本發(fā)明屬于電力供應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種變電檢修現(xiàn)場(chǎng)智能管控裝置。

背景技術(shù)：

變電檢修作業(yè)是多工種配合、勞動(dòng)技術(shù)密集型的立體交叉作業(yè)，工作量大、檢修場(chǎng)所和環(huán)境較差、危險(xiǎn)因素多，又會(huì)出現(xiàn)搶時(shí)間、趕進(jìn)度等情況。這類工作容易發(fā)生事故，因此降低變電檢修事故、管控變電現(xiàn)場(chǎng)檢修過(guò)程是電網(wǎng)企業(yè)安全工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

對(duì)于管控變電現(xiàn)場(chǎng)檢修過(guò)程，目前電網(wǎng)企業(yè)通常采用制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化流程的方法，包括建立工作領(lǐng)導(dǎo)小組統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，安全監(jiān)督人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，檢修工人現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施等標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，如圖1所示。但該方案嚴(yán)重依賴人的執(zhí)行規(guī)范化程度，無(wú)法有效實(shí)時(shí)檢查，當(dāng)安全監(jiān)督人員視野受限、疲勞疏忽等，檢修工人的違規(guī)行為不能及時(shí)檢測(cè)并現(xiàn)場(chǎng)警告糾正。雖然該方案對(duì)檢修過(guò)程管控起到了一定作用，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)變電檢修現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)、全面的管控。

公開號(hào)為CN102968689A、名稱為“變電檢修工作異地管控智能監(jiān)控方法”的發(fā)明公開了一種變電檢修工作異地管控智能監(jiān)控方法，涉及變電檢修工作異地管控技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包含一個(gè)后臺(tái)服務(wù)器以及四個(gè)層級(jí)的手機(jī)終端，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)工作人員手機(jī)終端、現(xiàn)場(chǎng)管理人員手機(jī)終端、工區(qū)及縣域領(lǐng)導(dǎo)人員手機(jī)終端進(jìn)行定位，并顯示在異地管控系統(tǒng)地圖上，實(shí)現(xiàn)對(duì)該三級(jí)手機(jī)終端持有人員的系統(tǒng)定位。但該發(fā)明僅解決了四個(gè)層級(jí)的通信問(wèn)題，沒(méi)有解決對(duì)檢修工人違規(guī)行為的檢測(cè)和警告問(wèn)題。

公開號(hào)為CN102496870A、名稱為“一種高壓電氣設(shè)備的大規(guī)模檢修方法”的發(fā)明公開了一種高壓電氣設(shè)備的大規(guī)模檢修方法，本方法通過(guò)對(duì)設(shè)備檢修作業(yè)區(qū)域功能進(jìn)行劃分，細(xì)分作業(yè)工序，運(yùn)用現(xiàn)代化作業(yè)裝備，構(gòu)建高空作業(yè)流動(dòng)平臺(tái)，在變電站檢修現(xiàn)場(chǎng)形成流水作業(yè)線的一種現(xiàn)場(chǎng)工廠化的設(shè)備檢修方法。通過(guò)實(shí)施本方法，改變以往變電站施工現(xiàn)場(chǎng)混亂的布局，改變了以往“從頭干到尾”的原始檢修模式，作業(yè)人員對(duì)工序的掌控更加熟練，借助現(xiàn)代化作業(yè)裝備，廣泛開展機(jī)械化作業(yè)以提高現(xiàn)場(chǎng)安全管控水平。但該發(fā)明只側(cè)重于檢修作業(yè)區(qū)域的劃分和作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，也沒(méi)有解決對(duì)檢修工人違規(guī)行為的實(shí)時(shí)檢測(cè)、警告問(wèn)題和對(duì)操作人員身份的有效甄別。

綜上所述，變電場(chǎng)地檢測(cè)行業(yè)至今還沒(méi)有一種數(shù)字化、智能化的管控方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題提出一種智能化程度高、攜帶方便、便于部署的變電檢修現(xiàn)場(chǎng)管控裝置，以解決檢修工人現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的行為無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、檢修工人不規(guī)范行為無(wú)法及時(shí)警告，對(duì)進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)的檢修工人和安全監(jiān)督人員的身份不能有效甄別，以及檢修結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)清理情況不能有效檢查，如現(xiàn)場(chǎng)遺留檢修設(shè)施和工具等問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種變電檢修現(xiàn)場(chǎng)智能管控裝置，包括人臉檢測(cè)攝像機(jī)、檢修區(qū)內(nèi)偵測(cè)攝像機(jī)、檢修區(qū)外偵測(cè)攝像機(jī)、4G智能分析一體機(jī)、架設(shè)所述三臺(tái)攝像機(jī)的電動(dòng)伸縮架、用于供電的蓄電池、高音喇叭和可以收納前述組件的箱體，蓄電池向所述三臺(tái)攝像機(jī)、4G智能分析一體機(jī)和高音喇叭供電，4G智能分析一體機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與管控中心通信，后者遠(yuǎn)程電動(dòng)調(diào)節(jié)三臺(tái)攝像機(jī)的安裝高度，三臺(tái)攝像機(jī)與4G智能分析一體機(jī)采用固定分配的WIFI+ID自動(dòng)組網(wǎng)，管控中心對(duì)4G智能分析一體機(jī)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，高音喇叭與4G智能分析一體機(jī)連接。

進(jìn)一步，上述4G智能分析一體機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與管控中心通信方式是采用4G傳輸方式、主動(dòng)注冊(cè)機(jī)制與管控中心組網(wǎng)。

管控中心對(duì)4G智能分析一體機(jī)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)是采用心跳機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

作為優(yōu)選，蓄電池供電的模式為直流12V供電。

高音喇叭與4G智能分析一體機(jī)連接可以采用音頻線或藍(lán)牙連接。

作為優(yōu)選，上述箱體為移動(dòng)拉桿箱。

本發(fā)明還進(jìn)一步提出一種上述變電檢修現(xiàn)場(chǎng)智能管控裝置采用的人臉匹配識(shí)別方法，包含以下步驟：

S1：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)；

S2：管控中心同步本檢修現(xiàn)場(chǎng)的工人和安全監(jiān)督人員的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)；

S3：匹配進(jìn)入檢修區(qū)的人臉照片；

S4：如果匹配成功，表示身份合法允許進(jìn)入檢修區(qū)，并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音提示；若匹配不成功，向管控中心發(fā)送報(bào)警信息，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告；

S5：結(jié)束。

進(jìn)一步，本發(fā)明還提出一種上述變電檢修現(xiàn)場(chǎng)智能管控裝置采用的安全帽識(shí)別方法，包含以下步驟：

S1：檢測(cè)紅、藍(lán)、黃色區(qū)域并篩選；

S2：形態(tài)識(shí)別過(guò)濾；

S3：分別統(tǒng)計(jì)紅、藍(lán)、黃色安全帽的個(gè)數(shù)；

S4：判斷檢修區(qū)內(nèi)是否存在黃色安全帽，若存在黃色安全帽，報(bào)警信息上傳管控中心，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告；

S5：判斷檢修區(qū)內(nèi)的藍(lán)色安全帽是否小于2個(gè)，若檢修區(qū)內(nèi)的藍(lán)色安全帽少于2個(gè)，報(bào)警信息上傳管控中心，并現(xiàn)場(chǎng)對(duì)單人操作進(jìn)行語(yǔ)音警告；

S6：判斷紅色安全帽數(shù)量是否為0，若紅色安全帽數(shù)量為0，報(bào)警信息上傳管控中心，并現(xiàn)場(chǎng)對(duì)無(wú)監(jiān)督人員進(jìn)行語(yǔ)音警告。

進(jìn)一步，本發(fā)明還提出一種上述變電檢修現(xiàn)場(chǎng)智能管控裝置采用的工具遺留現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別方法，包含以下步驟：

S1：獲取圖片；

S2：通過(guò)局部更新的混合高斯模型獲取前景；

S3：通過(guò)形態(tài)學(xué)處理與連通域分析得到暫時(shí)靜止物；

S4：統(tǒng)計(jì)靜止物體的靜止時(shí)間；

S5：判斷靜止時(shí)間是否大于閾值，若大于閥值，進(jìn)入第六步，否則返回到第一步；

S6：對(duì)靜止物體進(jìn)行人體特征檢測(cè)匹配；

S7：判斷靜止物體是否屬于行人駐留，若不屬于，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告，否則返回到第一步。

進(jìn)一步，本發(fā)明還提出一種上述變電檢修現(xiàn)場(chǎng)智能管控裝置采用的跨越圍欄識(shí)別方法，包含以下步驟：

S1：?jiǎn)?dòng)智能管控裝置系統(tǒng)；

S2：自動(dòng)檢測(cè)實(shí)體圍欄并建立虛擬圍欄；

S3：識(shí)別檢測(cè)區(qū)內(nèi)人員并軌跡跟蹤；

S4：判斷人員是否跨越圍欄，若存在該違規(guī)行為，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告；

S5：程序?qū)崟r(shí)檢測(cè)實(shí)體圍欄與虛擬圍欄的偏差；

S6：判斷偏差是否大于一定的誤差，若大于一定的誤差，表示圍欄被人為移動(dòng)過(guò)，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1)智能化程度非常高。有效核實(shí)進(jìn)場(chǎng)工作人員身份，有效規(guī)范工人實(shí)施行為，有效檢查工人離場(chǎng)后的現(xiàn)場(chǎng)清理情況，提高了變電檢修的效率，大大降低了變電檢修事故。

2)攜帶方便。采用可移動(dòng)的便攜箱把管控裝置放入，由操作人員帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行部署。

3)現(xiàn)場(chǎng)部署自動(dòng)化程度高。將管控裝置簡(jiǎn)單安裝后通電后，裝置智能組網(wǎng)、遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、自動(dòng)配置，克服現(xiàn)場(chǎng)工人技術(shù)局限、提高裝置部署的便利性。

附圖說(shuō)明

圖1是變電場(chǎng)站檢修標(biāo)準(zhǔn)化流程。

圖2是本發(fā)明描述的智能管控裝置硬件組成。

圖3是本發(fā)明描述的智能管控裝置系統(tǒng)邏輯框圖。

圖4是本發(fā)明描述的智能管控裝置原理框圖。

圖5是本發(fā)明描述的智能管控裝置人臉匹配識(shí)別程序流程圖。

圖6是本發(fā)明描述的智能管控裝置安全帽識(shí)別程序流程圖。

圖7是本發(fā)明描述的智能管控裝置工具遺留現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別程序流程圖。

圖8是本發(fā)明描述的智能管控裝置移動(dòng)、跨越圍欄程序流程圖。

圖9是本發(fā)明描述的智能管控裝置梯子檢測(cè)程序流程圖。

圖10是本發(fā)明描述的智能管控裝置的實(shí)施部署圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。

智能管控裝置由硬件和算法應(yīng)用程序組成。智能管控裝置組成如圖2所示，包括人臉檢測(cè)攝像機(jī)、檢修區(qū)內(nèi)偵測(cè)攝像機(jī)、檢修區(qū)外偵測(cè)攝像機(jī)、4G智能分析一體機(jī)、架設(shè)攝像機(jī)的電動(dòng)伸縮架、用于供電的蓄電池、高音喇叭、放置硬件的移動(dòng)拉桿箱。蓄電池向人臉檢測(cè)攝像機(jī)、檢修區(qū)內(nèi)偵測(cè)攝像機(jī)、檢修區(qū)外偵測(cè)攝像機(jī)、4G智能分析一體機(jī)、高音喇叭直流12V供電，電動(dòng)伸縮架上分別架設(shè)三臺(tái)攝像機(jī)，管控中心遠(yuǎn)程電動(dòng)調(diào)節(jié)攝像機(jī)安裝高度，如3所示的系統(tǒng)邏輯框圖，三臺(tái)攝像機(jī)與4G智能分析一體機(jī)采用固定分配的WIFI+ID自動(dòng)組網(wǎng)，4G智能分析一體機(jī)采用4G傳輸方式、主動(dòng)注冊(cè)機(jī)制與管控中心組網(wǎng)，采用心跳機(jī)制實(shí)現(xiàn)管控中心對(duì)4G智能分析一體機(jī)的在線監(jiān)測(cè)，高音喇叭與4G智能分析一體機(jī)采用音頻線或藍(lán)牙連接。

智能管控裝置原理框圖如圖4所示，主要由攝像系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構(gòu)成，攝像系統(tǒng)主要由三臺(tái)攝像機(jī)組成，分析系統(tǒng)由智能分析一體機(jī)與算法應(yīng)用程序組成，報(bào)警系統(tǒng)由高音喇叭與應(yīng)用程序組成。人臉檢測(cè)攝像機(jī)檢測(cè)進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)的檢修工人和安全監(jiān)督人員的人臉，并上傳人臉圖片到4G智能分析一體機(jī)進(jìn)行人臉匹配識(shí)別；檢修區(qū)內(nèi)偵測(cè)攝像機(jī)攝取檢修區(qū)內(nèi)圖像，上傳圖片到4G智能分析一體機(jī)進(jìn)行安全帽識(shí)別、工具遺留現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別、移動(dòng)和跨越圍欄識(shí)別；檢修區(qū)外偵測(cè)攝像機(jī)攝取檢修區(qū)外圖像，上傳圖片到4G智能分析一體機(jī)進(jìn)行梯子檢測(cè)。當(dāng)變電檢修現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)違規(guī)行為，4G智能分析一體機(jī)向管控中心上報(bào)信息和違規(guī)照片，同時(shí)通過(guò)高音喇叭現(xiàn)場(chǎng)警告提醒；當(dāng)4G智能分析一體機(jī)與管控中心通信失敗，報(bào)警信息和違規(guī)照片保存到4G智能分析一體機(jī)的本地存儲(chǔ)媒體。

算法應(yīng)用程序運(yùn)行在4G智能分析一體機(jī)，程序主要包括人臉匹配識(shí)別模塊、安全帽識(shí)別模塊、工具遺留識(shí)別模塊、圍欄檢測(cè)識(shí)別模塊、梯子檢測(cè)識(shí)別模塊、通信服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

人臉匹配識(shí)別程序流程圖如圖5所示，系統(tǒng)啟動(dòng)后，程序第一步從管控中心同步本檢修現(xiàn)場(chǎng)的工人和安全監(jiān)督人員的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)；第二步匹配進(jìn)入檢修區(qū)的人臉照片，匹配成功，表示身份合法允許進(jìn)入檢修區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音提示“身份有效”，若匹配不成功，向管控中心發(fā)送報(bào)警信息，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告“身份非法”。

安全帽識(shí)別程序流程圖如圖6所示，程序?qū)z測(cè)區(qū)的圖片進(jìn)行分析，第一步檢測(cè)紅、藍(lán)、黃色區(qū)域并篩選；第二步形態(tài)識(shí)別過(guò)濾；第三步分別統(tǒng)計(jì)紅、藍(lán)、黃色安全帽的個(gè)數(shù)；第四步判斷檢修區(qū)內(nèi)是否存在黃色安全帽，黃色安全帽代表普通工人身份，根據(jù)電力運(yùn)維管理規(guī)定，普通工人不能進(jìn)入檢修區(qū)內(nèi)，因此若存在黃色安全帽，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告“非法進(jìn)入”；第五步判斷檢修區(qū)內(nèi)的藍(lán)色安全帽是否小于2個(gè)，藍(lán)色安全帽代表技術(shù)工人身份，根據(jù)電力運(yùn)維管理規(guī)定，檢修區(qū)內(nèi)不允許單個(gè)技術(shù)工人作業(yè)，因此若檢修區(qū)內(nèi)的藍(lán)色安全帽少于2個(gè)，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告“單人操作”；第六步判斷紅色安全帽數(shù)量是否為0，紅色安全帽代表安全監(jiān)督人員身份，根據(jù)電力運(yùn)維管理規(guī)定，檢修區(qū)內(nèi)必須有安全監(jiān)督人員在場(chǎng)，因此若紅色安全帽數(shù)量為0，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告“無(wú)監(jiān)督人員”。

工具遺留現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別程序流程圖如圖7所示，程序第一步獲取圖片，第二步通過(guò)局部更新的混合高斯模型獲取前景；第三步通過(guò)形態(tài)學(xué)處理與連通域分析得到暫時(shí)靜止物；第四步統(tǒng)計(jì)靜止物體的靜止時(shí)間；第五步判斷靜止時(shí)間是否大于閾值，若大于閥值，進(jìn)入第六步，否則返回到第一步；第六步對(duì)靜止物體進(jìn)行人體特征檢測(cè)匹配；第七步判斷靜止物體是否屬于行人駐留，若不屬于，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告，否則返回到第一步。

移動(dòng)、跨越圍欄程序流程圖如圖8所示，智能管控裝置部署后并啟動(dòng)系統(tǒng)，程序第一步自動(dòng)檢測(cè)實(shí)體圍欄并建立虛擬圍欄；第二步識(shí)別檢測(cè)區(qū)內(nèi)人員并軌跡跟蹤；第三步判斷人員是否跨越圍欄，若存在該違規(guī)行為，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告；第四步程序?qū)崟r(shí)檢測(cè)實(shí)體圍欄與虛擬圍欄的偏差；第五步判斷偏差是否大于一定的誤差，若大于一定的誤差，表示圍欄被人為移動(dòng)過(guò)，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告。

梯子檢測(cè)程序流程圖如圖9所示，程序第一步識(shí)別人與梯子；第二步檢測(cè)梯子與人的高度差；第三步判斷梯子是否高于人頭20cm及以上，根據(jù)電力運(yùn)維管理規(guī)定，梯子不允許豎著進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)，因此若梯子高于人頭20cm及以上，報(bào)警信息上傳管控中心并現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告。

本發(fā)明采用低功耗攝像機(jī)、低功耗分析一體機(jī)，裝置續(xù)航能力強(qiáng)；裝置智能組網(wǎng)，外部網(wǎng)絡(luò)采用基于4G智能分析一體機(jī)與管控中心連接的主動(dòng)注冊(cè)和心跳機(jī)制實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)和在線監(jiān)測(cè)，內(nèi)部采用固定分配的WiFi+ID為管控裝置的實(shí)施和維護(hù)提供便利；采用電動(dòng)伸縮架架設(shè)攝像機(jī)，電動(dòng)伸縮架與遠(yuǎn)程管控中心的人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)視野的電動(dòng)調(diào)節(jié)，克服現(xiàn)場(chǎng)工人技術(shù)局限、提高裝置部署的便利性；本發(fā)明中的圍欄檢測(cè)識(shí)別模塊算法，根據(jù)實(shí)體圍欄的特定色彩與紋理模式，自動(dòng)生成虛擬的電子圍欄，為圍欄移動(dòng)檢測(cè)和跨越圍欄檢測(cè)提供高可靠性的智能化檢測(cè)基礎(chǔ)；本發(fā)明的方法和裝置，可以有效核實(shí)檢修現(xiàn)場(chǎng)工人的合法身份，實(shí)時(shí)有效的檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工人的違規(guī)行為并及時(shí)警告，有效的檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)清理情況，大幅提高變電檢修的管控效率，大大降低變電檢修事故。

實(shí)施部署圖如圖10所示，檢修區(qū)外偵測(cè)攝像機(jī)架設(shè)的視場(chǎng)角需要覆蓋檢修現(xiàn)場(chǎng)的外場(chǎng)，工人若豎著扛梯子進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告“梯子違規(guī)”。人臉檢測(cè)攝像機(jī)架設(shè)在檢修現(xiàn)場(chǎng)的外側(cè)，準(zhǔn)備進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的人員先正臉面對(duì)攝像機(jī)，若身份合法，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音提示“身份有效”，否則現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告“身份非法”。檢修區(qū)內(nèi)偵測(cè)攝像機(jī)架設(shè)的視場(chǎng)角需要全覆蓋檢修區(qū)域，檢修區(qū)內(nèi)出現(xiàn)黃色安全帽或藍(lán)色安全少于2個(gè)或無(wú)紅色安全帽，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告；檢修區(qū)的圍欄出現(xiàn)人員移動(dòng)或者人員跨越圍欄，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告；檢修完畢后，檢修區(qū)內(nèi)有遺留工具，現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音警告。智能分析一體機(jī)是箱體式的，可直接放置在檢修現(xiàn)場(chǎng)，用戶可人機(jī)觸摸交互修正配置、查詢信息。

本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電力運(yùn)維、機(jī)器視覺(jué)等領(lǐng)域。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所提供的上述實(shí)施例僅具有示意性，不具有限定本發(fā)明的具體實(shí)施的范圍的作用。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的變換或替代方案。