模型，其安裝在主控裝置中，與比較 處理裝置連接，該計算機模型為一種由電力作業現場位置數據為依據 通過計算機計算和繪製的現場場景模擬圖，包括有XY平面圖和XZ 立面剖^L圖。
上述安全自動監控系統的工作過程如下
1、 工作人員在進入作業現場前，提交工作票或者操作票，如果是手寫， 則輸入計算機，如果是計算機出票，則調用該信息，將工作票信息和 操作票信息發送到主控裝置；
2、 發放移動終端給工作人員，同時讀取移動終端的識別碼，與工作票或 者操作票信息關聯；工作人員攜帶並啟動移動終端後進入作業現場；
3、 移動終端的數據接收端開始接收定位衛星和基準站的數據，然後發送 到數據處理裝置進行處理和計算，獲得移動終端的定位數據，即對應工作人員的定位數據，最後通過數據發送端將所得的定位數據發送給
基準站；
4、 基準站中的數據中轉裝置接收到定位數據後，進行處理(如放大、保 真處理等)，然後轉發到主控裝置；
5、 主控裝置的信號接收裝置接收到人員的定位數據後，傳送給比較處理 裝置，比較處理裝置將該定位數據進行處理，然後和基準裝置中的基 準數據進行比較後，如果定位數據不在基準數據範圍內，則提供告警 指令信號並通過信號發送裝置發送出去；
比較處理裝置在處理定位數據時，還進行換算，並提供換算後的數據 發送給計算機模型，依據所繪製圖形的基礎，將定位信息反饋在現場 場景模擬圖上，供監控人員監控用；
6、 基準站中的數據中轉裝置接收到告警指令信息後，進行處理(如放大、 保真處理等)，然後轉發到移動終端；
7、 移動終端的數據接收端接收到主控裝置返回的告警指令信息後，並傳 給數據處理裝置，數據處理裝置處理得到的指令，將觸發信號發送給 告警裝置，告警裝置發出告警信號通知對應的工作人員。
本發明未述部分與現有技術相同。
權利要求
1、電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，包括有如下部分主控裝置，包括有信號接收裝置、信號發送裝置、基準裝置和比較處理裝置，比較處理裝置的基準端連接基準裝置，輸入端連接信號接收裝置，輸出端連接信號發送裝置，其中，基準裝置，存儲有基準數據，其來源如下首先給出電力作業現場的位置數據，包括平面二維空間數據，然後根據提供的現場位置數據設定工作人員的安全活動區域，給出的安全活動區域的位置數據為基準數據；移動終端和衛星定位系統，移動終端包括有數據接收端、數據發送端、數據處理裝置和告警裝置，數據接收端和數據發送端分別與數據處理裝置連接，數據處理裝置的觸發輸出端與告警裝置連接；工作人員進入作業現場時攜帶並啟動移動終端，移動終端通過數據接收端開始接收衛星定位系統的數據，然後通過數據處理裝置進行處理計算，得到人員的定位數據，最後通過數據發送端將定位數據發送出去；主控裝置的信號接收裝置接收到人員的定位數據後，傳送給比較處理裝置，比較處理裝置將該定位數據進行處理，然後和基準裝置中的基準數據進行比較後，如果定位數據不在基準數據範圍內，則提供告警指令信號並通過信號發送裝置發送出去；移動終端的數據接收端接收到主控裝置返回的告警指令，並傳給數據處理裝置，數據處理裝置處理得到的指令，將觸發信號發送給告警裝置，告警裝置發出告警信號通知對應的工作人員。
2、 根據權利要求1所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，衛星 定位系統包括有定位衛星和基準站，移動終端的數據接收裝置一方面接收定 位衛星的數據，另一方面接收基準站的數據，然後通過數據樹立裝置進行定位計算和矯正定位計算，輸出移動終端(人員)的定位數據。
3、 根據權利要求1所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，還包括有一種數據中轉裝置，其包括有依序電連接的第一數據接口、中央處理裝 置和第二數據接口 ，第一數據接口與移動終端的數據接收端和數據發送端傳 輸連接，第二數據*接口與主控裝置的信號接收裝置和信號發送裝置傳輸連 接。
4、 衝艮據權利要求3所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，數據 中轉裝置安裝在衛星定位系統的基準站中，與基準站共用與移動終端的傳輸 接口。
5、 根據權利要求1所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，還包 括一種人機對話計算機模型，其安裝在主控裝置中，與比較處理裝置連接， 該計算才/i4莫型的製作方法如下由主控裝置提供的電力作業現場位置數據；衝艮據提供的位置數據繪製現場場景模擬圖，並傳送到主控裝置的顯示器上； 使用時，當比較處理裝置接收到移動終端的定位數據時，將數據處理並發送 到計算機模型中，並依據所繪製圖形的基礎，將定位信息反饋在現場場景模 擬圖上。
6、 根據權利要求5所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，計算 機模型即反應在顯示器上的現場場景模擬圖，包括有平面圖和垂直剖面圖。
7、 根據權利要求1所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，告警 裝置可以是一種響聲報警裝置，也可以是一種語音報警裝置。
8、 根據權利要求1所述的電力現場作業安全自動監控系統，其特徵在於，每一 個移動終端都具有一個唯一標示的識別碼，主控裝置通過判斷該識別碼，並 與目標工作票或操作票關聯，獲得識別碼對應的工作人員。
全文摘要
本發明涉及一種監控系統，特別是一種電力現場作業安全自動監控系統。本發明相比現有技術具有如下優點通過衛星定位系統定位在電力現場作業的工作人員，對現場的工作人員進行安全自動監控，並進行安全告警，做到及時對違章人員進行提示和告警，及時保證了工作人員的人身安全，處理效率高。同時，本發明所述技術方案也強化了工作人員的公共安全意識，提高了電力現場作業的安全保障水平，減少了人員的責任事故，提升了電網安全運行水平，從另一層面創造了巨大的社會效益，因此本發明所述的通過衛星定位的安全自動監控系統具有重要的意義和實用價值，對電力生產提供了強有力的技術保障。
文檔編號H02J13/00GK101667749SQ20091011157
公開日2010年3月10日 申請日期2009年4月23日 優先權日2009年4月23日
發明者競 吳, 李衛東, 遊仁敏, 鄭家松 申請人:福建省電力有限公司;福建和盛高科技產業有限公司