本发明专利技术公开了一种带电作业安全预警方法，包括建立杆塔模型并设置安全距离；在杆塔周围布置至少三个不在同一直线的热释电红外传感器组；计算作业人员空间位置和关键部位位置信息；实时生成三维人体模型；进行实时模拟并实时监控作业人员关键部位位置与危险点的安全距离，一旦达到临界状态便发出报警信号；本发明专利技术还公开了一种带电作业安全预警装置，包括传感器模块、数据转换模块和数据处理中心，传感器模块用于接收人体的红外辐射能量，数据转换中心用于数据的中转，数据处理中心用于生成三维人体模型并进行实时模拟、检测和报警。本发明专利技术由于采用计算机进行带电作业安全监测，避免了采用人为经验进行判断，提高了带电作业监测的可靠性和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种带电作业安全预警方法。
技术介绍
随着电力系统的发展、用电客户对用电质量的要求越来越高，带电作业能够大幅 提高电网的经济运行还能够保障电力设备的安全，因此带电作业已经越来越广泛。 如何对带电作业过程中作业人员的空间位置进行实时监控成为一个重要问题。目 前我国带电作业人员进入作业区域的安全主要是依靠具有丰富带电作业实践经验的专责 监护人员监督及专业作业人员的自觉来实现:专业作业人员依靠自身对于带电线路的电压 等级、安全距离、带电操作规范等一系列知识的了解和掌握，利用个人的现场知识和经验进 行带电作业;具有丰富带电作业实践经验的专责监护人员在带电作业现场监督专业作业人 员，依靠自身丰富的带电作业知识和经验，对专业作业人员进行提醒和监督。但是，现有的 作业方法，极大地依赖于专业人员的专业素养、专业技能和专业经验，可重复性、可靠性和 稳定性较差，专业人员在作业现场一旦发生任何一丝的疏忽大意，都可能造成无法挽回的 损失，现有的带电作业方法极具不稳定性。此外，现有的带电作业方法完全依靠专业人员的 经验，复杂且难于推广。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种可靠性好、稳定性高的带电作业安全预警方法。 本专利技术的目的之二在于提供一种应用该带电作业安全预警方法的装置。 本专利技术提供的这种带电作业安全预警方法，主要包括如下步骤： si建立电力系统杆塔的三维模型，并设置作业人员人体关键部位与作业点的安全 距离； S2在电力系统杆塔周围分散布置至少三个热释电红外传感器组，且三个热释电红 外传感器组不能在一条直线上； S3根据热释电红外传感器组接收人体发出的红外能量辐射时间计算作业人员的 空间位置和人体关键部位位置信息； S4将作业人员空间位置及人体关键部位位置信息实时生成三维人体模型； S5将步骤S4中实时生成的三维人体模型在步骤S1中已建立的三维杆塔模型上进 行实时模拟； S6实时监控作业人员人体关键部位位置与作业点的距离，该距离一旦达到安全距 离的临界状态，则发出报警信号进行提示和报警。 所述的电力系统三维杆塔模型、三维人体模型为通过3ds Max软件生成。 所述的实时模拟为采用3ds Max软件结合Torque Game Engine开发引擎进行实时 模拟。 所述的作业人员人体关键部位包括头部、左手腕、右手腕、左脚踝和右脚踝。 本专利技术还公开了一种应用所述的带电作业安全预警方法的装置，包括传感器模 块、数据转换模块和数据处理中心;传感器模块包括热释电红外传感器组、信号处理电路和 信号发送电路，热释电红外传感器组用于接收人体发出的红外辐射能量，并输出数据到信 号处理电路;信号处理电路用于将热释电红外传感器组的数据进行处理，并由信号发送电 路进行发送;数据转换模块用于接收传感器模块发送的数据，并通过有线通讯的方式将数 据传输到数据处理中心;数据处理中心包括数据接收模块、控制中心和报警模块，数据接收 模块和数据转换模块配套使用，用于接收数据转换模块传输的数据并传送至控制中心，控 制中心用于实时接收上传的数据、进行数据的分析和统计、在杆塔模型上实时模拟作业人 员的实际动作、监控作业人员人体关键部位位置与作业点的距离并控制报警模块适时报 警;报警模块与控制中心连接，用于接收控制中心的信号并报警。 所述的热释电红外传感器组至少有三个，在作业杆塔周围分散布置，且不在一条 直线上。 所述的热释电红外传感器组包括多个热释电红外传感器，多个热释电红外传感器 相邻布置，各自检测不同的区域。 所述的报警模块可以布置在作业杆塔周围，也可由带电作业人员随身携带。 所述的信号处理电路包括依次串接的滤波器、放大器和鉴幅器;滤波器用于对热 释电红外传感器的输出信号进行滤波，放大器用于对经过滤波的信号进行放大并输出模拟 量信号，鉴幅器由一对比较器构成，用于将模拟量信号转换为数字信号。 所述的信号发送电路与数据转换模块之间的通讯为无线通讯。 所述的数据接收模块和数据转换模块之间的通讯为串口通讯。所述的控制中心为PC机，用于根据实时获取的热释电红外传感器的数据，采用3ds Max软件结合Torque Game Engine开发引擎进行作业人员的实时模拟。 本专利技术提供的这种带电作业安全预警方法和应用该方法的装置，由于采用热释电 红外传感器进行作业人员的定位，结合事先建立的作业杆塔的三维模型和实时建立的三维 人体模型，在计算机上进行实时模拟，并实时监控作业人员与作业危险区域的安全距离，一 旦安全距离达到临界点便发出报警，因此能够避免采用纯粹的人为经验对带电作业进行安 全性判断，同时利用计算机进行带电作业安全监测，极大地提高了带电作业监测的可靠性 和稳定性。【附图说明】 图1为本专利技术的方法步骤流程示意图。 图2为本专利技术的装置功能模块图。 图3为本专利技术的热释电红外传感器组的布置示意图。 图4为本专利技术的装置的一种具体应用示意图。【具体实施方式】 如图1所示，为本专利技术的带电作业安全预警方法的步骤流程示意图：首先在杆塔周 围分散布置至少三个热释电红外传感器组，并且利用三维动画渲染和制作软件按实际尺寸 搭建三维杆塔模型，并且预先设置作业人员的人体关键部位与作业点的安全距离;在带电 作业人员登塔进行带电作业时，热释电红外传感器组检测人体发出的红外能量辐射，通过 信号处理电路进行滤波、放大处理后，通过信号发送电路发送，数据转换模块转发收到的热 释电红外传感器组的数据至数据处理中心的数据接收模块，数据处理中心的控制中心根据 各传感器接收红外信号时间计算作业人员的空间位置，并计算人体关键部位获取的位置坐 标，通过三维动画植染和制作软件3ds Max，并结合Torque Game Engine开发引擎实时在事 先建模的电力系统杆塔的三维模型上进行模拟和监测，判断作业人员是否处于事先设定的 安全距离之内。一旦作业人员与作业点之间的距离超过安全距离的临界状态，则立即发出 报警信号，否则系统一直实时监测带电作业人员，直至带电作业结束。如图2所示为本专利技术的带电作业安全预警装置的功能模块图：本专利技术的带电作业 安全预警装置包括传感器模块、数据转换模块和数据处理中心;传感器模块包括热释电红 外传感器组、信号处理电路和信号发送电路，信号处理电路包括依次串接的滤波器、放大器 和鉴幅器;滤波器用于对热释电红外传感器组的输出信号进行滤波，放大器用于对经过滤 波的信号进行放大并输出模拟量信号，鉴幅器由一对比较器构成，用于将模拟量信号转换 为数字信号，信号发送电路将信号处理电路的输出信号转换为Zigbee无线信号，并传输到 数据转换模块;数据转换模块用于接收Zigbee无线通讯信号，将通讯数据转成串口通讯协 议数据，并发送至数据处理中心;数据处理中心包括数据接收模块、控制中心和报警模块， 数据接收模块和数据转换模块配套使用，用于接收数据转换模块发送的数据并上传控制中 心，控制中心由计算机组成，其安装有3ds Max软件和Torque Game Engine开发引擎，并事 先建立好了电力系统的各类型杆塔的三维模型，用于在接收热释电红外传感器组的数据 后，实时模拟带电作业人员在杆塔上的实时作业动作，并实时判断带电作业人员的关键部 位与作业危险点之间的距离，一旦距离达本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带电作业安全预警方法，主要包括如下步骤：S1建立电力系统杆塔的三维模型，并设置作业人员人体关键部位与作业点的安全距离；S2在电力系统杆塔周围分散布置至少三个热释电红外传感器组，且三个热释电红外传感器组不能在一条直线上；S3根据热释电红外传感器组接收人体发出的红外能量辐射时间计算作业人员的空间位置和人体关键部位位置信息；S4将作业人员空间位置及人体关键部位位置信息实时生成三维人体模型；S5将步骤S4中实时生成的三维人体模型在步骤S1中已建立的三维杆塔模型上进行实时模拟；S6实时监控作业人员人体关键部位位置与作业点的距离，该距离一旦达到安全距离的临界状态，则发出报警信号进行提示和报警。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭石明，刘夏清，任承贤，章健军，杨淼，罗日成，胡弘莽，牛捷，邹德华，隆晨海，杨琪，欧乃成，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司带电作业中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。