本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制裝置及方法，屬于電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理技術領域。

背景技術：

風箏、廣告條幅、農(nóng)用塑料薄膜、遮陽網(wǎng)等漂浮性異物經(jīng)常纏繞導、地線，可能引發(fā)相間短路，造成停電事故，垂落的異物和燒斷損毀的導線還有可能造成人畜傷亡，因此，架空線路異物必須及時清理以保證輸電線路安全。傳統(tǒng)架空路線異物清除主要基于絕緣桿、異物清除桿、登高車、斗臂車、吊籃等工具，普遍具有耗時長、作業(yè)難度大、風險高、需停電作業(yè)等缺點，難以快速、及時、安全地清除異物，電網(wǎng)異物激光清除設備是一種新型的專用的線路異物清除裝置，可快速安全地帶電遠程清除架空線路異物，但該設備所使用的激光功率高，不當使用可對人眼或皮膚造成傷害、引發(fā)森林或建筑火災、影響飛行器安全等，因此，需要對激光異物清除設備進行嚴格管控。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制裝置及方法，基于物聯(lián)網(wǎng)技術，對激光異物清除設備進行實時跟蹤、環(huán)境監(jiān)控、出光授權、緊急制止、非常操作記錄和報警，防止激光異物清除設備因誤用或濫用造成事故。。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制裝置，包括服務器和安全終端，所述服務器放置在電網(wǎng)異物激光清除設備業(yè)主處或管理部門，通過有線連接到互聯(lián)網(wǎng)；所述安全終端由安全終端控制器和通過信號線纜與之連接的全景監(jiān)控攝像機、出光方向監(jiān)控攝像機、瞄準視野監(jiān)控模塊、GPS跟蹤模塊、3G/4G通信模塊、指紋認證模塊、語音通信模塊組成；

所述安全終端控制器內(nèi)置于電網(wǎng)異物激光清除設備內(nèi)部或與電網(wǎng)異物激光清除設備相鄰放置，所述安全終端控制器接收全景監(jiān)控攝像機、出光方向監(jiān)控攝像機、瞄準視野監(jiān)控模塊、GPS跟蹤模塊、指紋認證模塊和語音通信模塊的數(shù)據(jù)，并通過3G/4G通信模塊與服務器通信；所述安全終端控制器通過數(shù)據(jù)線纜與電網(wǎng)異物激光清除設備的激光器、云臺、電源相連，控制激光器的出光；

所述全景監(jiān)控攝像機安裝在電網(wǎng)異物激光清除設備最高處，所述全景監(jiān)控攝像機拍攝電網(wǎng)異物激光清除設備周圍360°的環(huán)境全景視頻圖像并傳送到安全終端控制器；

所述出光方向監(jiān)控攝像機放置在電網(wǎng)異物激光清除設備后部，拍攝激光出光口方向的視頻圖像并傳送到安全終端控制器；

所述瞄準視野監(jiān)控模塊與電網(wǎng)異物激光清除設備的瞄準器相接，實時采集瞄準器的瞄準視野圖像并傳輸?shù)桨踩K端控制器；

所述GPS跟蹤模塊通過串口線和IO線連接到安全終端控制器，接收衛(wèi)星信號，獲取本地位置并發(fā)送給安全終端控制器；

所述3G/4G通信模塊安裝在電網(wǎng)異物激光清除設備內(nèi)部或外部，提供一個互聯(lián)網(wǎng)的無線接入方式；

所述指紋認證模塊安裝在電網(wǎng)異物激光清除器機殼上，通過信號線纜與安全終端控制器連接，用以采集登錄人員的指紋信息并傳送到安全終端控制器；

所述語音通信模塊安裝在電網(wǎng)異物激光清除器機殼上，包括語音的輸入和輸出播放，用以現(xiàn)場作業(yè)人員與服務器端安全管理人員之間的語音通話。

前述的安全終端控制器采用基于ARM、DSP、FPGA、x86/x64或PowerPC平臺的控制器。

前述的瞄準視野監(jiān)控模塊根據(jù)瞄準器類型采用電子目鏡、CCD傳感器或圖像采集軟件。

前述的3G/4G通信模塊采用3G/4G無線路由器。

前述的指紋認證模塊采用指紋識別設備。

前述的語音通信模塊采用手機通訊系統(tǒng)或網(wǎng)絡語音通信軟件。

電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制裝置進行安全管理控制的方法，包含以下步驟：

1）服務器由安全管理人員控制，現(xiàn)場作業(yè)人員在出發(fā)前須先由安全管理人員授權登記注冊，錄入服務器合法作業(yè)人員數(shù)據(jù)庫；

2）現(xiàn)場作業(yè)人員攜帶電網(wǎng)激光異物清除設備外出作業(yè)時，安全終端通過GPS跟蹤模塊獲取電網(wǎng)激光異物清除設備的地理位置并隨時向服務器報告位置，服務器實時掌握設備位置和移動路線；

3）現(xiàn)場作業(yè)人員通過注冊賬號和密碼、指紋認證方式，登錄安全終端，獲得基礎操作權限，可操作設備轉動、瞄準，但無法出光，現(xiàn)場作業(yè)人員觀察周邊環(huán)境，調(diào)節(jié)電網(wǎng)激光異物清除設備的出光方向和瞄準異物目標，確保環(huán)境適合作業(yè)后，通過安全終端向服務器發(fā)送異物清除出光授權申請；

4）安全終端將作業(yè)環(huán)境全景視頻圖像、出光方向視頻圖像和瞄準視野圖像、地理位置信息、現(xiàn)場作業(yè)人員指紋信息上傳到服務器，并進入待命模式；

5）服務器收到安全終端上傳的出光授權申請和數(shù)據(jù)信息，由安全管理人員對作業(yè)環(huán)境、現(xiàn)場作業(yè)人員身份信息進行審核，審核通過后，安全管理人員通過服務器向安全終端授權，安全終端收到授權后，開放激光器出光權限，現(xiàn)場作業(yè)人員開啟激光器電源并出光清除異物；

6）清除異物過程中，安全終端繼續(xù)監(jiān)控出光方向，要求光束方向不得大幅度偏轉，其偏轉幅度由安全管理人員在授權中設定和修改，一旦檢測到光束方向偏轉超出設定值，停止出光并向服務器發(fā)出報警；同時安全終端全程采集全景監(jiān)控攝像機、出光方向監(jiān)控攝像機和瞄準視野監(jiān)控模塊拍攝的圖像信息并上傳服務器；

7）安全終端通過出光方向監(jiān)控攝像機獲取出光方向的視頻圖像信息，并做外物入侵檢測圖像處理，一旦有人畜出現(xiàn)或進入設定范圍，立刻停止出光并向服務器報警。

前述的待命模式下整個電網(wǎng)異物激光清除設備不得移動或改變方向，安全終端鎖死瞄準器，一旦監(jiān)測到設備移動、出光方向改變、出光方向出現(xiàn)人畜情況，立刻撤銷出光授權申請，并向服務器發(fā)送報警。

服務器端的安全管理人員隨時有權限停止出光、強制凍結現(xiàn)場作業(yè)人員的所有權限。

清除異物過程中，服務器端的安全管理人員與安全終端的現(xiàn)場作業(yè)人員通過語音通信模塊的語音通話功能進行溝通。

本發(fā)明所達到的有益效果：

本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)技術，對電網(wǎng)激光異物清除設備進行實時跟蹤、環(huán)境監(jiān)控、出光授權、緊急制止、非常操作記錄和報警，防止激光異物清除設備因誤用或濫用造成事故。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制裝置結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制裝置，包括服務器和安全終端，具體的，服務器放置在電網(wǎng)異物激光清除設備業(yè)主處或管理部門，通過有線連接到互聯(lián)網(wǎng)。

安全終端，由安全終端控制器和通過信號線纜與之連接的全景監(jiān)控攝像機、出光方向監(jiān)控攝像機、瞄準視野監(jiān)控模塊、GPS跟蹤模塊、3G/4G通信模塊、指紋認證模塊、語音通信模塊組成。其中，

安全終端控制器可內(nèi)置于電網(wǎng)異物激光清除設備內(nèi)部或外置于電網(wǎng)異物激光清除設備附近，采用但不限于基于ARM、DSP、FPGA、x86/x64、PowerPC平臺的控制器，接收全景監(jiān)控攝像機、出光方向監(jiān)控攝像機、瞄準視野監(jiān)控模塊、GPS跟蹤模塊、指紋認證模塊和語音通信模塊數(shù)據(jù)，并通過3G/4G通信模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)與服務器之間的通信。安全終端控制器通過數(shù)據(jù)線纜與激光器控制接口、數(shù)控云臺、激光器電源、數(shù)控云臺電源等電網(wǎng)異物激光清除設備關鍵部件相連，對電網(wǎng)異物激光清除設備進行控制。

全景監(jiān)控攝像機，安裝在電網(wǎng)異物激光清除設備最高處，但不限于該位置，具有360°全景攝像功能，拍攝電網(wǎng)異物激光清除設備周圍360°的環(huán)境全景視頻圖像并傳送到安全終端控制器。

出光方向監(jiān)控攝像機放置在電網(wǎng)異物激光清除設備后部，拍攝激光出光口方向的視頻圖像并傳送到安全終端控制器。

瞄準視野監(jiān)控模塊與電網(wǎng)異物激光清除設備的瞄準器相接，實時采集瞄準視野圖像并傳輸?shù)桨踩K端控制器。根據(jù)瞄準器類型，瞄準視野監(jiān)控模塊可采用電子目鏡、CCD傳感器、圖像采集軟件模塊等。

GPS跟蹤模塊通過串口線和IO線連接到安全終端控制器，接收衛(wèi)星信號，獲取本地位置并發(fā)送給安全終端控制器。GPS跟蹤模塊可采用GPS模塊配合相應的GPS地址解析軟件。

3G/4G通信模塊安裝在電網(wǎng)異物激光清除設備內(nèi)部或外部，采用但不限于采用3G/4G無線路由器，3G/4G通信模塊提供一個互聯(lián)網(wǎng)的無線接入方式。

指紋認證模塊采用指紋識別設備，安裝在電網(wǎng)異物激光清除器機殼上，通過信號線纜與安全終端控制器連接，用以采集登錄人員的指紋信息并傳送到安全終端控制器。

語音通信模塊采用手機通訊系統(tǒng)或網(wǎng)絡語音通信軟件，安裝在電網(wǎng)異物激光清除器機殼上，包括語音的輸入和輸出播放，提供現(xiàn)場作業(yè)人員與服務器端安全管理人員語音通話的功能。

本發(fā)明的電網(wǎng)異物激光清除設備安全管理控制方法，包含以下步驟：

1）服務器由安全管理人員控制，現(xiàn)場作業(yè)人員在出發(fā)前須先由安全管理人員授權登記注冊，錄入服務器合法作業(yè)人員數(shù)據(jù)庫。

2）現(xiàn)場作業(yè)人員攜帶電網(wǎng)激光異物清除設備外出作業(yè)時，安全終端通過GPS跟蹤模塊獲取電網(wǎng)激光異物清除設備的地理位置并隨時向服務器報告位置，服務器可實時掌握設備位置和移動路線。

3）現(xiàn)場作業(yè)人員通過注冊賬號和密碼、指紋認證方式，登錄安全終端，獲得基礎操作權限，可操作設備轉動、瞄準，但無法出光，現(xiàn)場作業(yè)人員觀察周邊環(huán)境，調(diào)節(jié)電網(wǎng)激光異物清除設備的出光方向和瞄準異物目標，確保環(huán)境適合作業(yè)后，由安全終端通過互聯(lián)網(wǎng)向服務器發(fā)送異物清除出光授權申請。

4）安全終端將作業(yè)環(huán)境全景視頻圖像、出光方向視頻圖像和瞄準視野圖像、地理位置信息、現(xiàn)場作業(yè)人員指紋信息等數(shù)據(jù)上傳到服務器，并進入待命模式，該模式下要求整個設備不得移動或改變方向，安全終端鎖死瞄準器，一旦監(jiān)測到設備移動、出光方向改變、出光方向出現(xiàn)人畜等情況，立刻撤銷出光授權申請，并向服務器發(fā)送報警。

5）服務器收到安全終端上傳的出光授權申請和數(shù)據(jù)信息，由安全管理人員對作業(yè)環(huán)境、現(xiàn)場作業(yè)人員身份信息進行審核，審核通過后，安全管理人員通過服務器向安全終端授權，安全終端收到授權后，開放激光器出光權限，現(xiàn)場作業(yè)人員可開啟激光器電源并出光清除異物。

6）清除異物過程中，安全終端繼續(xù)監(jiān)控出光方向，要求光束方向不得大幅度偏轉，其偏轉限度可由安全管理人員在授權中設定和修改，一旦檢測到光束方向偏轉超出設定值，停止出光并向服務器發(fā)出報警。

7）安全終端通過出光方向監(jiān)控攝像機獲取出光方向的視頻圖像信息，并做外物入侵檢測圖像處理，圖像處理算法采用但不限于幀差法、光流法，一旦有人畜出現(xiàn)或進入設定范圍，立刻停止出光并向服務器報警。

8）清除異物整個過程的視頻和語音數(shù)據(jù)由安全終端全程采集、存儲并上傳服務器，實現(xiàn)全程監(jiān)控，服務器與安全終端的現(xiàn)場作業(yè)人員可通過語音通信模塊的語音通話功能進行溝通。

9）服務器端隨時有權限停止出光、強制凍結現(xiàn)場作業(yè)人員的所有權限。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。