帶電作業(yè)安全預(yù)警方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種帶電作業(yè)安全預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、用電客戶對用電質(zhì)量的要求越來越高，帶電作業(yè)能夠大幅 提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行還能夠保障電力設(shè)備的安全，因此帶電作業(yè)已經(jīng)越來越廣泛。
[0003] 如何對帶電作業(yè)過程中作業(yè)人員的空間位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控成為一個(gè)重要問題。目 前我國帶電作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)域的安全主要是依靠具有豐富帶電作業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專責(zé) 監(jiān)護(hù)人員監(jiān)督及專業(yè)作業(yè)人員的自覺來實(shí)現(xiàn):專業(yè)作業(yè)人員依靠自身對于帶電線路的電壓 等級、安全距離、帶電操作規(guī)范等一系列知識的了解和掌握，利用個(gè)人的現(xiàn)場知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn) 行帶電作業(yè);具有豐富帶電作業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專責(zé)監(jiān)護(hù)人員在帶電作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)督專業(yè)作業(yè)人 員，依靠自身豐富的帶電作業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，對專業(yè)作業(yè)人員進(jìn)行提醒和監(jiān)督。但是，現(xiàn)有的 作業(yè)方法，極大地依賴于專業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)技能和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可重復(fù)性、可靠性和 穩(wěn)定性較差，專業(yè)人員在作業(yè)現(xiàn)場一旦發(fā)生任何一絲的疏忽大意，都可能造成無法挽回的 損失，現(xiàn)有的帶電作業(yè)方法極具不穩(wěn)定性。此外，現(xiàn)有的帶電作業(yè)方法完全依靠專業(yè)人員的 經(jīng)驗(yàn)，復(fù)雜且難于推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種可靠性好、穩(wěn)定性高的帶電作業(yè)安全預(yù)警方法。
[0005] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種應(yīng)用該帶電作業(yè)安全預(yù)警方法的裝置。
[0006] 本發(fā)明提供的這種帶電作業(yè)安全預(yù)警方法，主要包括如下步驟：
[0007] si建立電力系統(tǒng)桿塔的三維模型，并設(shè)置作業(yè)人員人體關(guān)鍵部位與作業(yè)點(diǎn)的安全 距離；
[0008] S2在電力系統(tǒng)桿塔周圍分散布置至少三個(gè)熱釋電紅外傳感器組，且三個(gè)熱釋電紅 外傳感器組不能在一條直線上；
[0009] S3根據(jù)熱釋電紅外傳感器組接收人體發(fā)出的紅外能量輻射時(shí)間計(jì)算作業(yè)人員的 空間位置和人體關(guān)鍵部位位置信息；
[0010] S4將作業(yè)人員空間位置及人體關(guān)鍵部位位置信息實(shí)時(shí)生成三維人體模型；
[0011] S5將步驟S4中實(shí)時(shí)生成的三維人體模型在步驟S1中已建立的三維桿塔模型上進(jìn) 行實(shí)時(shí)模擬；
[0012] S6實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)人員人體關(guān)鍵部位位置與作業(yè)點(diǎn)的距離，該距離一旦達(dá)到安全距 離的臨界狀態(tài)，則發(fā)出報(bào)警信號進(jìn)行提示和報(bào)警。
[0013] 所述的電力系統(tǒng)三維桿塔模型、三維人體模型為通過3ds Max軟件生成。
[0014] 所述的實(shí)時(shí)模擬為采用3ds Max軟件結(jié)合Torque Game Engine開發(fā)引擎進(jìn)行實(shí)時(shí) 模擬。
[0015] 所述的作業(yè)人員人體關(guān)鍵部位包括頭部、左手腕、右手腕、左腳踝和右腳踝。
[0016] 本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用所述的帶電作業(yè)安全預(yù)警方法的裝置，包括傳感器模 塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理中心;傳感器模塊包括熱釋電紅外傳感器組、信號處理電路和 信號發(fā)送電路，熱釋電紅外傳感器組用于接收人體發(fā)出的紅外輻射能量，并輸出數(shù)據(jù)到信 號處理電路;信號處理電路用于將熱釋電紅外傳感器組的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并由信號發(fā)送電 路進(jìn)行發(fā)送;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于接收傳感器模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過有線通訊的方式將數(shù) 據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心;數(shù)據(jù)處理中心包括數(shù)據(jù)接收模塊、控制中心和報(bào)警模塊，數(shù)據(jù)接收 模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊配套使用，用于接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并傳送至控制中心，控 制中心用于實(shí)時(shí)接收上傳的數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計(jì)、在桿塔模型上實(shí)時(shí)模擬作業(yè)人 員的實(shí)際動作、監(jiān)控作業(yè)人員人體關(guān)鍵部位位置與作業(yè)點(diǎn)的距離并控制報(bào)警模塊適時(shí)報(bào) 警;報(bào)警模塊與控制中心連接，用于接收控制中心的信號并報(bào)警。
[0017] 所述的熱釋電紅外傳感器組至少有三個(gè)，在作業(yè)桿塔周圍分散布置，且不在一條 直線上。
[0018] 所述的熱釋電紅外傳感器組包括多個(gè)熱釋電紅外傳感器，多個(gè)熱釋電紅外傳感器 相鄰布置，各自檢測不同的區(qū)域。
[0019] 所述的報(bào)警模塊可以布置在作業(yè)桿塔周圍，也可由帶電作業(yè)人員隨身攜帶。
[0020] 所述的信號處理電路包括依次串接的濾波器、放大器和鑒幅器;濾波器用于對熱 釋電紅外傳感器的輸出信號進(jìn)行濾波，放大器用于對經(jīng)過濾波的信號進(jìn)行放大并輸出模擬 量信號，鑒幅器由一對比較器構(gòu)成，用于將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0021] 所述的信號發(fā)送電路與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊之間的通訊為無線通訊。
[0022] 所述的數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊之間的通訊為串口通訊。
[0023]所述的控制中心為PC機(jī)，用于根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的熱釋電紅外傳感器的數(shù)據(jù)，采用3ds Max軟件結(jié)合Torque Game Engine開發(fā)引擎進(jìn)行作業(yè)人員的實(shí)時(shí)模擬。
[0024] 本發(fā)明提供的這種帶電作業(yè)安全預(yù)警方法和應(yīng)用該方法的裝置，由于采用熱釋電 紅外傳感器進(jìn)行作業(yè)人員的定位，結(jié)合事先建立的作業(yè)桿塔的三維模型和實(shí)時(shí)建立的三維 人體模型，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，并實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)人員與作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)域的安全距離，一 旦安全距離達(dá)到臨界點(diǎn)便發(fā)出報(bào)警，因此能夠避免采用純粹的人為經(jīng)驗(yàn)對帶電作業(yè)進(jìn)行安 全性判斷，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行帶電作業(yè)安全監(jiān)測，極大地提高了帶電作業(yè)監(jiān)測的可靠性 和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的方法步驟流程示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明的裝置功能模塊圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明的熱釋電紅外傳感器組的布置示意圖。
[0028] 圖4為本發(fā)明的裝置的一種具體應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 如圖1所示，為本發(fā)明的帶電作業(yè)安全預(yù)警方法的步驟流程示意圖：首先在桿塔周 圍分散布置至少三個(gè)熱釋電紅外傳感器組，并且利用三維動畫渲染和制作軟件按實(shí)際尺寸 搭建三維桿塔模型，并且預(yù)先設(shè)置作業(yè)人員的人體關(guān)鍵部位與作業(yè)點(diǎn)的安全距離;在帶電 作業(yè)人員登塔進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，熱釋電紅外傳感器組檢測人體發(fā)出的紅外能量輻射，通過 信號處理電路進(jìn)行濾波、放大處理后，通過信號發(fā)送電路發(fā)送，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)發(fā)收到的熱 釋電紅外傳感器組的數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)處理中心的控制中心根據(jù) 各傳感器接收紅外信號時(shí)間計(jì)算作業(yè)人員的空間位置，并計(jì)算人體關(guān)鍵部位獲取的位置坐 標(biāo)，通過三維動畫植染和制作軟件3ds Max，并結(jié)合Torque Game Engine開發(fā)引擎實(shí)時(shí)在事 先建模的電力系統(tǒng)桿塔的三維模型上進(jìn)行模擬和監(jiān)測，判斷作業(yè)人員是否處于事先設(shè)定的 安全距離之內(nèi)。一旦作業(yè)人員與作業(yè)點(diǎn)之間的距離超過安全距離的臨界狀態(tài)，則立即發(fā)出 報(bào)警信號，否則系統(tǒng)一直實(shí)時(shí)監(jiān)測帶電作業(yè)人員，直至帶電作業(yè)結(jié)束。
[0030]如圖2所示為本發(fā)明的帶電作業(yè)安全預(yù)警裝置的功能模塊圖：本發(fā)明的帶電作業(yè) 安全預(yù)警裝置包括傳感器模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理中心;傳感器模塊包括熱釋電紅 外傳感器組、信號處理電路和信號發(fā)送電路，信號處理電路包括依次串接的濾波器、放大器 和鑒幅器;濾波器用于對熱釋電紅外傳感器組的輸出信號進(jìn)行濾波，放大器用于對經(jīng)過濾 波的信號進(jìn)行放大并輸出模擬量信號，鑒幅器由一對比較器構(gòu)成，用于將模擬量信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號，信號發(fā)送電路將信號處理電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為Zigbee無線信號，并傳輸?shù)?數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于接收Zigbee無線通訊信號，將通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成串口通訊協(xié) 議數(shù)據(jù)，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心;數(shù)據(jù)處理中心包括數(shù)據(jù)接收模塊、控制中心和報(bào)警模塊， 數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊配套使用，用于接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并上傳控制中 心，控制中心由計(jì)算機(jī)組成，其安裝有3ds Max軟件和Torque Game Engine開發(fā)引擎，并事 先建立好了電力系統(tǒng)的各類型桿塔的三維模型，用于在接收熱釋電紅外傳感器組的數(shù)據(jù) 后，實(shí)時(shí)模擬帶電作業(yè)人員在桿塔上的實(shí)時(shí)作業(yè)動作，并實(shí)時(shí)判斷帶電作業(yè)人員的關(guān)鍵部 位與作業(yè)危險(xiǎn)點(diǎn)之間的距離，一旦距離達(dá)到安全距離，控制中心立即控制報(bào)警模塊報(bào)警，給 帶電作業(yè)人員提出安全警告，防止事故的發(fā)生。
[0031] 如圖3所示，為熱釋電紅外傳感器組的布置示意圖：利用熱釋電紅外傳感器對一定 波長范圍的人體輻射敏感的物理特性，使用多個(gè)熱釋電傳感器，劃分熱釋電傳感器的檢測 區(qū)域，并且進(jìn)行編碼。當(dāng)人在檢測區(qū)域運(yùn)動時(shí)，相應(yīng)激發(fā)所在區(qū)域的傳感器輸出信號，把這 些信號按照二進(jìn)制進(jìn)行排布，那么就會獲得人體在不同的區(qū)域活動所產(chǎn)生的編碼值，根據(jù) 這些編碼值確定人員的大致位置。然后通過該區(qū)域工作的熱