一种近电报警方法、装置及近电报警智能头盔制造方法及图纸

本发明专利技术提供本发明专利技术提供一种近电报警方法、装置及近电智能头盔，包括：基于GPS系统和电场传感器信号，预先绘制电力巡检区域的位置信息图，并预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离；在进行电力巡检时，基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置；若工作人员的当前位置到电力巡检区域中任一设备位置的距离小于预先计算的安全距离，则报警。本发明专利技术不占用工作空间，且具备的GPS定位系统和设置不同设备的安全距离的功能，能够在技术上解决电力系统中出现的触电伤亡问题。

【技术实现步骤摘要】
一种近电报警方法、装置及近电报警智能头盔
本专利技术涉及智能设备领域，具体涉及一种近电报警方法、装置及近电智能头盔。
技术介绍
在高压带电作业中，电力工作人员常常面临触电危险，每年因触电事故造成的人员伤亡事件对电力事业影响恶劣。根据全球事故数据统计分析，大约每用电量在1.5亿kwh就会发生1人触电死亡。通过对触电伤亡事件原因的分析，对带电设备进行误碰是造成触电伤亡事件的主要原因，占触电伤亡事件总人数的36％左右，触电伤亡事件不仅对社会和谐造成巨大的不良影响，而且给电力事业带来巨大的经济损失及负面影响。对于长期在发电厂、输配电线路及变电站等场所工作的一线员工而言，他们发生触电事件的概率更高，尤其是在不小心误碰高压带电设备时，通常会造成作业人员死亡或重伤事件。早前，人们应对感应触电的防护措施主要采用穿戴绝缘手套和绝缘胶鞋，当电压等级升高时，普通绝缘手套和绝缘胶鞋的耐压程度已经不起作用，而对于高耐压水平的绝缘手套和绝缘胶鞋又因为穿着笨重，影响正常工作而不被采用，导致目前对触电防护没有一种很好的处理办法，这就造成一线工作人员时常会发生被感应电伤害等类似事件，尤其是在变电站巡检工作中，对于预防一线工作人员误入带电间隔造成的触电事故，通常只是通过加强管理的方式来避免此类事件的发生，并没有技术上的任何防护措施，所以一旦发生触电事件，必然会造成一线工作人员的伤亡。目前，经过技术的不断发展，一线工作人员在进行电力作业时会携带近电报警装置，虽然近电报警装置在一定程度上能够给一线工作人员一些防止触电警告，但是当工作人员进行工作时，其携带的近电报警装置不仅会占用工作人员的双手或者工作空间，还会给工作人员带来许多操作不便。此外，近电报警装置也存在许多问题，比如：1.缺少定位系统，不能精确定位一线工作人员的位置，导致发生事故时不能迅速救援；2.对于电力巡检区域的不同电压等级没有设定相应的阀值，或者抗干扰能力差，极易产生报警错误等。因此，需要提供一种技术方案来克服现有技术的不足。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种近电报警方法、装置及近电智能头盔。一种近电报警方法，包括如下步骤：基于GPS系统和电场传感器信号，预先绘制电力巡检区域的位置信息图，并预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离；在进行电力巡检时，基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置；若工作人员的当前位置到电力巡检区域中任一设备位置的距离小于预先计算的安全距离，则报警。基于GPS系统和电场传感器信号，绘制电力巡检区域的位置信息图，包括：基于GPS系统采集电力巡检区域的位置点，同时记录位置点的传感器信号；基于位置点与位置点的传感器信号绘制电力巡检区域的位置信息图；位置信息图包括位置信息点坐标和位置点的传感器信号；传感器信号包括电压信号和电流信号。基于位置点与位置点的传感器信号绘制电力巡检区域位置信息图，包括：将电力巡检区域划分为a*b个小区域；式中，[]表示取整，a和b分别为域划分后的行数和列数，L为电力巡检区域的长，D为电力巡检区域的宽；位置点x和y分别为工作人员所在电力巡检区域的坐标距离。预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离，包括：基于电力巡检区域位置信息图，采集所有感应电流大于设定阈值的位置信息；基于位置信息、电力巡检区域中各设备的位置信息和各设备的电压等级，计算电力巡检区域位置信息图中各位置到各设备的匹配距离；将匹配距离的最大值作为设备的安全距离。基于位置信息、电力巡检区域中各设备的位置信息和各设备的电压等级，计算电力巡检区域位置信息图中各位置到各设备的匹配距离，包括：利用投影算法计算历史数据中目标位置到第i个设备间的匹配距离fi(di,ui)，计算公式如下所示：fi(di,ui)＝ωddi+ωuui；式中，di是目标位置到第i个设备的距离,ui是第i个设备的电压等级，ωd和ωu分别表示目标位置到第i个设备距离的权重和第i个设备电压等级的权重，且满足ωd+ωu＝1。将最大匹配距离作为安全距离，包括：若存在多个最大匹配值，则以最大匹配值到其设备的路径的交叉点为圆心，预设半径dmax做圆形区域，如果目标位置在圆形区域外面，则直接运用最大匹配值作为目标位置的安全距离；如果目标位置在圆形区域内部或圆上，则利用如下公式计算安全距离f(di,ui)：式中，和分别为目标位置到多个设备距离的平均值和多个电压等级的平均值。基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置，包括：电场传感器根据实时接收到的感应信号，输出感应电流；将感应电流输入信号调理电路,输出与电场强度成正比的电压信号；基于电力巡检区域分别与工作人员的当前区域以及前一时刻所在区域的环境拓扑连接关系以及位置信息图，对工作人员的位置类型进行匹配；按照位置类型的优先级顺序，获得与各位置点的电压信号相等的电力巡检区域中的信息点，信息点为工作人员的当前位置。位置类型包括：第一类位置类型、第二位置类型和第三位置类型；第一位置类型：电力巡检区域分别与工作人员的当前区域以及前一时刻所在区域的环境拓扑都相连，且电压信号没有变化；第二位置类型：电力巡检区域与工作人员当前区域的环境拓扑不相连，与前一时刻所在区域的环境拓扑相连，且电压信号有变化，但在工作人员的当前位处，各设备电压产生的磁场相互抵消；第三位置类型：电力巡检区域与工作人员的当前区域以及前一时刻所在区域的环境拓扑都不相连，且电压信号有变化且不能相互抵消。按照位置类型的优先级顺序，获得与电压信号相等的电力巡检区域中的信息点，信息点为工作人员的位置信息点，包括：优先从第一位置类型进行位置匹配寻找，若获得与电压信号相等的工作人员的位置信息点，则停止对第二位置类型和第三位置类型进行位置匹配寻找，若未获得工作人员的位置信息点，则继续依次对第二位置类型和所述第三位置类型进行位置匹配寻找。若工作人员的当前位置与电力巡检区域中各设备的距离小于预先计算的安全距离，则报警，包括：计算工作人员当前位置的投影距离式中，距离参数p＝(li+lj+lij)/2，li和lj分别是工作人员的当前位置到第i个电力设备和第j个电力设备之间的等效距离，lij是第i个电力设备和第j个电力设备之间的等效距离；若投影距离dti小于预先计算的安全距离，则报警。一种近电报警装置，包括：预先计算模块，用于基于GPS系统和电场传感器信号，预先绘制电力巡检区域的位置信息图，并预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离；当前位置确定模块，用于在进行电力巡检时，基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置；报警模块，用于若工作人员的当前位置到电力巡检区域中任一设备位置的距离小于预先计算的安全距离，则报警。预先计算模块包括：采集记录模块和位置信息图绘制模块；采集记录模块，用于基于GPS系统采集电力巡检区域的位置点，同时记录位置点的传感器信号；位置信息图绘制模块，用于基于位置点与位置点的传感器信号绘制电力巡检区域的位置信息图；位置信息图包括位置信息点坐标和位置点的传感器信号；传感器信号包括电压信号和电流信号。位置信息图绘制模块包括：区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近电报警方法，其特征在于，包括如下步骤：基于GPS系统和电场传感器信号，预先绘制电力巡检区域的位置信息图，并预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离；在进行电力巡检时，基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置；若所述工作人员的当前位置到电力巡检区域中任一设备位置的距离小于预先计算的安全距离，则报警。

【技术特征摘要】
1.一种近电报警方法，其特征在于，包括如下步骤：基于GPS系统和电场传感器信号，预先绘制电力巡检区域的位置信息图，并预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离；在进行电力巡检时，基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置；若所述工作人员的当前位置到电力巡检区域中任一设备位置的距离小于预先计算的安全距离，则报警。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于GPS系统和电场传感器信号，绘制电力巡检区域的位置信息图，包括：基于GPS系统采集电力巡检区域的位置点，同时记录所述位置点的传感器信号；基于所述位置点与所述位置点的传感器信号绘制电力巡检区域的位置信息图；所述位置信息图包括位置信息点坐标和所述位置点的传感器信号；所述传感器信号包括电压信号和电流信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置点与所述位置点的传感器信号绘制电力巡检区域位置信息图，包括：将电力巡检区域划分为a*b个小区域；式中，[]表示取整，a和b分别为域划分后的行数和列数，L为电力巡检区域的长，D为电力巡检区域的宽；位置点x和y分别为工作人员所在电力巡检区域的坐标距离。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离，包括：基于电力巡检区域位置信息图，采集所有感应电流大于设定阈值的位置信息；基于所述位置信息、电力巡检区域中各设备的位置信息和所述各设备的电压等级，计算所述电力巡检区域位置信息图中各位置到所述各设备的匹配距离；将所述匹配距离的最大值作为所述设备的安全距离。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置信息、电力巡检区域中各设备的位置信息和所述各设备的电压等级，计算所述电力巡检区域位置信息图中各位置到所述各设备的匹配距离，包括：利用投影算法计算历史数据中目标位置到第i个设备间的匹配距离fi(di,ui)，所述计算公式如下所示：fi(di,ui)＝ωddi+ωuui；式中，di是所述目标位置到第i个设备的距离,ui是第i个设备的电压等级，ωd和ωu分别表示所述目标位置到第i个设备距离的权重和第i个设备电压等级的权重，且满足ωd+ωu＝1。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将最大匹配距离作为所述安全距离，包括：若存在多个所述最大匹配值，则以所述最大匹配值到其设备的路径的交叉点为圆心，预设半径dmax做圆形区域，如果所述目标位置在所述圆形区域外面，则直接运用所述最大匹配值作为所述目标位置的安全距离；如果所述目标位置在所述圆形区域内部或圆上，则利用如下公式计算所述安全距离f(di,ui)：式中，和分别为所述目标位置到多个设备距离的平均值和多个电压等级的平均值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定所述工作人员的当前位置，包括：所述电场传感器根据实时接收到的感应信号，输出感应电流；将所述感应电流输入信号调理电路,输出与电场强度成正比的电压信号；基于所述电力巡检区域分别与工作人员的当前区域以及前一时刻所在区域的环境拓扑连接关系以及所述位置信息图，对工作人员的位置类型进行匹配；按照所述位置类型的优先级顺序，获得与所述各位置点的电压信号相等的所述电力巡检区域中的信息点，所述信息点为所述工作人员的当前位置。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述位置类型包括：第一类位置类型、第二位置类型和第三位置类型；所述第一位置类型：所述电力巡检区域分别与所述工作人员的当前区域以及前一时刻所在区域的环境拓扑都相连，且所述电压信号没有变化；所述第二位置类型：所述电力巡检区域与工作人员当前区域的环境拓扑不相连，与前一时刻所在区域的环境拓扑相连，且所述电压信号有变化，但在所述工作人员的当前位处，各设备电压产生的磁场相互抵消；所述第三位置类型：所述电力巡检区域与所述工作人员的当前区域以及前一时刻所在区域的环境拓扑都不相连，且所述电压信号有变化且不能相互抵消。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述按照所述位置类型的优先级顺序，获得与所述电压信号相等的所述电力巡检区域中的信息点，所述信息点为所述工作人员的位置信息点，包括：优先从所述第一位置类型进行位置匹配寻找，若获得与所述电压信号相等的所述工作人员的位置信息点，则停止对所述第二位置类型和所述第三位置类型进行位置匹配寻找，若未获得所述工作人员的位置信息点，则继续依次对所述第二位置类型和所述第三位置类型进行位置匹配寻找。10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述若所述工作人员当前位置与电力巡检区域中各设备的距离小于预先计算的安全距离，则报警，包括：计算所述工作人员当前位置的投影距离式中，距离参数p＝(li+lj+lij)/2，li和lj分别是所述工作人员的当前位置到第i个电力设备和第j个电力设备之间的等效距离，lij是第i个电力设备和第j个电力设备之间的等效距离；若所述投影距离dti小于所述预先计算的安全距离，则报警。11.一种近电报警装置，其特征在于，包括：预先计算模块，用于基于GPS系统和电场传感器信号，预先绘制电力巡检区域的位置信息图，并预先计算电力巡检区域中各位置点对应的现场设备的安全距离；当前位置确定模块，用于在进行电力巡检时，基于各位置点的电压信号以及电场传感器信号实时采集的电压信号变化情况，确定工作人员的当前位置；报警模块，用于若所述工作人员的当前位置到电力巡检区域中任一设备位置的距离小于预先计算的安全距离，则报警。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述预先计算模块包括：采集记录模块和位置信息图绘制模块；所述采集记录模块，用于基于GPS系统采集电力巡检区域的位置点，同时记录所述位置点的传感器信号；所述位置信息图绘制模块，用于基于所述位置点与所述位置点的传感器信号绘制电力巡检区域的位置信息图；所述位置信息图包括位置信息点坐标和所述位置点的传感器信号；所述传感器信号包括电压信号和电流信号。13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述位置信息图绘制模块包括：区域划分模块和位置点获得模块；所述区域划分模块，用于将电力巡检区域划分为a*b个小区域；式中，[]表示取整，a和b分别为域划分后的行数和列数，L为电力巡检区域的长，D为电力巡检区域的宽；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽浩，彭林，鲍兴川，韩海韵，于海，徐敏，王刚，王鹤，朱亮，侯战胜，何志敏，常涛，卓灵，陈柯，王文娟，艾洪，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11