一种变电站三维可视化作业监控系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站三维可视化作业监控系统及其控制方法，所述系统包括有：系统主站、三维建模服务器、定位子站、定位基站、定位标签，其中，三维建模服务器用于对变电站的设施及设备进行三维建模并构建成三维模型数据库，定位基站用于空间测距获取测距信息并接收与发射脉冲信号，定位标签用于接收并发射脉冲信号，与定位基站配合实现测距，所述定位子站用于接收定位基站的测距信息实时计算定位三维坐标并上传至系统主站；系统主站接收的数据通过坐标转换将三维定位坐标映射至已构建的变电站三维模型场景。本发明专利技术实现对现场作业人员及机具的三维模型场景中的作业监控及安全告警。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站三维可视化作业监控系统及其控制方法
本专利技术涉及变电站现场作业安全监控系统领域，更具体地，涉及一种变电站三维可视化作业监控系统及其控制方法。
技术介绍
变电站现场检修作业过程中，存在以下问题：①作业人员私自扩大作业范围导致的人身触电事故；②作业人员误入带电间隔，与带电设备安全距离不足导致人身触电事故，或误碰带电设备导致设备误动；③吊车、高空作业车现场作业时，与周边带电设备距离不足导致触电事故，或与本间隔停电设备距离不足导致误撞设备而损坏电力设备。针对上述问题，现阶段主要通过人工现场监督监管的方式进行预防，但由于受现场作业环境的复杂性以及监督人员的麻痹大意，人工监督监管存在不到位，不实时，监督监管困难的问题，从而使上述不安全行为得不到有效地监督监管。为此有必要研发变电站现场作业智能监控系统，作为人工监督监管的辅助工具，实现上述不安全行为的实时在线监督监管功能。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的变电站现场检修作业时无法有效监督监管的问题，提供一种变电站三维可视化作业监控系统及其控制方法。本专利技术的首要目的是为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：本专利技术第一专利技术提供了一种变电站三维可视化作业监控系统，包括有：系统主站、三维建模服务器、定位子站、定位基站、定位标签，所述系统主站分别与三维建模服务器、定位子站通讯连接，所述定位子站与定位基站光纤通信连接，所述定位基站与定位标签无线通信连接，其中，所述三维建模服务器用于对变电站的设施及设备进行三维建模并构建成三维模型数据库，所述定位基站用于空间测距获取测距信息并接收与发射脉冲信号，所述定位标签为便携式装置，用于接收并发射脉冲信号，与定位基站配合，实现测距，所述定位子站用于接收定位基站的测距信息实时计算定位三维坐标，并将定位三维坐标数据上传至系统主站；所述系统主站接收的数据通过坐标转换将定位三维坐标映射至已构建的变电站三维模型场景中。本方案中，所述定位基站与定位标签之间采用基于UWB信号或基于激光信号的无线通信。本专利技术第二方面提供了一种变电站三维可视化作业监控系统的控制方法，包括以下步骤：S1：利用与带电设备距离不足区域生成并计算带电设备防触电区域坐标，根据工作票信息自动生成电子安全围栏及其边界预警区域，并计算电子安全围栏内及其边界预警区域内坐标；S2：实时计算定位标签的位置坐标判断其是否在电子安全围栏内，如果定位标签位置坐标不在电子安全围栏内，则进一步判断定位标签的位置坐标是否在带电设备防触电区域内，如果不在带电设备防触电区域内则转至步骤S7，如果在带电设备防触电区域内则触发安全告警并转至步骤S7；如果定位标签的位置在电子安全围栏内则转至步骤S3；S3：判断定位标签的位置坐标是否在电子安全围栏边界预警区域，如果在电子安全围栏边界预警区域内，则现场预警提醒并转至步骤S7，如果不在电子安全围栏边界预警区域则转至步骤S4；S4：判断定位标签的位置坐标是否有跨越电子安全围栏行为，如果有跨越行为则触发安全告警并转至步骤S7，如果没有跨越行为则转至步骤S5；S5：判断定位标签是否为作业机具，如果不是作业机具则转至步骤S7，如果是作业机具则转至步骤S6，所述作业机具包括有：吊车、高空作业车；S6：判断与周边设备或设施距离是否大于预设值，如果大于预设值则转至步骤S7，如果小于或等于预设值则触发安全告警并转至步骤S7；S7：将坐标转换映射至三维模型中展示，并结束流程。本方案中，所述带电设备防触电区域为按变电站内变电设备的各电压等级安全距离设定。本方案中，步骤S1中电子安全围栏的生成流程为：S101：选定工作票自动获取工作票信息，读取工作票中工作地点信息；S102：根据工作地点信息查询工作地点设备的空间位置信息，划定作业区域生成电子安全围栏；S103：判定电子安全围栏是否符合工作票作业范围，如果不符合工作票作业范围则进行修正，如果符合工作票作业范围则计算电子安全围栏内的三维坐标；S104：按预设规则生成电子安全围栏边界预警区域，将电子安全围栏及边界预警区域与工作票关联并保存。本方案中，步骤S2所述实时计算定位标签的位置是通过基于UWB信号的交点质心三维定位算法及非对称双边双向测距原理的UWB信号测距实现。本方案中，步骤S4判断是否有跨越电子安全围栏行为，如果有则触发安全告警，具体判定过程为：定位标签的位置坐标从生成的电子安全围栏内消失，则判定发生了电子安全围栏的跨越行为，并触发安全告警，所述安全告警为越界告警。本方案中，所述定位标签设置在现场工作人员、吊车拐臂或高空作业车平台上，所述定位标签均在工作票许可时，与工作票工作人员、大型机具、司机进行匹配，使其相互关联，每个定位标签的绑定具体对象，并实现作业围栏内作业人数的统计。本方案中，所述安全告警为声光告警、报文告警、短信告警中的一种或多种方式。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术基于定位标签、定位基站、定位子站构建变电站及设施的三维模型，通过实时计算作业人员及机具的位置映射至三维模型中，实现对现场作业人员及机具的作业监控及安全告警。附图说明图1为本专利技术一种变电站三维可视化作业监控系统框图。图2为本专利技术一种变电站三维可视化作业监控系统控制方法流程图。图3为本专利技术电子安全围栏的生成流程图。图4为本专利技术基于UWB信号的交点质心三维定位算法原理图。图5为本专利技术非对称双边双向测距原理的UWB信号测距原理图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。实施例1如图1所示，本专利技术第一专利技术提供了一种变电站三维可视化作业监控系统，包括有：系统主站、三维建模服务器、定位子站、定位基站、定位标签，所述系统主站分别与三维建模服务器、定位子站通讯连接，所述定位子站与定位基站光通信连接，所述定位基站与定位标签无线通信连接，其中，所述三维建模服务器用于对变电站的设施及设备进行三维建模并构建成三维模型数据库，所述定位基站用于空间测距获取测距信息，所述定位标签为便携式装置，用于接收并发射脉冲信号，与定位基站配合，实现测距，所述定位子站用于接收定位基站的测距信息实时计算定位三维坐标，并将定位三维坐标数据上传至系统主站；所述系统主站接收的数据通过坐标转换将定位三维坐标映射至已构建的变电站三维模型场景中。在一个具体的实施例中，所述三维建模服务器可以采用三维激光扫描或摄像机影像拍摄辅助手段进行变电站三维数据的采集，并对变电站的设施及设备进行三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站三维可视化作业监控系统，其特征在于，包括有：系统主站、三维建模服务器、定位子站、定位基站、定位标签，所述系统主站分别与三维建模服务器、定位子站通讯连接，所述定位子站与定位基站光纤通信连接，所述定位基站与定位标签无线通信连接，/n其中，所述三维建模服务器用于对变电站的设施及设备进行三维建模并构建成三维模型数据库，所述定位基站用于空间测距获取测距信息并接收与发射脉冲信号，所述定位标签为便携式装置，用于接收并发射脉冲信号，与定位基站配合，实现测距，所述定位子站用于接收定位基站的测距信息实时计算定位三维坐标，并将定位三维坐标数据上传至系统主站；所述系统主站接收的数据通过坐标转换将定位三维坐标映射至已构建的变电站三维模型场景中。/n

【技术特征摘要】
1.一种变电站三维可视化作业监控系统，其特征在于，包括有：系统主站、三维建模服务器、定位子站、定位基站、定位标签，所述系统主站分别与三维建模服务器、定位子站通讯连接，所述定位子站与定位基站光纤通信连接，所述定位基站与定位标签无线通信连接，
其中，所述三维建模服务器用于对变电站的设施及设备进行三维建模并构建成三维模型数据库，所述定位基站用于空间测距获取测距信息并接收与发射脉冲信号，所述定位标签为便携式装置，用于接收并发射脉冲信号，与定位基站配合，实现测距，所述定位子站用于接收定位基站的测距信息实时计算定位三维坐标，并将定位三维坐标数据上传至系统主站；所述系统主站接收的数据通过坐标转换将定位三维坐标映射至已构建的变电站三维模型场景中。


2.根据权利要求1所述的一种变电站三维可视化作业监控系统，其特征在于，所述定位基站与定位标签之间采用基于UWB信号或基于激光信号的无线通信。


3.一种变电站三维可视化作业监控系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用与带电设备距离不足区域生成并计算带电设备防触电区域坐标，根据工作票信息自动生成电子安全围栏及其边界预警区域，并计算电子安全围栏内及其边界预警区域内坐标；
S2：实时计算定位标签的位置坐标判断其是否在电子安全围栏内，如果定位标签位置坐标不在电子安全围栏内，则进一步判断定位标签的位置坐标是否在带电设备防触电区域内，如果不在带电设备防触电区域内则转至步骤S7，如果在带电设备防触电区域内则触发安全告警并转至步骤S7；如果定位标签的位置在电子安全围栏内则转至步骤S3；
S3：判断定位标签的位置坐标是否在电子安全围栏边界预警区域，如果在电子安全围栏边界预警区域内，则现场预警提醒并转至步骤S7，如果不在电子安全围栏边界预警区域则转至步骤S4；
S4：判断定位标签的位置坐标是否有跨越电子安全围栏行为，如果有跨越行为则触发安全告警并转至步骤S7，如果没有跨越行为则转至步骤S5；
S5：判断定位标签是否为作业机具，如果不是作业机具则转至步骤S7，如果是作业机具则转至步骤S6，所述作业机具包括有：吊车、高空作业车；
S6：判断与周边设备或设施距离是否大于预设值，如果大于预设值则转至步骤S7，如果小于或等于预设值则触发安全告警并转至步骤S7；
S7：将坐标转换映射至三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新海，曾令诚，徐宝军，罗其锋，肖星，范德和，罗海鑫，凌霞，邱天怡，孟晨旭，林悦德，齐明，闫超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44