一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统，定位装置安装在智能移动机器人的支撑杆顶部并与控制主板连接；所述声学测量装置安装在智能移动机器人的支撑杆上并与控制主板连接；所述激光雷达装置安装在智能移动机器人的支撑杆上并与控制主板连接；所述控制主板安装在智能移动机器人的内部，用以接收定位装置采集的位置坐标、声学测量装置采集的噪声声压数据、激光雷达装置采集的点云数据并生成噪声实景云图。本实用新型专利技术通过智能移动式设备，对变电站全域进行自动在线检测，通过传感器感知各建筑和设备的分布与尺寸，并建立整个变电站统一的全局三维立体场景模型进一步提高变电站辐射噪声预报精度。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统
本技术涉及噪声治理实施工程领域，特别涉及一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统。
技术介绍
变电站作为城市主要噪声污染源，对周围居民身心健康的影响不容小觑，因此变电站的噪声治理成为亟待解决的问题。虽然国家电网在变电站噪声治理方面非常重视，也投入大量的人力财力来支持变电站的噪声治理工程，但是从噪声治理后的现状分析，实际的效果还是不太理想。其中一个重要原因即在于无法真正了解变电站在全域内以及随着运行工况的变化而相应变化的情况，而现有变电站的噪声治理工作无法及时的响应或者预估声场随外界条件变化的趋势，使得变电站的噪声治理工程在某个时段(工况)满足国家法规，而在另一个时段(工况)又不符合国家法规的要求。现有的噪声声场仿真技术中至少存在以下问题：(1)在变电站的声学仿真中，最重要的数据是变电站场域的精确的三维立体模型和声源强度模型。实际的变电站进行声学仿真时，对于部分使用年限较久的变电站，原始的建造资料缺失，造成变电站的布局尺寸数据获取困难，而采用现场人工尺寸测试也存在一定的困难，如高空尺寸无法获取，危险环境无法进入测量等，从而难以建立准确尺寸的声学仿真模型；(2)仿真中采用的声源模型强度的确定也是依据现场的实际测量，而变电站声场随运行工况和环境影响因素而变化的非稳定性特点导致声源模型强度只反映了但是测试的结果，仿真结论只适合于当时的测试状态，当运行工况和环境影响因素发生变化时，声学仿真结果与测试结果往往会出现较大的差距。(3)声学仿真中的模型存在一定程度的简化，某些物理参数随运行工况和环境因素需要调整，如各种物理界面的吸声系数、反射系数等，通过连续的噪声测量，进一步修正声学仿真的结果，体现变电站仿真与现实状态的一致性，提高变电站仿真的适应性和针对性。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本技术提供了一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统，提高噪声源模型与运行工况影响因素之间的高度匹配性，改善变电站声学预测及仿真的工况适应性，提高变电站噪声预测精度。本技术的技术方案：一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统，包括智能移动机器人、电源装置、机器人驱动装置、定位装置、声学测量装置、激光雷达装置、驱动轮以及控制主板，所述电源装置安装在智能移动机器人内用以给整个建模系统供电；所述机器人驱动装置安装在智能移动机器人内并与电源装置、驱动轮以及控制主板连接，用以驱动智能移动机器人移动；所述定位装置安装在智能移动机器人的支撑杆顶部并与控制主板连接，用以对智能移动机器人进行实时定位；所述声学测量装置安装在智能移动机器人的支撑杆上并与控制主板连接，用以完成变电站噪声声压数据的采集；所述激光雷达装置安装在智能移动机器人的支撑杆上并与控制主板连接，用以实现变电站场域内设备及建筑物的点云数据的获取；所述控制主板安装在智能移动机器人的内部，用以接收定位装置采集的位置坐标、声学测量装置采集的噪声声压数据、激光雷达装置采集的点云数据并生成噪声实景云图。所述控制主板上安装有处理芯片，控制芯片包括数据分析管理模块、噪声仿真模块以及实景云图生成模块，所述数据分析管理模块与定位装置、声学测量装置、激光雷达装置相连接，用以接收位置坐标数据、噪声声压数据以及点云数据并对数据进行存储和管理，所述噪声仿真模块与数据分析管理模块相连，并根据噪声声压数据进行仿真形成噪声云图，实景云图生成模块与噪声仿真模块相连，用以根据位置坐标数据、噪声声压数据、点云数据生成声压时空分布图并与噪声云图叠加生成噪声实景云图。所述电源装置采用可充电锂电池。所述定位装置为北斗定位装置或GPS定位装置。所述声学测量装置采用MEMS麦克风。所述激光雷达装置采用Velarray系列的MEMS激光雷达。所述控制主板上安装有酷睿I7处理芯片，处理芯片内固化安装有ANSYSFluent软件用以进行噪声仿真和声压时空分布图仿真。与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过智能移动式设备，对变电站全域进行自动在线检测，通过传感器感知各建筑和设备的分布与尺寸，并建立整个变电站统一的全局三维立体场景模型，同时实时采集、存储各处的真实声压。采用智能移动式设备能够按照既定任务进行自主巡检与避障，不间断的完成监测任务，实现噪声监测的自动化和智能化，能够克服人工操作受工作时间和人工费用限制以及工作疲劳等问题，提高监测的可靠性。利用智能移动式设备建立的全局三维立体场景模型，与各处采集的声压数据，可通过坐标转换、数据处理等技术绘制出噪声时空分布图，可以直观的“看到”声压随路径的变化规律，真实体现了变电站的声场的分布状态，因为是现实的真实状态而不存在任何的人为参数设置，声压的时空分布规律能体现变电站噪声现状，能够科学的指导变电站噪声治理方案设计。通过常年不间断的连续测试和绘制噪声时空分布图，可以清晰的了解变电站声场随运行工况和环境影响因素的变化情况，这些信息对于变电站的噪声管理至关重要。基于噪声连续测试所积累的大量数据，根据季节、运行负载、天气状态等信息，研究外界影响因素与噪声预测模型参数的关系，将进一步提高变电站辐射噪声预报精度。附图说明图1为本技术系统原理框图；图2为本技术智能移动机器人结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1和图2，本技术提供一种技术方案：一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统，包括智能移动机器人1、电源装置2、机器人驱动装置3、定位装置4、声学测量装置5、激光雷达装置6、驱动轮10以及控制主板11，所述电源装置2安装在智能移动机器人1内用以给整个建模系统供电；所述机器人驱动装置3安装在智能移动机器人1内并与电源装置2、驱动轮10以及控制主板11连接，用以驱动智能移动机器人1移动；所述定位装置4安装在智能移动机器人1的支撑杆顶部并与控制主板11连接，用以对智能移动机器人1进行实时定位，用于控制智能移动机器人能够按照既定路线在变电站场域内行走，能够停留在规划的测点处完成变电站点云数据的采集，并能够记录测点处的坐标值；所述声学测量装置5安装在智能移动机器人1的支撑杆上并与控制主板11连接，用以完成变电站噪声声压数据的采集；所述激光雷达装置6安装在智能移动机器人1的支撑杆上并与控制主板11连接，用以实现变电站场域内设备及建筑物的点云数据的获取；激光雷达获取机器人当前位置周围建筑和设备的分布与尺寸信息，并从中提取有效的特征点，当移动到下一个位置时，进行特征点的匹配以计算出机器人位姿的变化矩阵，根据计算出的变化矩阵将两个位置监测出的地图拼接成一个。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统，其特征在于，包括智能移动机器人（1）、电源装置（2）、机器人驱动装置（3）、定位装置（4）、声学测量装置（5）、激光雷达装置（6）、驱动轮（10）以及控制主板（11），/n所述电源装置（2）安装在智能移动机器人（1）内用以给整个建模系统供电；/n所述机器人驱动装置（3）安装在智能移动机器人（1）内并与电源装置（2）、驱动轮（10）以及控制主板（11）连接，用以驱动智能移动机器人（1）移动；/n所述定位装置（4）安装在智能移动机器人（1）的支撑杆顶部并与控制主板（11）连接，用以对智能移动机器人（1）进行实时定位；/n所述声学测量装置（5）安装在智能移动机器人（1）的支撑杆上并与控制主板（11）连接，用以完成变电站噪声声压数据的采集；/n所述激光雷达装置（6）安装在智能移动机器人（1）的支撑杆上并与控制主板（11）连接，用以实现变电站场域内设备及建筑物的点云数据的获取；/n所述控制主板（11）安装在智能移动机器人（1）的内部，用以接收定位装置（4）采集的位置坐标、声学测量装置（5）采集的噪声声压数据、激光雷达装置（6）采集的点云数据并生成噪声实景云图。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变电站移动式智能噪声实景云图建模系统，其特征在于，包括智能移动机器人（1）、电源装置（2）、机器人驱动装置（3）、定位装置（4）、声学测量装置（5）、激光雷达装置（6）、驱动轮（10）以及控制主板（11），
所述电源装置（2）安装在智能移动机器人（1）内用以给整个建模系统供电；
所述机器人驱动装置（3）安装在智能移动机器人（1）内并与电源装置（2）、驱动轮（10）以及控制主板（11）连接，用以驱动智能移动机器人（1）移动；
所述定位装置（4）安装在智能移动机器人（1）的支撑杆顶部并与控制主板（11）连接，用以对智能移动机器人（1）进行实时定位；
所述声学测量装置（5）安装在智能移动机器人（1）的支撑杆上并与控制主板（11）连接，用以完成变电站噪声声压数据的采集；
所述激光雷达装置（6）安装在智能移动机器人（1）的支撑杆上并与控制主板（11）连接，用以实现变电站场域内设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡萱，瞿子涵，魏建国，王利，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，海纳科德湖北科技有限公司，武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42