近电作业安全监控预警系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力工程现场施工中的监控预警技术，特别是一种近电作业安全监控预警系统，将智能图像处理技术和无线通信技术应用到施工监控中，特别是对于高空作业的安全监控，以初始图像为基础，以电力施工规定的各种安全距离为界，设定一个预警区域，也就是监控区域，一旦有物体进入监控区域，系统便可进行识别和报警；所述数据处理分析系统应当位于作业区外的安全位置。优点在于，能够适应大多数的自然环境、布设简单，适用范围广，实现在安全范围内充分有效的监控效果，基于稳定的数据来源和可靠的数据分析，本发明专利技术实现了稳定、可靠的监控效果，确保安全施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力工程现场施工中的监控预警技术，特别是一种近电作业安全监控预警系统。
技术介绍
近年来，因近电作业管控不到位引起的触电事故频发，究其原因主要有两点：一是，土地资源日益稀缺，可用电力走廊紧张，造成部分地区走廊内并行线路距离较近，交叉跨越繁多，近电作业骤增；二是，近电作业点多、面广，安全管控难度大，若作业人员安全意识淡薄，则极易发生触电事故。为此，有些人基于电磁感应原理，研制了多种带电感应报警装置，但都存下不足：其一，由于导线安全距离以外的电场微弱，且带电感应效果受环境影响很大，感应不稳定；其二，感应装置需穿戴在人员或设备上，感应范围有限，而且很多设备无法适用，例如对工作绳、塔件等无法监控。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种不受环境影响，监控范围广、适用范围大、效果稳定可靠的近电作业安全监控预警系统。本专利技术的目的是通过以下途径来实现的：近电作业安全监控预警系统，其要点在于，包括有如下组成：复数个数字摄像头，其分布安装在监控对象周边的支架和地面上；无线路由器，其与所述复数个数字摄像头连接，接收来自各个数字摄像头的视频数据；数据处理分析系统，包括有视频显示模块、图像帧提取模块、识别基准模块、图像分析模块、视频控制模块、报警模块以及和上述六个模块连接的中心处理模块；同时无线路由器与中心处理模块连接；数据处理分析系统进行如下两个数据处理：1、配置识别基准数据定位各个数字摄像头，通过视频控制模块对各个数字摄像头进行云台控制和调焦操作，此时各个数字摄像头均能够有效获取监控对象的视频数据；无线路由器将接收到的各个数字摄像头的视频数据发送给中心处理模块，并通过视频显示模块进行显示；图像帧提取模块提取每个数字摄像头所得视频数据中的图像帧，并在该图像帧中设定监控区域：以监控对象为基准，根据电力规程所提供的安全距离为界设置多重预警线；然后将设定好监控区域的图像帧作为基准图像帧存储到识别基准模块中；2、监控报警无线路由器定时将每个数字摄像头的视频数据传送给中心处理模块，图像帧提取模块根据设定的时间顺序提取视频数据中的多个图像数据，图像分析模块将所提取的图像数据与其对应的基准图像帧进行对比，确定接近监控对象的物体及其移动轨迹，并判断是否进入所设定的监控区域，如果接近监控对象的物体进入监控区域，则中心处理模块将当前进入监控区域的物体的移动轨迹和对应的图像帧进行保存，并触发报警模块。本专利技术适应于电力施工现场的各种应用中，将智能图像处理技术和无线通信技术应用到施工监控中，特别是对于高空作业的安全监控，以初始图像为基础，以电力施工规定的各种安全距离为界，设定一个预警区域，也就是监控区域，一旦有物体进入监控区域，系统便可进行识别和报警；所述数据处理分析系统应当位于作业区外的安全位置。由此，本专利技术所述近电作业安全监控预警系统是依靠数字摄像头获取基础数据的，拍摄功能稳定，能够适应大多数的环境，因此基本不受环境影响；其次数字摄像头是固定安装在监控对象的周边，根据施工现场的具体情况进行布设，还可以直接安装于地面上，能够适用于各种设备，例如工作绳、塔件等等，固定的位置能够获得清晰、稳定而有效的视频和图像帧，因此适用范围广，能够监控电力现场的绝大部分设备。最后，在进行图像帧分析时，能够根据监控对象灵活设定有效监控区域，并根据图像分析获得监控区域内物体的移动轨迹，从而实现在安全范围内充分有效的监控效果，基于稳定的数据来源和可靠的数据分析，本专利技术实现了稳定、可靠的监控效果，确保安全施工。本专利技术可以进一步具体为：复数个数字摄像头按照不影响近电作业的原则进行布点，或者悬挂于监控对象附近的高空固定支撑点，或者通过可升降支架安置于地面。所述高空固定支撑点是指不会相对于监控对象移动，且靠近监控对象的抱杆、塔架、钢管杆等支架上。作为系统视频采集终端的数字摄像头的布点位置是根据近电作业现场工况选取的。视频显示模块接收到各个数字摄像头的视频数据，并进行分屏显示。即实现各路视频的分屏显示，以同时监控多个角度的视频内容。图像分析模块的分析流程具体为：将接收到的每一帧图像划分为n×n大小、且互相不重叠的图像块，n值根据监控区域的大小进行设定，当某一个图像块的中心位置与基准图像帧进行对比有明显区别，超过系统设定的阈值，则认为其中有目标出现，即有异物进入监控区域；反之，则为正常；当有异物进入监控区域，根据异物所处的位置与预警线之间的距离触发报警模块，发出对应的报警信号。综上所述，本专利技术提供了一种近电作业安全监控预警系统，其基于智能图像处理技术，采用视频监控的方式对近电施工作业进行监控，能够适应大多数的自然环境、布设简单，适用范围广，实现在安全范围内充分有效的监控效果，基于稳定的数据来源和可靠的数据分析，本专利技术实现了稳定、可靠的监控效果，确保安全施工。附图说明图1为本专利技术具体实施方式所述的近电作业安全监控预警系统的布点设计示意图。图2为本专利技术具体实施方式所述的近电作业安全监控预警系统的原理结构示意图。图3为本专利技术所述的近电作业安全监控预警系统的图像分析模块的处理流程示意图。下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。具体实施方式最佳实施例：本实施例以“双摇臂悬浮抱杆组塔施工”为例进一步阐述本专利技术所述的近电作业安全监控预警系统。安全规程包括：依据《电力建设安全工作规程（第2部分：电力线路）》（DL5009.2-2013）中对安全距离的规定，系统在距离带电线路导线安全距离处设置禁行线（区域），在距离带电线路导线1.5倍安全距离处设置预警线（区域），如图1所示。确定须检测与预警的情况有：（1）起吊塔件（主材、塔片、塔段）进入安全预警区域的检测与报警；（2）各类施工线绳（拉线、埋根绳、控制绳、起吊绳等）进入安全预警区域的检测与报警；（3）现场组塔施工采用的双摇臂悬浮抱杆进入安全预警区域的检测与报警。近电作业安全监控预警系统主要包括布点设计、硬件设计和软件设计，将智能图像处理技术与无线通信技术相结合，实现对近电作业的监控预警功能。1）布点设计：按照不影响近电作业和安装便捷的理念，系统的视频采集终端（数字摄像头）的布点设计如图1中的黑色圆点所示，安装方式有高悬挂安装方式（安装于抱杆）和可伸降支架方式安装方式（放置于地面），可根据近电作业现场工况灵活选取。而数据处理分析系统设置于现场作业区域外的安全位置即可。2）硬件设计：参照附图2，包括1、数字摄像头：通过网线连接至无线路由。2、无线路由：通过2.4G/5G的频段将视频流传回数据处理分析系统。无线传输方式，可选配置，独立供电。3、数据处理分析系统，采用视频显示和视频控制的PC客户端，实现各路视频的分屏显示，并实现对摄像头的调焦和云台控制，软件运行和预警处理。3）软件设计，采用智能图像处理技术，对原配客户端进行再开发嵌入式图像分析模块，软件流程如图3所示，主要步骤有：1、依据配置的识别规则提取图像帧，实现识别区域设定、跟踪移动识别功能。2、调用图像分析模块分析图像帧信息，实现识别区域内识别物的区分。3、将图像分析结果通过dll接口方式反馈主程序，实现声光报警器或闪光灯提示现场安全监管人员，并将报警数据存入数据库。近电作业安全监控预警系统在使用前，需根据现场实际进行参数配置，主要包括：（1）云台控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
近电作业安全监控预警系统，其特征在于，包括有如下组成：复数个数字摄像头，其分布安装在监控对象周边的支架和地面上；无线路由器，其与所述复数个数字摄像头连接，接收来自各个数字摄像头的视频数据；数据处理分析系统，包括有视频显示模块、图像帧提取模块、识别基准模块、图像分析模块、视频控制模块、报警模块以及和上述六个模块连接的中心处理模块；同时无线路由器与中心处理模块连接；数据处理分析系统进行如下两个数据处理：1）配置识别基准数据：定位各个数字摄像头，通过视频控制模块对各个数字摄像头进行云台控制和调焦操作，此时各个数字摄像头均能够有效获取监控对象的视频数据；无线路由器将接收到的各个数字摄像头的视频数据发送给中心处理模块，并通过视频显示模块进行显示；图像帧提取模块提取每个数字摄像头所得视频数据中的图像帧，并在该图像帧中设定监控区域：以监控对象为基准，根据电力规程所提供的安全距离为界设置多重预警线；然后将设定好监控区域的图像帧作为基准图像帧存储到识别基准模块中；2）监控报警：无线路由器定时将每个数字摄像头的视频数据传送给中心处理模块，图像帧提取模块根据设定的时间顺序提取视频数据中的多个图像数据，图像分析模块将所提取的图像数据与其对应的基准图像帧进行对比，确定接近监控对象的物体及其移动轨迹，并判断是否进入所设定的监控区域，如果接近监控对象的物体进入监控区域，则中心处理模块将当前进入监控区域的物体的移动轨迹和对应的图像帧进行保存，并触发报警模块。...

【技术特征摘要】
1.近电作业安全监控预警系统，其特征在于，包括有如下组成：复数个数字摄像头，其分布安装在监控对象周边的支架和地面上；无线路由器，其与所述复数个数字摄像头连接，接收来自各个数字摄像头的视频数据；数据处理分析系统，包括有视频显示模块、图像帧提取模块、识别基准模块、图像分析模块、视频控制模块、报警模块以及和上述六个模块连接的中心处理模块；同时无线路由器与中心处理模块连接；数据处理分析系统进行如下两个数据处理：1）配置识别基准数据：定位各个数字摄像头，通过视频控制模块对各个数字摄像头进行云台控制和调焦操作，此时各个数字摄像头均能够有效获取监控对象的视频数据；无线路由器将接收到的各个数字摄像头的视频数据发送给中心处理模块，并通过视频显示模块进行显示；图像帧提取模块提取每个数字摄像头所得视频数据中的图像帧，并在该图像帧中设定监控区域：以监控对象为基准，根据电力规程所提供的安全距离为界设置多重预警线；然后将设定好监控区域的图像帧作为基准图像帧存储到识别基准模块中；2）监控报警：无线路由器定时将每个数字摄像头的视频数据传送给中心处理模块，图像帧提取模块根据设定的时间顺序提取视频数据中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玮雨，林韬，程天福，胡如熠，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，福建省送变电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35