本發(fā)明一種變電站檢修監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，屬于變電站預(yù)警監(jiān)控的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)，隨著“三集五大”體系建設(shè)的深入，市級供電公司運維檢修管理模式發(fā)生相應(yīng)的變更和優(yōu)化，伴隨著綜合大檢修和狀態(tài)檢修的不斷深入，原先臨停、臨檢所做的班前會已經(jīng)滿足不了多班組、多專業(yè)協(xié)同工作的要求；同時，檢修過程中工作時間緊、任務(wù)重，遇到緊急問題若不能及時反饋解決，將直接影響檢修進度；此外，檢修期間涉及工作人員上百人，在變電站設(shè)備密集、危險點繁多、工作區(qū)域錯綜復(fù)雜的情況下，人員位置不當(dāng)很可能引發(fā)安全事故，出現(xiàn)人身生命危險。

因此，一種能夠在檢修前將人員分工、區(qū)域劃分、任務(wù)安排、定置管理、危險點告知、重點工作區(qū)域強調(diào)等布控要素直觀簡潔地展現(xiàn)出來；并能夠?qū)ψ冸姍z修現(xiàn)場的突發(fā)情況視頻傳回指揮中心，且能對作業(yè)人員位置進行定位，當(dāng)位置不當(dāng)時，進行預(yù)警的變電站檢修監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)就顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種能夠?qū)ψ冸姍z修現(xiàn)場的突發(fā)情況視頻傳回指揮中心，且能對作業(yè)人員位置進行定位，當(dāng)位置不當(dāng)時，進行預(yù)警的變電站檢修監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種變電站檢修監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，包括：現(xiàn)場采集設(shè)備，設(shè)置在變電站內(nèi)部，用于搶修時采集變電站內(nèi)部的音視頻信息以及作業(yè)人員的位置信息，并將上述音視頻信息和位置信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送給遠程預(yù)警服務(wù)器；遠程預(yù)警服務(wù)器，設(shè)置在遠程指揮中心，其輸入端通過通信網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場采集設(shè)備的輸出端相連，用于將作業(yè)人員采集的位置信息在內(nèi)置的三維場景中展示，當(dāng)作業(yè)人員進入危險區(qū)域時，通過內(nèi)置預(yù)警庫發(fā)出預(yù)警信號。

優(yōu)選地，所述現(xiàn)場采集設(shè)備包括：安全頭盔，包括攝像裝置、語音裝置和通訊接頭，所述的攝像裝置和語音裝置用于采集變電站內(nèi)部的音視頻信息并通過通訊接頭將所述的音視頻信息傳輸給無線通訊終端；無線通訊終端，包括音視頻信號處理器、CPU主控芯片、定位標(biāo)簽和無線傳輸模塊；所述音視頻信號處理器的輸入端與所述通訊接頭的輸出端相連，用于將接收到的音視頻信息進行壓縮后傳輸給CPU主控芯片；所述CPU主控芯片的輸入端分別與所述音視頻信號處理器的輸出端、定位標(biāo)簽的輸出端相連，用于對壓縮后的音視頻信息，以及定位標(biāo)簽采集的作業(yè)人員的位置信息進行編碼后通過無線傳輸模塊傳輸給定位基站；定位基站包括射頻接收模塊、數(shù)據(jù)控制模塊和通訊接口模塊；所述射頻接收模塊的輸入端與所述無線傳輸模塊的輸出端相連，用于將基帶信號從無線通訊終端傳來的UWB信號中解調(diào)出來；所述數(shù)據(jù)控制模塊的輸入端與所述射頻接收模塊的輸出端相連，用于將射頻接收模塊輸出的基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行傳輸；所述數(shù)據(jù)控制模塊的輸出端通過通訊接口模塊與遠程的輸入端與遠程預(yù)警服務(wù)器的輸入端相連，用于將數(shù)字信號傳輸?shù)竭h程預(yù)警服務(wù)器。

優(yōu)選地，所述遠程預(yù)警服務(wù)器包括：三維展示單元，用于對變電站內(nèi)的設(shè)備及管線設(shè)施進行三維建模，并將設(shè)備及管線設(shè)施的模型參數(shù)存儲在數(shù)據(jù)庫單元中；布控模擬單元，用于在三維展示單元中設(shè)定不同作業(yè)種類的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)，同時根據(jù)變電站電壓等級不同設(shè)置安全距離，并將圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)存儲在數(shù)據(jù)庫單元中，將不同作業(yè)種類對應(yīng)的危險點信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)預(yù)警單元中；數(shù)據(jù)庫單元，其輸入端與所述三維展示單元、布控模擬單元的輸出端相連，用于存儲變電站內(nèi)的各設(shè)備的模型名稱、空間坐標(biāo)，各模型間的帶電邏輯關(guān)系，以及圍欄坐標(biāo)和危險點坐標(biāo)，并將各模型的空間坐標(biāo)、以及作業(yè)區(qū)域的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)傳輸給空間坐標(biāo)庫單元；空間坐標(biāo)庫單元，其輸入端與所述數(shù)據(jù)庫單元的輸出端相連，用于存儲各模型的空間坐標(biāo)、以及作業(yè)區(qū)域的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)，并將上述坐標(biāo)信息傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)警單元；無線定位單元，其輸入端與所述定位基站的輸出端相連，用于對定位基站傳來的作業(yè)人員位置信息進行解析，并將作業(yè)人員的坐標(biāo)傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)警單元，同時將作業(yè)人員的坐標(biāo)在三維展示單元中展示；數(shù)據(jù)預(yù)警單元，其輸入端與所述無線定位單元的輸出端、空間坐標(biāo)庫單元的輸出端均相連，用于當(dāng)作業(yè)人員坐標(biāo)碰觸到圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)時，發(fā)出預(yù)警信息至流媒體處理單元；流媒體處理單元，其輸入端與所述數(shù)據(jù)預(yù)警單元的輸出端相連，用于將預(yù)警信息的文字轉(zhuǎn)化為音頻信息，并將該音頻信息發(fā)送無線通訊終端，使無線通訊終端通過安全頭盔的語音裝置進行播放。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

本專利一種變電站檢修監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，通過現(xiàn)場采集設(shè)備與遠程預(yù)警服務(wù)器的連接，實現(xiàn)了對作業(yè)人員在變電站檢修時的音視頻信息和位置信息的采集，并能夠當(dāng)作業(yè)人員碰觸到危險區(qū)域時，發(fā)出預(yù)警信號，實用性極強。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明：

圖1為本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中安全頭盔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3位本發(fā)明中無線通訊終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中定位基站的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：101為現(xiàn)場采集設(shè)備，102為遠程預(yù)警服務(wù)器，301為安全頭盔，3011為攝像裝置，3012為語音裝置，3013為通訊接頭，302為無線通訊終端，3021為音視頻信號處理器，3022為CPU主控芯片，3023為定位標(biāo)簽，3024為無線傳輸模塊，303為定位基站，401為三維展示單元，402為布控模擬單元，403為數(shù)據(jù)庫單元，404為空間坐標(biāo)庫單元，405為無線定位單元，406為數(shù)據(jù)預(yù)警單元，407為流媒體處理單元。

具體實施方式

如圖1至圖4所示，一種變電站檢修監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，包括：現(xiàn)場采集設(shè)備101，設(shè)置在變電站內(nèi)部，用于搶修時采集變電站內(nèi)部的音視頻信息以及作業(yè)人員的位置信息，并將上述音視頻信息和位置信息通過通信網(wǎng)絡(luò)103傳送給遠程預(yù)警服務(wù)器102；遠程預(yù)警服務(wù)器102，設(shè)置在遠程指揮中心，其輸入端通過通信網(wǎng)絡(luò)103與現(xiàn)場采集設(shè)備101的輸出端相連，用于將作業(yè)人員采集的位置信息在內(nèi)置的三維場景中展示，當(dāng)作業(yè)人員進入危險區(qū)域時，通過內(nèi)置預(yù)警庫發(fā)出預(yù)警信號。

本發(fā)明通過現(xiàn)場采集設(shè)備101與遠程預(yù)警服務(wù)器102的連接，實現(xiàn)了對作業(yè)人員在變電站檢修時的音視頻信息和位置信息的采集，并能夠當(dāng)作業(yè)人員碰觸到危險區(qū)域時，發(fā)出預(yù)警信號。

具體地，所述現(xiàn)場采集設(shè)備101包括：安全頭盔301，包括攝像裝置3011、語音裝置3012和通訊接頭3013，所述的攝像裝置3011和語音裝置3012用于采集變電站內(nèi)部的音視頻信息，并通過通訊接頭3013將所述的音視頻信息傳輸給無線通訊終端302；無線通訊終端302，包括音視頻信號處理器3021、CPU主控芯片3022、定位標(biāo)簽3023和無線傳輸模塊3024；所述音視頻信號處理器3021的輸入端與所述通訊接頭3013的輸出端相連，用于將接收到的音視頻信息進行壓縮后傳輸給CPU主控芯片3022；所述CPU主控芯片3022的輸入端分別與所述音視頻信號處理器3021的輸出端、定位標(biāo)簽3031的輸出端相連，用于對壓縮后的音視頻信息，以及定位標(biāo)簽3023采集的作業(yè)人員的位置信息進行編碼后通過無線傳輸模塊3024傳輸給定位基站303；定位基站303，包括射頻接收模塊3031、數(shù)據(jù)控制模塊3032和通訊接口模塊3033；所述射頻接收模塊3031的輸入端與所述無線傳輸模塊3024的輸出端相連，用于將基帶信號從無線通訊終端302傳來的UWB信號中解調(diào)出來；所述數(shù)據(jù)控制模塊3032的輸入端與所述射頻接收模塊3031的輸出端相連，用于將射頻接收模塊3031輸出的基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行傳輸；所述數(shù)據(jù)控制模塊3032的輸出端通過通訊接口模塊3033與遠程的輸入端與遠程預(yù)警服務(wù)器102的輸入端相連，用于將數(shù)字信號傳輸?shù)竭h程預(yù)警服務(wù)器102。

進一步地，所述遠程預(yù)警服務(wù)器102包括：三維展示單元401，用于對變電站內(nèi)的設(shè)備及管線設(shè)施進行三維建模，并將設(shè)備及管線設(shè)施的模型參數(shù)存儲在數(shù)據(jù)庫單元403中；布控模擬單元402，用于在三維展示單元401中設(shè)定不同作業(yè)種類的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)，同時根據(jù)變電站電壓等級不同設(shè)置安全距離，并將圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)存儲在數(shù)據(jù)庫單元403中，將不同作業(yè)種類對應(yīng)的危險點信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)預(yù)警單元406中；數(shù)據(jù)庫單元403，其輸入端與所述三維展示單元401、布控模擬單元402的輸出端相連，用于存儲變電站內(nèi)的各設(shè)備的模型名稱、空間坐標(biāo)，各模型間的帶電邏輯關(guān)系，以及圍欄坐標(biāo)和危險點坐標(biāo)，并將各模型的空間坐標(biāo)、以及作業(yè)區(qū)域的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)傳輸給空間坐標(biāo)庫單元404；空間坐標(biāo)庫單元404，其輸入端與所述數(shù)據(jù)庫單元403的輸出端相連，用于存儲各模型的空間坐標(biāo)、以及作業(yè)區(qū)域的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)，并將上述坐標(biāo)信息傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)警單元406；無線定位單元405，其輸入端與所述定位基站303的輸出端相連，用于對定位基站303傳來的作業(yè)人員位置信息進行解析，并將作業(yè)人員的坐標(biāo)傳輸給數(shù)據(jù)預(yù)警單元406，同時將作業(yè)人員的坐標(biāo)在三維展示單元401中展示；數(shù)據(jù)預(yù)警單元406，其輸入端與所述無線定位單元405的輸出端、空間坐標(biāo)庫單元404的輸出端均相連，用于當(dāng)作業(yè)人員坐標(biāo)碰觸到圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)時，發(fā)出預(yù)警信息至流媒體處理單元407；流媒體處理單元407，其輸入端與所述數(shù)據(jù)預(yù)警單元406的輸出端相連，用于將預(yù)警信息的文字轉(zhuǎn)化為音頻信息，并將該音頻信息發(fā)送無線通訊終端302，使無線通訊終端302通過安全頭盔301的語音裝置3012進行播放。

本實施例中的三維展示單元401是本系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所述的布控模擬單元402依托三維場景進行實現(xiàn)，所述的無線定位單元405與三維展示單元401場景中的坐標(biāo)均一一匹配，具體地，所述的三維展示單元401模型的建立，經(jīng)過現(xiàn)場圖片采集、空間測量和變電站的平面布置圖，本系統(tǒng)采用3Dmax進行高精度建模，其中的模型名參照電網(wǎng)調(diào)度號進行命名，并將模型名存儲在數(shù)據(jù)庫單元403中，通過數(shù)據(jù)庫的對應(yīng)關(guān)系確定模型間帶電的邏輯關(guān)系。

所述的布控模擬單元402，在三維展示單元401中繪制圍欄，設(shè)定工作區(qū)域，設(shè)定危險點位置，同時，根據(jù)變電站電壓等級不同設(shè)置安全距離。所述的圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置均存放在數(shù)據(jù)庫單元403中，安全距離存儲在配置表中，在對定位基站303安放時，以變電站中設(shè)備模型的坐標(biāo)為參考系，根據(jù)實際測量距離確定無線定位基站坐標(biāo)。

所述的無線定位單元405與設(shè)置在現(xiàn)場的定位基站303、無線通訊終端302、定位標(biāo)簽3023組成無線定位系統(tǒng)，在無線定位系統(tǒng)中，定位標(biāo)簽3023為了便于攜帶，集成到無線通訊終端302中，并利用UWB脈沖信號發(fā)射出位置信息給定位基站303，所述的定位基站303采用TDOA和AOA定位算法對標(biāo)簽位置進行分析，最終通過有線以太網(wǎng)傳輸?shù)綗o線定位單元405，本實施例中的無線定位單元405可以實現(xiàn)無縫蜂窩連接，將定位空間無限擴展，定位標(biāo)簽3023可以在各個定位基站303覆蓋范圍內(nèi)自由行走，通過無線定位單元405，將作業(yè)人員的坐標(biāo)在三維空間中展示，實現(xiàn)真實人員異動，虛擬仿真環(huán)境中任務(wù)模型實時移動的效果；其中，UWB帶寬大于1.5GHz，定位通過極窄的脈沖信號來傳送信息，定位誤差能夠控制在0.1米。

所述的數(shù)據(jù)預(yù)警單元406用于當(dāng)作業(yè)人員坐標(biāo)碰觸到圍欄區(qū)域坐標(biāo)、危險點位置坐標(biāo)時，發(fā)出預(yù)警信息至流媒體處理單元407，具體地，當(dāng)作業(yè)人員位置移動時，在三維展示單元401中自動根據(jù)變電站的安全距離，給人體模型增加相應(yīng)半徑的碰撞體，當(dāng)人體模型在三維場景中移動時，碰撞體相應(yīng)移動，當(dāng)碰撞體撞到物體，且物體屬性為圍欄或危險點時，則發(fā)出預(yù)警信息；

所述的布控模擬單元402在布控模擬時，根據(jù)作業(yè)種類對應(yīng)的危險點信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)預(yù)警單元406中，當(dāng)虛擬環(huán)境下人體模型的碰撞體接觸危險點時，自動觸發(fā)預(yù)警事件，預(yù)警事件查詢數(shù)據(jù)庫中的預(yù)警信息，并通過離線語音合成技術(shù)，將文字信息轉(zhuǎn)化為二進制碼流的音頻信息，所述的音頻信息傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器，流媒體服務(wù)器通過4G無線信號將預(yù)警信息傳輸?shù)綗o線通訊終端302，傳輸至安全頭盔301的語音裝置3012的耳機進行播放，使得即將進入危險區(qū)域的作業(yè)人員能夠第一時間接收到預(yù)警信息。

此外，本發(fā)明中的安全頭盔301還可對現(xiàn)場的視頻信息進行采集和傳輸，本實施例中的安全頭盔301集成了高清攝像頭、激光定位燈、定位燈開關(guān)、麥克風(fēng)和無線通訊終端302等部件；其中，安全頭盔301的前部為高清攝像頭，且安全頭盔301與高清攝像頭的外輪廓為同一材質(zhì)，一次模型制作而成，在高清攝像頭的上部為激光定位燈，激光定位燈的頂部為定位燈開關(guān)，方便夜間照明使用；在安全頭盔301右側(cè)底部為耳機插孔，安全頭盔301左側(cè)底部為USB視頻信號輸出接口，便于將視頻導(dǎo)出；在安全頭盔301正前方帽檐下方內(nèi)嵌麥克風(fēng)，在安全頭盔301正后方底端為通訊接頭3013，所述的通訊接頭3013用于連接無線通訊終端302。

本發(fā)明集成了虛擬現(xiàn)實布控模擬平臺、視頻語音安全帽、UWB高精度定位基站，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)布控模擬，通過遠程視頻采集和高精度無線定位，傳輸現(xiàn)場視頻、人員位置信息至遠程預(yù)警服務(wù)器102，通過離線語音合成進行語音預(yù)警；本發(fā)明可直接應(yīng)用于變電檢修前三維布控模擬、電力設(shè)備拆解運行仿真，變電檢修、變電運行中的視頻監(jiān)控、人員定位、危險預(yù)警。

綜上，本發(fā)明具有很強的實用性；上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。