基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统技术方案

本发明专利技术公开了基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，包括感知与硬件层、基础数据层、服务层及应用层，感知与硬件层进行数据采集，基础数据层提供整个电厂的定位基础数据，服务层提供标准的各类业务功能接口和数据接口，按照应用需求封装各类服务接口，应用层进行数据解算和提供人机交互平台。本发明专利技术通过高精度且实时的定位子系统对风险点进行标记，利用BP算法模型对区域、管理、人员、环境及设备等各相关联参数进行聚类分析，得到三个关联的风险分支，有效降低电厂生产漏算漏管漏统计的可能性，三次事故可能性分析及三重隐患排除，成倍降低隐患排尽时间，提高定位数据及安全数据的交互效率，同时实现精确定位和安全生产的精确管理。确管理。确管理。

【技术实现步骤摘要】
基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统


[0001]本专利技术涉及电力生产安全管理
，尤其涉及基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统。

技术介绍

[0002]电力行业对安全性有着非常高的要求，其中安全性包括设备的安全可靠和人员的生命安全。电厂事故主要包括设备发生故障和人员伤亡两种。其中，人生命安全尤为重要。一旦发生人身伤亡事故，将带来极为惨重的损失和伤害。事故发生之后寻找原因都可以看出是因为人员对设备操作疏忽没有按照事先要求的操作规范进行操作导致的。
[0003]作为输变电的重要环节
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电厂的安全运行就显得非常重要，它将直接影响到整个电力事业的发展方向和电力建设的前途。电厂的正常运行靠个人的知识和经验是远远不够的，电厂中存在着诸多的技术手段检测设备的正常运行，但作为安全的重要环节，现场巡检和人员安全监管是必不可少的。
[0004]目前没有一种对发电厂区作业人员的检测系统，可以监测和指导厂区作业人员的轨迹和行为，智能化和自动化是电厂安全监管的保障，也是发展趋势。在智能化电厂如火如荼的发展中，电厂工作区域的智能管控系统将取得长足的发展。电力生产“安全第一、预防为主、综合治理”，加强电厂人员现场管控，减少人为因素造成的隐患或事故是电厂现场管理面临的重大挑战。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，包括：感知与硬件层，感知与硬件层是系统正常运行的基本保障，由室内高精度实时的定位子系统、声光报警器、摄像头监控系统、监控屏幕、基础网络和传感器等部分组成，位置感知依托于上述硬件设备，达到用户的应用支撑，为系统的高效工作创造良好的支撑环境，提供最基础的定位数据；基础数据层，提供整个电厂的定位基础数据，是系统上层构架的基础，定位基础数据由人员检测数据、实时位置数据、人员信息数据、地图数据、固资（传感器和运行设备等固定资产）数据及其他数据组成；服务层，根据接口规范提供标准的各类业务功能接口和数据接口，按照应用需求封装各类服务接口，不同应用调用不同的服务接口，同时具有开放的API接口，能够无缝兼容电厂原有的PMS系统和SCADA系统，实现多系统集成与对接；数据层通过数据交换和定位引擎将安全信息数据及定位数据传输至服务层；应用层，进行数据解算和提供人机交互平台的主要构架层，数据解算是将位置感
知层采集的人员、设备、事件的源数据处理为相应的结果信息，人机交互平台是用户与系统进行交互的主要平台；服务层通过配置总线与应用层交互信息。
[0007]优选地，定位子系统包括定位基站、可穿戴定位标签和定位引擎，定位基站设置厂区内的一个UWB定位基站和多个信号站（Beacon+BD），UWB定位基站通过卫星雷达定位确定厂区的基础位置信息，多个信号站均匀分布在UWB定位基站周围，信号站通过蓝牙、红外或其他电磁波与UWB定位基站进行通讯，提供主要区域的定位；可穿戴定位标签设有拍照、录像、录音及对讲功能，由工作人员随身佩戴，并对各运行设备及传感器进行监控并及时反馈，配合局域网提供所有区域的定位，弥补卫星定位系统室内信号不好，定位精度不高的缺陷，定位精度达到厘米级；可穿戴定位标签分别安装在10套智能佩戴式终端和1套携带式终端中，智能佩戴式终端包括主菜单键1、摄像头2、喇叭3、MIC麦孔4、白光灯5、电源指示灯6、充电口7、预留接口8、USB接口9、录像键10、开关机键11、对讲键12、拍照键13、录音键14、返回键15和触摸屏16；定位引擎（具体是TruePoint.Edge高精度定位算法引擎）将基于北斗卫星导航的高精度定位算法封装成兼容主流GNSS芯片的软件包，可集成至多种智能终端，在客户智能终端内完成高精度定位解算，该算法降低GNSS定位芯片功耗，优化总体方案成本的同时保持精准定位，为客户提供高性价比、适合规模应用的总体解决方案。
[0008]优选地，实际应用到电厂，基础数据层还包括电厂业务数据、电厂管理数据、现场统计数据、定位监测数据，数据是系统价值的体现，也是定位管理生存的基础。
[0009]优选地，实际应用到电厂，服务层包括接口管理组件、系统配置组件、用户管理组件、日志管理组件和地图管理组件，服务层带有数据服务、采集服务、查询服务、统计服务、专题服务及分析服务；优选地，应用层主要包括以下工作内容：基础数据的录入：包括设备和人员增减时数据库的变更、工作人员绩效等工作情况的录入；设备人员状态查询：根据基础感知层上传的信息，实时查看设备和人员的状态信息，包括人员的位置、设备的当前运行正常与否；监管信息查询：对电力调度和运行情况进行监管；管控系统参数配置：提供对整个电厂安全生产管控系统的参数配置入口，比如定位系统基站和标签增减时的参数配置，区域三维模型的变更和维护等。
[0010]优选地，实际应用到电厂，应用层则包括变电站安全生产管控子系统，变电站安全生产管控子系统包括自动统计、电子围栏、声光报警、图像管理、消防应急及定位显示功能，变电站安全生产管控子系统通过无线或有线信号与电脑端、手机端及显示大屏进行信号传输；变电站安全生产管控子系统与电厂原有的SCADA系统和PMS系统相结合构成电厂管理整体架构。
[0011]进一步地，SCADA系统即数据采集与监视控制系统，SCADA系统携带有数据采集模块、数据运算模块、监控模块和显示大屏；PMS系统即工程生产管理系统，PMS系统采用JAVA技术路线，具体使用业界较新且
成熟的JDK5.0作为编程环境，同时应用了业界最佳实践的面向服务架构（SOA），可最大程度保证整个系统的兼容性和开放性。
[0012]进一步地，电厂管理整体架构作为电厂卫星定位系统的支撑架构，结合定位功能与其他设备人员管理功能，实现精确定位的同时，满足安全生产的更精确管理；电厂管理整体架构包括：支撑层：用于采集、传输和存储关于位置、高度、音频及视频的数据，支撑层包括系统运行文件及依赖库、媒体数据、北斗定位数据、业务数据、系统缓存数据的数据存储；支撑层支持多种数据库，媒体文件支持mp4文件，无缝兼容在线点播功能；管理层：电厂管理整体架构的管理层包含电厂卫星定位系统的服务层，是对服务层的进一步补充，为了实现音频对讲、实时图传、人员位置服务等功能，本项目在管理层融入了集群对讲、位置服务、会议服务、媒体服务、录像管理服务的组件，满足项目研发所依赖的运营支撑层，所有功能都能够工具化使用，并保持平稳的演进，每个管理层组件与电厂管理整体架构的核心部件相对独立也相互耦合，可随需而变，支持多级集联功能、多组件大并发数据处理机制，能够独立对外提供调用和管理，便于分别优化和不断进行技术更新和升级；业务层：将装置采集到的原始数据和支撑组件融入到一起，将行业通用的基础业务逻辑进行模块化，把底层技术和上层应用开发分离，通过面向各行业应用提供的管理服务、多媒体集群通信服务、视频会议、视频监控、报警等应用开发功能，应用开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，包括：感知与硬件层，由室内高精度实时的定位子系统、声光报警器、摄像头监控系统、监控屏幕、基础网络和传感器组成，位置感知依托于硬件设备，达到用户的应用支撑，为系统的高效工作创造良好的支撑环境，提供最基础的定位数据；基础数据层，提供整个电厂的定位基础数据，是系统上层构架的基础，定位基础数据由人员检测数据、实时位置数据、人员信息数据、地图数据、固资数据及其他数据组成；服务层，根据接口规范提供标准的各类业务功能接口和数据接口，按照应用需求封装各类服务接口，不同应用调用不同的服务接口，同时具有开放的API接口，能够无缝兼容PMS系统和SCADA系统，实现多系统集成与对接；数据层通过数据交换和定位引擎将安全信息数据及定位数据传输至服务层；应用层，进行数据解算和提供人机交互平台的主要构架层，数据解算是将位置感知层采集的人员、设备、事件的源数据处理为相应的结果信息，人机交互平台是用户与系统进行交互的主要平台；服务层通过配置总线与应用层交互信息。2.根据权利要求1所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述定位子系统包括定位基站、可穿戴定位标签和定位引擎，所述定位基站设置厂区内的一个UWB定位基站和多个信号站，所述UWB定位基站通过卫星雷达定位确定厂区的基础位置信息，多个所述信号站均匀分布在UWB定位基站周围，信号站通过蓝牙、红外或其他电磁波与UWB定位基站进行通讯，提供主要区域的定位；所述可穿戴定位标签设有拍照、录像、录音及对讲功能，由工作人员随身佩戴，并对各运行设备及传感器进行监控并及时反馈，配合局域网提供所有区域的定位，弥补卫星定位系统室内信号不好、定位精度不高的缺陷，定位精度达到厘米级；所述定位引擎将基于北斗卫星导航的高精度定位算法封装成兼容GNSS芯片的软件包，集成至多种智能终端，在客户智能终端内完成高精度定位解算。3.根据权利要求1所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述基础数据层还包括电厂业务数据、电厂管理数据、现场统计数据和定位监测数据。4.根据权利要求1所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述服务层包括接口管理组件、系统配置组件、用户管理组件、日志管理组件和地图管理组件，服务层带有数据服务、采集服务、查询服务、统计服务、专题服务及分析服务。5.根据权利要求1所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述应用层主要包括以下工作内容：基础数据的录入：包括设备和人员增减时数据库的变更、工作人员绩效的录入；设备人员状态查询：根据基础感知层上传的信息，实时查看设备和人员的状态信息，包括人员的位置、设备的当前运行正常与否；监管信息查询：对电力调度和运行情况进行监管；管控系统参数配置：提供对整个电厂安全生产管控系统的参数配置入口。6.根据权利要求1所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，应用层则包括变电站安全生产管控子系统，变电站安全生产管控子系统包括自动统计、电子围栏、声光报警、图像管理、消防应急及定位显示功能，变电站安全生产管控子系统通过无线或有线信号与电脑端、手机端及显示大屏进行信号传输；
变电站安全生产管控子系统与SCADA系统和PMS系统相结合构成电厂管理整体架构。7.根据权利要求6所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述SCADA系统即数据采集与监视控制系统，SCADA系统携带有数据采集模块、数据运算模块、监控模块和显示大屏；所述PMS系统即工程生产管理系统，PMS系统采用JAVA技术路线，具体使用JDK5.0作为编程环境，同时应用了面向服务架构，保证整个系统的兼容性和开放性。8.根据权利要求6所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述电厂管理整体架构包括：支撑层：用于采集、传输和存储关于位置、高度、音频及视频的数据，支撑层包括系统运行文件及依赖库、媒体数据、北斗定位数据、业务数据、系统缓存数据的数据存储；管理层：管理层融入了集群对讲、位置服务、会议服务、媒体服务、录像管理服务的组件，各管理层组件与电厂管理整体架构的核心部件相对独立且相互耦合，支持多级集联功能、多组件大并发数据处理机制，能够独立对外提供调用和管理；业务层：将装置采集到的原始数据和支撑组件融入到一起，将基础业务逻辑进行模块化，把底层技术和上层应用开发分离，提供管理服务、多媒体集群通信服务、视频会议、视频监控、报警应用开发功能；表现层：表现层主要用于本项目数据展示，包括装置使用的表现和控制平台的数据展示。9.根据权利要求8所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述电厂管理整体架构还设有用于通讯的网络拓扑结构，所述网络拓扑结构包括管理控制台、通讯服务器和多媒体终端，管理控制台和多媒体终端有通讯请求，均通过通讯服务器进行连接、通讯，实现一线人员与管理人员的交互。10.根据权利要求8所述的基于安全双重预防体系的电厂卫星定位系统，其特征在于，所述支撑层所得数据写入数据库，并根据管理层的分类分析处理和业务层的模块化处理，根据电厂风险的历史记录，构造各设备、各人员、各环境参数及各管理体系的风险分级的BP算法模型，BP算法模型按照区域划分、人员管理和管理系统进行分类...

【专利技术属性】
技术研发人员：高帅，刘鹏，王帅，岳武阳，李哲伦，吴亚娟，杨晓霏，李国强，宋璐函，黄邓翔，
申请(专利权)人：国家电投集团郑州燃气发电有限公司，
类型：发明
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