一种电力作业安全管控方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电力作业管控技术领域，公开了一种电力作业安全管控方法及系统，通过建立电力作业现场的静态三维模型；采集电力作业现场的各设备的电气信息；采集进入电力作业现场的移动目标的视频监控信息、作业信息和北斗定位信息；根据各设备的电气信息、移动目标的视频监控信息、移动目标的作业信息和移动目标的北斗定位信息进行危险态势感知和基于碰撞原理的距离检测；若危险态势感知的结果为移动目标误入带电区域或移动目标误碰带电设备，或者距离检测的结果为移动目标与带电设备的距离小于安全距离，则进行实时预警。可实现对电力作业实时地精准安全风险管控。业实时地精准安全风险管控。业实时地精准安全风险管控。

【技术实现步骤摘要】
一种电力作业安全管控方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力作业管控
，具体而言，涉及一种电力作业安全管控方法及系统。

技术介绍

[0002]安全是电力行业永恒的主题。我国电力行业通过长期实践和经验积累，逐渐形成了一系列较为完善的安全管理措施和技术措施，有效地减少了恶性事故的发生。但由于电力行业的特殊性，电力企业安全生产形势依然严峻，作业现场的电网、设备、人身事故仍时有发生。
[0003]目前，国内已逐步运用视频监控、机器人、无人机、人员定位技术，开展电力设备巡视、应急指挥及作业监控，部分变电站、输电走廊已逐步建立不同精细程度的三维模型，但主要侧重于提高运维检修效率，对作业现场安全管控的研究较少。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电力作业安全管控方法及系统，基于精细三维场景的电力作业智能安全管控系统从电力作业现场防范电网、设备和人身安全事故的需求出发，针对误入带电区域、安全距离不足、误碰设备设施等安全隐患，基于精细化三维场景建模、高精度目标定位技术以及危险态势感知技术，实现基于精细化三维场景建模的作业实景监控、作业管理、推演仿真、告警管理。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一方面，本专利技术提供一种电力作业安全管控方法，包括以下步骤：建立电力作业现场的静态三维模型；采集电力作业现场的各设备的电气信息；采集进入电力作业现场的移动目标的视频监控信息、作业信息和北斗定位信息；根据各设备的电气信息、移动目标的视频监控信息、移动目标的作业信息和移动目标的北斗定位信息进行危险态势感知和基于碰撞原理的距离检测；若危险态势感知的结果为移动目标误入带电区域或移动目标误碰带电设备，或者距离检测的结果为移动目标与带电设备的距离小于安全距离，则进行实时预警。
[0008]进一步的，所述电气信息包括设备ID、设备在所述静态三维模型中的坐标、设备的带电状态、设备的各电压等级对应的安全距离和设备对应的反违章作业规则；所述作业信息包括移动目标的工作票信息。
[0009]进一步的，进行危险态势感知和基于碰撞原理的距离检测之前，包括以下步骤：根据进入电力作业现场的移动目标的北斗定位信息和工作票信息，规划出移动目标到达指定位置的不同路径；针对每一条路径，对移动目标进行安全距离检测和作业流程推演，根据检测结果判断移动目标在路径上是否满足安全距离，根据推演结果判断移动目标的作业流程是否满足反违章作业规则；若不满足安全距离或不满足反违章作业规则，则对移动目标的作业信息进行更新；若同时满足安全距离和反违章作业规则，则进行危险态势感知和基于
碰撞原理的距离检测。
[0010]进一步的，所述基于碰撞原理的距离检测包括以下步骤：以所述静态三维模型的中心点为原点建立空间局部坐标系，获取电力作业现场的各设备在所述空间局部坐标系中的坐标；建立移动目标的空间模型，获取空间模型的北斗定位信息和空间模型上各特征点位的实时坐标；根据空间模型的北斗定位信息计算出空间模型的运动方向；以空间模型为起点向运动方向发射多条射线，根据射线返回的信息得到空间模型与最近的设备之间的实际距离，并判断所述实际距离是否小于等于安全距离。
[0011]进一步的，所述电力作业安全管控方法，还包括以下步骤：获取包含移动目标的预处理图像，从所述预处理图像中获取移动目标的边缘轮廓信息；拍摄获得包含移动目标的第一帧监控图像，记录拍摄所述第一帧监控图像时的环境光照强度L
J
；在所述第一帧监控图像中标记出与所述边缘轮廓信息对应的多个像素点，将所述多个像素点首尾相连形成围合线，截取出围合线包围的图像区域，得到第二帧监控图像；从所述静态三维模型中截取出第一模型图像，记录构建所述静态三维模型时的环境光照强度L
M
；在所述第一模型图像中标记出与所述边缘轮廓信息对应的多个像素点，将所述多个像素点首尾相连形成围合线，截取出围合线包围的图像区域，得到第二模型图像；根据所述第二帧监控图像、所述环境光照强度L
J
、所述环境光照强度L
M
和所述第二模型图像计算得到替换图像；利用所述替换图像覆盖所述第一模型图像中的第二模型图像，得到实景融合模型。
[0012]进一步的，所述计算得到替换图像包括以下步骤：计算得到第二帧监控图像的整体色彩表征系数C
J
，式(1)中，R
Ji
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中R的值，G
Ji
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中G的值，B
Ji
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中B的值，n表示第二帧监控图像中的像素总数量；计算得到第二模型图像的整体色彩表征系数C
M
，式(2)中，R
Mi
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中R的值，G
Mi
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中G的值，B
Mi
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中B的值，n表示第二帧监控图像中的像素总数量；当时，根据值调节第二帧监控图像的亮度，得到替换图像；第二帧监控图像的亮度计算式为式(3)中，A表示调节后第二帧监控图像的亮度值，B表示调节前第二帧监控图像的亮度值；当或时，通过第二模型图像、环境光照强度L
J
和环境光照强度L
M
对第二
帧监控图像的各个像素进行融合处理，得到替换图像；融合处理的计算式为：帧监控图像的各个像素进行融合处理，得到替换图像；融合处理的计算式为：帧监控图像的各个像素进行融合处理，得到替换图像；融合处理的计算式为：式(4)至式(6)中，R
F
表示替换图像中像素的RGB颜色值中R的值，G
F
表示替换图像中像素的RGB颜色值中G的值，B
F
表示替换图像中像素的RGB颜色值中B的值，R
J
表示第二帧监控图像中像素的RGB颜色值中R的值，G
J
表示第二帧监控图像中像素的RGB颜色值中G的值，B
J
表示第二帧监控图像中像素的RGB颜色值中B的值，R
M
表示第二模型图像中像素的RGB颜色值中R的值，G
M
表示第二模型图像中像素的RGB颜色值中G的值，B
M
表示第二模型图像中像素的RGB颜色值中B的值，X表示在X
‑
Y坐标系中像素在X方向上的坐标，Y表示在X
‑
Y坐标系中像素在Y方向上的坐标。
[0013]另一方面，本专利技术提供一种电力作业安全管控系统，包括：模型构建模块，用于建立电力作业现场的静态三维模型；数据采集模型，用于采集电力作业现场的各设备的电气信息，采集进入电力作业现场的移动目标的视频监控信息、作业信息和北斗定位信息；碰撞检测及态势感知模块，用于根据各设备的电气信息、移动目标的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力作业安全管控方法，其特征在于，包括以下步骤：建立电力作业现场的静态三维模型；采集电力作业现场的各设备的电气信息；采集进入电力作业现场的移动目标的视频监控信息、作业信息和北斗定位信息；根据各设备的电气信息、移动目标的视频监控信息、移动目标的作业信息和移动目标的北斗定位信息进行危险态势感知和基于碰撞原理的距离检测；若危险态势感知的结果为移动目标误入带电区域或移动目标误碰带电设备，或者距离检测的结果为移动目标与带电设备的距离小于安全距离，则进行实时预警。2.根据权利要求1所述的一种电力作业安全管控方法，其特征在于，所述电气信息包括设备ID、设备在所述静态三维模型中的坐标、设备的带电状态、设备的各电压等级对应的安全距离和设备对应的反违章作业规则；所述作业信息包括移动目标的工作票信息。3.根据权利要求2所述的一种电力作业安全管控方法，其特征在于，进行危险态势感知和基于碰撞原理的距离检测之前，包括以下步骤：根据进入电力作业现场的移动目标的北斗定位信息和工作票信息，规划出移动目标到达指定位置的不同路径；针对每一条路径，对移动目标进行安全距离检测和作业流程推演，根据检测结果判断移动目标在路径上是否满足安全距离，根据推演结果判断移动目标的作业流程是否满足反违章作业规则；若不满足安全距离或不满足反违章作业规则，则对移动目标的作业信息进行更新；若同时满足安全距离和反违章作业规则，则进行危险态势感知和基于碰撞原理的距离检测。4.根据权利要求1所述的一种电力作业安全管控方法，其特征在于，所述基于碰撞原理的距离检测包括以下步骤：以所述静态三维模型的中心点为原点建立空间局部坐标系，获取电力作业现场的各设备在所述空间局部坐标系中的坐标；建立移动目标的空间模型，获取空间模型的北斗定位信息和空间模型上各特征点位的实时坐标；根据空间模型的北斗定位信息计算出空间模型的运动方向；以空间模型为起点向运动方向发射多条射线，根据射线返回的信息得到空间模型与最近的设备之间的实际距离，并判断所述实际距离是否小于等于安全距离。5.根据权利要求1所述的一种电力作业安全管控方法，其特征在于，还包括以下步骤：获取包含移动目标的预处理图像，从所述预处理图像中获取移动目标的边缘轮廓信息；拍摄获得包含移动目标的第一帧监控图像，记录拍摄所述第一帧监控图像时的环境光照强度L
J
；在所述第一帧监控图像中标记出与所述边缘轮廓信息对应的多个像素点，将所述多个像素点首尾相连形成围合线，截取出围合线包围的图像区域，得到第二帧监控图像；从所述静态三维模型中截取出第一模型图像，记录构建所述静态三维模型时的环境光照强度L
M
；在所述第一模型图像中标记出与所述边缘轮廓信息对应的多个像素点，将所述多个像素点首尾相连形成围合线，截取出围合线包围的图像区域，得到第二模型图像；根据所述第二帧监控图像、所述环境光照强度L
J
、所述环境光照强度L
M
和所述第二模型图像计算得到替换图像；
利用所述替换图像覆盖所述第一模型图像中的第二模型图像，得到实景融合模型。6.根据权利要求5所述的一种电力作业安全管控方法，其特征在于，所述计算得到替换图像包括以下步骤：计算得到第二帧监控图像的整体色彩表征系数C
J
，式(1)中，R
Ji
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中R的值，G
Ji
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中G的值，B
Ji
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中B的值，n表示第二帧监控图像中的像素总数量；计算得到第二模型图像的整体色彩表征系数C
M
，式(2)中，R
Mi
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中R的值，G
Mi
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中G的值，B
Mi
表示第二帧监控图像中第i个像素的RGB颜色值中B的值，n表示第二帧监控图像中的像素总数量；当时，根据值调节第二帧监控图像的亮度，得到替换图像；第二帧监控图像的亮度计算式为式(3)中，A表示调节后第二帧监控图像的亮度值，B表示调节前第二帧监控图像的亮度值；当或时，通过第二模型图像、环境光照强度L
J
和环境光照强度L
M
...

【专利技术属性】
技术研发人员：常政威，邓元实，杨琳，陈明举，熊兴中，徐昌前，赵俊，谢正军，蒲维，吴杰，丁宣文，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：