一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，包括定位子系統(tǒng)、視頻智能分析子系統(tǒng)和安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)；定位子系統(tǒng)包括定位服務(wù)器、定位標(biāo)簽和基站單元；基站單元通過對(duì)定位標(biāo)簽發(fā)來的UWB信號(hào)和MAC數(shù)據(jù)獲取定位標(biāo)簽的位置信息，并將其發(fā)送到定位服務(wù)器；視頻智能分析子系統(tǒng)通過分析電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流從而監(jiān)控工作人員的操作行為，并依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行報(bào)警；安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)包括定位監(jiān)控平臺(tái)和視頻監(jiān)控平臺(tái)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)能夠有效防止人員違章，預(yù)防或減少電力系統(tǒng)人身傷亡，可廣泛適用于電力安全作業(yè)及電力施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
【專利說明】一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，具體涉及一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)建設(shè)、電力設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營、設(shè)備技術(shù)改造等各項(xiàng)工作也隨之大力發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全管理問題越來越突出；由于人(工作人員)為原因造成的安全事故除了人身事故外，還可能導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電，崩潰，進(jìn)一步造成交通中斷、其他相關(guān)行業(yè)作業(yè)人員生命受到威脅(如礦井下工作人員)等社會(huì)災(zāi)難，而根據(jù)國際共同經(jīng)驗(yàn)表明:60%?70%的安全事故都是由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的人員的行為失效導(dǎo)致。電力系統(tǒng)事故的主要原因?yàn)楣芾砣藛T對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員缺少有效的監(jiān)控手段，且工作人員違反安全規(guī)程制度時(shí)，缺少有效的安全防護(hù)和告警技術(shù)。
[0003]因此，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作人員行為安全的智能監(jiān)護(hù)，防止人員違章，預(yù)防或減少電力系統(tǒng)人身傷亡等惡性事故的電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本發(fā)明提供了一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括通過以太網(wǎng)依次相連的定位子系統(tǒng)、視頻智能分析子系統(tǒng)和安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)；
[0005]所述定位子系統(tǒng)包括定位服務(wù)器、定位標(biāo)簽和基站單元；所述基站單元通過對(duì)所述定位標(biāo)簽發(fā)來的UWB信號(hào)和MAC數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)從而確定所述定位標(biāo)簽的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送到所述定位服務(wù)器；
[0006]所述視頻智能分析子系統(tǒng)包括視頻智能分析服務(wù)器和攝像頭；所述視頻智能分析子系統(tǒng)通過分析電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流從而監(jiān)控工作人員的操作行為，并依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行報(bào)警；
[0007]所述安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)包括定位監(jiān)控平臺(tái)和視頻監(jiān)控平臺(tái)；所述安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)包括模擬電力作業(yè)監(jiān)控方式和視頻流跟蹤監(jiān)控方式。
[0008]優(yōu)選的，所述基站單元的數(shù)目為N，N至少為I ;所述基站單元由M個(gè)定位基站組成，M至少為4;所述定位基站通過檢測(cè)所述UWB信號(hào)的方向角、仰角和到達(dá)時(shí)間差確定所述定位標(biāo)簽的位置信息；所述定位標(biāo)簽由所述工作人員隨身攜帶；
[0009]所述定位服務(wù)器通過所述位置信息獲取所述工作人員的實(shí)際工作位置，并依據(jù)工作票類型和電力設(shè)備的工作狀態(tài)判斷所述工作人員是否安全；所述定位標(biāo)簽接收所述定位服務(wù)器發(fā)來的報(bào)警指令后進(jìn)行聲光報(bào)警；
[0010]優(yōu)選的，所述定位基站包括天線陣列、帶通濾波器、低噪聲放大器、自動(dòng)增益控制器、平方積分器和數(shù)字鎖相環(huán)；所述定位標(biāo)簽的信號(hào)發(fā)射器包括基于SRD的脈沖發(fā)生器；
[0011]優(yōu)選的，所述定位子系統(tǒng)采用基于TD0A/A0A的定位混合算法；[0012]優(yōu)選的，所述攝像頭的控制方式包括人工預(yù)置方式和操作票控制方式；所述人工預(yù)置方式為監(jiān)控人員依據(jù)電力作業(yè)要求將所述攝像頭的調(diào)整信息輸入到所述視頻智能分析服務(wù)器從而控制所述攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述操作票控制方式為所述攝像頭依據(jù)操作票信息實(shí)時(shí)跟蹤電力設(shè)備；
[0013]優(yōu)選的，所述視頻智能分析子系統(tǒng)對(duì)所述電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流的分析包括:通過背景差分法和幀間差分法對(duì)所述電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流進(jìn)行檢測(cè)；所述檢測(cè)包括獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像、背景模型更新和工作人員預(yù)警分析；獲取所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像的具體步驟為:
[0014]步驟1:對(duì)視頻圖像序列進(jìn)行3X3中值濾波處理，并獲取背景幀圖像BK(x，y)以及連續(xù)的兩幀圖像Pk (XjhP1^1(Xj);其中為PK(x，y)當(dāng)前幀圖像，Pih (X，y)為前一幀圖像；
[0015]步驟2:獲取當(dāng)前幀圖像分別與背景幀圖像和前一幀圖像的幀差FD(x，y)和FG (X，y)；
[0016]步驟3:對(duì)所述幀差FD (X，y)和FG (x，y)進(jìn)行去噪聲處理；具體為:.
【權(quán)利要求】
1.一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括通過以太網(wǎng)依次相連的定位子系統(tǒng)、視頻智能分析子系統(tǒng)和安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)； 所述定位子系統(tǒng)包括定位服務(wù)器、定位標(biāo)簽和基站單元；所述基站單元通過對(duì)所述定位標(biāo)簽發(fā)來的UWB信號(hào)和MAC數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)從而確定所述定位標(biāo)簽的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送到所述定位服務(wù)器； 所述視頻智能分析子系統(tǒng)包括視頻智能分析服務(wù)器和攝像頭；所述視頻智能分析子系統(tǒng)通過分析電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流從而監(jiān)控工作人員的操作行為，并依據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行報(bào)m.1=I ， 所述安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)包括定位監(jiān)控平臺(tái)和視頻監(jiān)控平臺(tái)；所述安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)包括模擬電力作業(yè)監(jiān)控方式和視頻流跟蹤監(jiān)控方式。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述基站單元的數(shù)目為N，N至少為I ;所述基站單元由M個(gè)定位基站組成，M至少為4 ;所述定位基站通過檢測(cè)所述UWB信號(hào)的方向角、仰角和到達(dá)時(shí)間差確定所述定位標(biāo)簽的位置信息；所述定位標(biāo)簽由所述工作人員隨身攜帶； 所述定位服務(wù)器通過所述位置信息獲取所述工作人員的實(shí)際工作位置，并依據(jù)工作票類型和電力設(shè)備的工作狀態(tài)判斷所述工作人員是否安全；所述定位標(biāo)簽接收所述定位服務(wù)器發(fā)來的報(bào)警指令后進(jìn)行聲光報(bào)警。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述定位基站包括天線陣列、帶通濾波器、低噪聲放大器、自動(dòng)增益控制器、平方積分器和數(shù)字鎖相環(huán)；所述定位標(biāo)簽的信號(hào)發(fā)射器包括基于SRD的脈沖發(fā)生器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述定位子系統(tǒng)采用基于TDOA/AOA的定位混合算法。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭的控制方式包括人工預(yù)置方式和操作票控制方式；所述人工預(yù)置方式為監(jiān)控人員依據(jù)電力作業(yè)要求將所述攝像頭的調(diào)整信息輸入到所述視頻智能分析服務(wù)器從而控制所述攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述操作票控制方式為所述攝像頭依據(jù)操作票信息實(shí)時(shí)跟蹤電力設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻智能分析子系統(tǒng)對(duì)所述電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流的分析包括:通過背景差分法和幀間差分法對(duì)所述電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流進(jìn)行檢測(cè)；所述檢測(cè)包括獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像、背景模型更新和工作人員預(yù)警分析；獲取所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域圖像的具體步驟為: 步驟1:對(duì)視頻圖像序列進(jìn)行3X3中值濾波處理，并獲取背景幀圖像Bk (x，y)以及連續(xù)的兩幀圖像Pk (XjhP1^1 (x，y);其中為PK(x，y)當(dāng)前幀圖像，PK-1 (x，y)為前一幀圖像； 步驟2:獲取當(dāng)前幀圖像分別與背景幀圖像和前一幀圖像的幀差FD (x，y)和FG(x，y)； 步驟3:對(duì)所述幀差FD (x，y)和FG (x，y)進(jìn)行去噪聲處理；具體為:
7.如權(quán)利要求6所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述工作人員預(yù)警分析包括:通過基于RGB顏色空間和對(duì)比區(qū)域質(zhì)心的方法計(jì)算并獲取所述電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻流的色彩集中程度，從而判斷工作人員是否穿戴安全馬夾和安全帽。
8.如權(quán)利要求1所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)通過工作票操作票系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)入和監(jiān)控人員手動(dòng)錄入兩種方式對(duì)電力作業(yè)任務(wù)進(jìn)行設(shè)置和動(dòng)態(tài)管理；所述安全智能監(jiān)護(hù)子系統(tǒng)的報(bào)警方式包括監(jiān)控畫面突出顯示報(bào)警、監(jiān)控室語音報(bào)警、發(fā)送報(bào)警信息至所述定位標(biāo)簽以及向工作人員發(fā)送手機(jī)短信報(bào)m.1=I ， 所述視頻流跟蹤監(jiān)控方式為所述視頻監(jiān)控平臺(tái)通過視頻監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)顯示電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域的實(shí)際工況；所述模擬電力作業(yè)監(jiān)控方式為所述定位監(jiān)控平臺(tái)通過三維虛擬仿真作業(yè)場(chǎng)景中同步顯示所述電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域中工作人員的位置、姓名和編號(hào)信息并進(jìn)行存儲(chǔ)。
9.如權(quán)利要求8所述的一種電力作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域的劃定方式包括:通過典型作業(yè)區(qū)域或歷史票中的作業(yè)區(qū)域自動(dòng)生成；通過所述視頻監(jiān)控畫面和所述三維虛擬仿真作業(yè)場(chǎng)景手動(dòng)設(shè)置；通過所述定位標(biāo)簽的位置信息確定所述電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域的各角坐標(biāo)點(diǎn)，從而生成所述電力現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G08B25/10GK103617699SQ201310639197
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】朱朝陽, 于振, 房殿閣 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院