本發(fā)明屬于隧道內(nèi)人員定位，具體涉及一種高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、由于高壓電纜隧道所處地下位置較深，無線信號(hào)無法穿越，造成隧道內(nèi)無移動(dòng)通信和gps/北斗定位信號(hào)，因此也無法對(duì)隧道內(nèi)的人員進(jìn)行定位，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)不能及時(shí)查詢?nèi)藛T位置和發(fā)出語音指示，存在安全隱患，直接影響隧道內(nèi)人員生命安全。

2、本發(fā)明是為解決電纜隧道內(nèi)人員的定位問題，通過前期大量現(xiàn)場(chǎng)勘察和技術(shù)研究，結(jié)合電纜隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法和系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是電纜隧道內(nèi)道內(nèi)無移動(dòng)通信和gps/北斗定位信號(hào)人員的定位問題，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隧道人員定位的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法與系統(tǒng)，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：包括前端交互模塊、標(biāo)簽識(shí)別裝置和后端控制模塊，所述前端交互模塊固定于人員肢體上，所述標(biāo)簽識(shí)別裝置等間距安裝在隧道內(nèi)部；所述標(biāo)簽識(shí)別裝置均與后端控制模塊通信連接；

2、前端交互模塊包括定位組件：所述定位組件用于生成身份信息并發(fā)射，還用于根據(jù)所述標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝間隔調(diào)節(jié)身份信息的信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)信號(hào)的覆蓋范圍大于所述標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝間隔；

3、標(biāo)簽識(shí)別裝置：用于獲取所述身份信息；

4、后端控制模塊包括控制單元：所述控制單元用于驗(yàn)證身份信息，還用于根據(jù)標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝位置結(jié)合所接收身份信息的信號(hào)強(qiáng)度生成定位信息，定位隧道內(nèi)人員的位置。

5、進(jìn)一步的，所述定位組件包括rfid發(fā)射器和調(diào)制器，調(diào)制器用于調(diào)節(jié)rfid發(fā)射器發(fā)射的rfid信號(hào)的強(qiáng)度。

6、進(jìn)一步的，所述前端交互模塊還包括攝像組件和語音對(duì)話組件，所述攝像組件用于結(jié)合標(biāo)簽識(shí)別裝置實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和圖像智能分析，實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別比對(duì)，核實(shí)人員信息，對(duì)隧道人員活動(dòng)區(qū)域監(jiān)控；語音對(duì)話組件用于進(jìn)行語音交流。

7、進(jìn)一步的，所述前端交互模塊還包括求救組件：所述求救組件包括用于求救的按鈕，當(dāng)按鈕按下時(shí)，發(fā)出求救信號(hào)，所述求救組件與標(biāo)簽識(shí)別裝置連接，當(dāng)求救組件按鈕按下時(shí)，標(biāo)簽識(shí)別裝置向控制單元傳遞求救信息。

8、進(jìn)一步的，所述定位組件包括心率檢測(cè)模塊和加速度傳感器，所述心率檢測(cè)模塊用于檢測(cè)隧道人員的心率體征，所述加速度傳感器用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)步數(shù)，所述定位組件還用于將心率體征和運(yùn)動(dòng)步數(shù)隨身份信息發(fā)送給控制單元，心率體征用于監(jiān)控生命體征，運(yùn)動(dòng)步數(shù)用于輔助人員定位。

9、一種高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法，基于高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)完成，其特征在于，包括：

10、人員所佩戴的前端交互模塊生成身份信息并發(fā)射；

11、隧道內(nèi)等間距設(shè)置的標(biāo)簽識(shí)別裝置獲取所述身份信息；

12、后端控制模塊驗(yàn)證身份信息，根據(jù)標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝位置結(jié)合所接收身份信息的信號(hào)強(qiáng)度生成定位信息，定位隧道內(nèi)人員的位置。

13、進(jìn)一步的，還包括：前端交互模塊調(diào)節(jié)身份信息信號(hào)的強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)信號(hào)覆蓋范圍。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

15、1、隧道施工環(huán)境因其封閉和深層的特性，常常使得常規(guī)的gps定位技術(shù)無法有效工作。為了解決這一問題，采用rfid（無線射頻識(shí)別技術(shù)）為工作人員提供精確的定位服務(wù)；隧道內(nèi)標(biāo)簽識(shí)別裝置布設(shè)完成后首先使測(cè)試人員處于不同位置發(fā)射信號(hào)記錄所處位置前后標(biāo)簽裝置信號(hào)強(qiáng)度比值，記錄人員位置與信號(hào)強(qiáng)度比值的關(guān)系；

16、當(dāng)工作人員進(jìn)入隧道內(nèi)后，可通過定位組件發(fā)射信號(hào)，當(dāng)僅有一組標(biāo)簽識(shí)別裝置接收到信號(hào)時(shí)，說明人員位于該標(biāo)簽識(shí)別裝置附近。當(dāng)前后兩組標(biāo)簽識(shí)別裝置接收到信號(hào)，控制模塊根據(jù)標(biāo)簽識(shí)別裝置接收到信息的信號(hào)強(qiáng)度，使用移動(dòng)方向前方標(biāo)簽識(shí)別裝置接收信號(hào)強(qiáng)度除去移動(dòng)方向后方標(biāo)簽識(shí)別裝置接收的信號(hào)強(qiáng)度，得到強(qiáng)度的比值；根據(jù)得到的比值與前后標(biāo)簽識(shí)別裝置位置結(jié)合后與先前得出的人員位置與信號(hào)強(qiáng)度比值的關(guān)系對(duì)比即可得出當(dāng)前隧道人員位置，完成人員定位；當(dāng)有多組標(biāo)簽識(shí)別裝置接收到信號(hào)時(shí)，則選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的兩組標(biāo)簽識(shí)別裝置，根據(jù)上述方法完成定位。

17、2、在作業(yè)人員進(jìn)入隧道前，每個(gè)人員都會(huì)配發(fā)定位組件，固定在人員肢體上，如手環(huán)，這些手環(huán)信息都與平臺(tái)數(shù)據(jù)庫內(nèi)相應(yīng)人員信息關(guān)聯(lián)，并按照隧道布置圖，設(shè)置那些區(qū)域是授權(quán)工作區(qū)域，當(dāng)作業(yè)人員超出這些區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出告警信息，并通過最近的語音設(shè)備播報(bào)超工作范圍提醒，從而智能監(jiān)督作業(yè)人員工作區(qū)域，避免超范圍作業(yè)。

18、3、人員進(jìn)入隧道后，手環(huán)會(huì)被部署的標(biāo)簽閱讀器所識(shí)別，并把識(shí)別的id號(hào)上報(bào)到服務(wù)器端，服務(wù)程序根據(jù)id號(hào)在數(shù)據(jù)庫中搜索對(duì)應(yīng)人員信息，并與工作票上人員信息比對(duì)，確定是本工作票準(zhǔn)入人員，然后再啟動(dòng)攝像機(jī)人臉識(shí)別算法進(jìn)行人臉識(shí)別比對(duì)，進(jìn)一步確定是本人進(jìn)入。這樣每經(jīng)過一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，都會(huì)上報(bào)id信息和時(shí)間，從而可形成人員軌跡；

19、可以通過隧道內(nèi)標(biāo)簽識(shí)別裝置相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)，自動(dòng)控制預(yù)設(shè)的預(yù)置位調(diào)取附近的視頻圖像，直觀了解現(xiàn)場(chǎng)情況，可以通過圖像智能分析技術(shù)進(jìn)行人員人臉識(shí)別，再結(jié)合一鍵求救按鈕，從而能更好地確保隧道內(nèi)人員的位置獲取和安全作業(yè)。

20、4、當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)人員需要幫助或者緊急求救時(shí)，可按下按鈕，標(biāo)簽識(shí)別裝置檢測(cè)到并給主站發(fā)送緊急告警信號(hào)，監(jiān)控中心值班人員會(huì)依據(jù)告警信息定位該人員位置，并啟動(dòng)視頻監(jiān)控和語音對(duì)講功能，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)人員的緊急通話，溝通交流，解決緊急問題或者指引其撤退路徑，保證現(xiàn)場(chǎng)人員的人身安全。

技術(shù)特征：

1.一種高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)，其特征在于：包括前端交互模塊、標(biāo)簽識(shí)別裝置和后端控制模塊，所述前端交互模塊固定于人員肢體上，所述標(biāo)簽識(shí)別裝置等間距安裝在隧道內(nèi)部；所述標(biāo)簽識(shí)別裝置均與后端控制模塊通信連接；

2.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位組件包括rfid發(fā)射器和調(diào)制器，調(diào)制器用于調(diào)節(jié)rfid發(fā)射器發(fā)射的rfid信號(hào)的強(qiáng)度。

3.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)，其特征在于，所述前端交互模塊還包括攝像組件和語音對(duì)話組件，所述攝像組件用于結(jié)合標(biāo)簽識(shí)別裝置實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和圖像智能分析，實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別比對(duì)，核實(shí)人員信息，對(duì)隧道人員活動(dòng)區(qū)域監(jiān)控；語音對(duì)話組件用于進(jìn)行語音交流。

4.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)，其特征在于，所述前端交互模塊還包括求救組件：所述求救組件包括用于求救的按鈕，當(dāng)按鈕按下時(shí)，發(fā)出求救信號(hào)，所述求救組件與標(biāo)簽識(shí)別裝置連接，當(dāng)求救組件按鈕按下時(shí)，標(biāo)簽識(shí)別裝置向控制單元傳遞求救信息。

5.如權(quán)利要求1所述的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位組件包括心率檢測(cè)模塊和加速度傳感器，所述心率檢測(cè)模塊用于檢測(cè)隧道人員的心率體征，所述加速度傳感器用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)步數(shù)，所述定位組件還用于將心率體征和運(yùn)動(dòng)步數(shù)隨身份信息發(fā)送給控制單元，心率體征用于監(jiān)控生命體征，運(yùn)動(dòng)步數(shù)用于輔助人員定位。

6.一種高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法，基于如權(quán)利要求1所述的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位系統(tǒng)完成，其特征在于，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法，其特征在于，還包括：前端交互模塊調(diào)節(jié)身份信息信號(hào)的強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)信號(hào)覆蓋范圍。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種高壓電纜隧道內(nèi)人員定位方法與系統(tǒng)，屬于隧道內(nèi)人員定位技術(shù)領(lǐng)域，包括前端交互模塊、標(biāo)簽識(shí)別裝置和后端控制模塊，所述前端交互模塊固定于人員肢體上，所述標(biāo)簽識(shí)別裝置等間距安裝在隧道內(nèi)部；前端交互模塊包括定位組件：所述定位組件用于生成身份信息并發(fā)射，還用于根據(jù)所述標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝間隔調(diào)節(jié)身份信息的信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)信號(hào)的覆蓋范圍大于所述標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝間隔；標(biāo)簽識(shí)別裝置：用于獲取所述身份信息；后端控制模塊包括控制單元：所述控制單元用于驗(yàn)證身份信息，還用于根據(jù)標(biāo)簽識(shí)別裝置的安裝位置結(jié)合所接收身份信息的信號(hào)強(qiáng)度生成定位信息，定位隧道內(nèi)人員的位置。

技術(shù)研發(fā)人員：胡鑫,宋岸峰,席小娟,曾新順,唐亞可,于仲華,郭雷,郭正位,楊云治,王文峰,肖波,鄭月松,楊科迪,李在學(xué)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17