CN211928402U - 一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，包括主站***、移动控制终端、智能安全帽，通过面向电网***部门的安全监控指挥主站***交换机与多个部署在不同作业现场的本地移动控制终端交互数据，本地移动控制终端采集智能安全帽的视频、图像、语音等信息上传安全监控指挥主站，并将安全监控主站的告警等指令下发至智能安全帽，实现了电力作业的远程安全监控，解决了电力作业点多面广难以到位监管的问题，显著提高了电力作业的***效率，降低***的人力物力成本，适于在电网企业内推广应用。

Description

一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***

技术领域

本实用新型涉及电力作业***的技术领域，具体涉及一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***。

背景技术

电力作业涵盖了基建施工、电力调度、输变电巡维、检修等多方面内容。近年来，随着电网企业所辖变电站范围不断扩大，电网设备不断增多，电力作业人员的工作量明显增大，工作强度明显增强，且跨专业作业、交叉作业明显增多，同时受人员技能水平、身体状态、气象状况等多方面因素影响，电力作业中存在的风险已呈现出越来越复杂的趋势。针对当前电力作业中仍存在施工单位对安装工艺不熟悉、设计监理单位失职、运行单位日常运维不负责任、安全基础管理薄弱等重要问题，需采取综合手段多管齐下，实现远程可视化监督现场，防止作业脱离监管，管控安全生产中人身风险和违规行为等。

人工智能技术是现代信息社会发展的关键技术之一。人工智能就是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人智能的理论、方法、技术及应用***，包括图像识别、文本识别、智能语音语义处理、人脸识别等关键技术。国家工信部《高端智能再制造行动计划（2018-2020）》（工信部节〔2017〕265号）提出“加强高端智能再制造关键技术创新与产业化应用”、“推动智能化再制造装备研发与产业化应用”、“实施高端智能再制造示范工程”等任务要求。《南方电网公司智能技术在生产技术领域应用路线方案》（南方电网生技〔2018〕16号）中明确指出“要发展基于人工智能和移动互联网的现场作业，主要是指在操作、巡视、检修、带电作业等方面充分利用北斗定位、RFID、人脸识别技术手段，实现电力作业人员资质管理、作业行为管控，防误入带电位置、防安全距离不足、防误操作、防习惯性违章，提高作业效率、提升作业质量、降低作业风险等，实现巡视智能化、操作程序化、检修少人化、作业零风险”。可见，人工智能技术系管控作业风险问题的有效途径。由于电力作业场景复杂，作业现场各类信息繁多，由此导致了风险管控数据表现出数据量大，数据类别复杂，更加剧了人工智能技术系管控作业风险的难度。

当前，全球物联网和无线网络的快速发展推动了移动终端设备的发展，通过将智能安全帽应用到电力作业现场，可通过无线网络将作业现场实时信息传输给***人员，实现电力作业的远程***，提高***效率。鉴于此，须针对电力作业点多面广难以全面到场监管的痛点难点问题，研发面向电网***部门的电力作业远程监督***，实现对作业现场的实时监管，及时发现作业过程中的安全风险和违章行为，消除作业安全隐患，有效提高电力作业的***水平。

实用新型内容

为了实现可视化监督，需要构建一个基础设施，本实用新型提供了一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，具体技术方案如下：

一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于，包括主站***、移动控制终端、智能安全帽；所述主站***通过移动控制终端与智能安全帽连接；

所述智能安全帽、移动控制终端均部署在作业现场，并在电网***部门所辖不同作业现场之间转移应用，所述智能安全帽用于采集电力作业现场的图像、语音实时信息，并将采集到的电力作业现场的图像、语音实时信息传输至移动控制终端；所述移动控制终端对智能安全帽采集的视频、图像、语音信息进行汇集，并上传主站***；所述主站***部署在电网信息中心机房中，所述主站***用于收集从移动控制终端传输的电力作业现场的图像、语音实时信息，并判断作业现场是否安全，所述主站***将作业现场的判断信息传输至移动控制终端，所述移动控制终端根据主站***传输的作业现场信息控制智能安全帽是否进行告警展示。

进一步地，所述主站***包括交换机、数据库服务器、目录服务器、应用服务器、无线通信基站；

所述交换机部署在省级电网应急指挥中心信息机房内，所述交换机分别与数据库服务器、目录服务器、应用服务器、智能安全帽连接，用于实现数据库服务器、目录服务器、应用服务器之间进行数据交互，并接收智能安全帽回传的电力作业现场的图像、语音实时信息，且传输智能安全帽回传的电力作业现场的图像、语音实时信息至数据库服务器；

所述数据库服务器部署在省级电网信息中心的信息机房内，用于采集和存储交换机传输的电力作业现场的图像、语音实时信息，为应用服务器提供数据服务；

所述目录服务器部署在省级电网信息中心的信息机房内，用于存储省级电网应急指挥中心所辖不同作业现场的作业计划、工作票、人员资质、人员权限信息，以及固定终端的视角、方位、焦距、光圈、景深设置参数，并为应用服务器提供数据服务；

所述应用服务器部署在省级电网信息中心的信息机房内，根据数据库服务器、目录服务器提供的数据服务信息，进一步集中监控、管理智能安全帽；

所述无线通信基站部署在省级电网信息中心的信息机房内，通过基于LTE技术的无线通信专网与智能安全帽进行数据、指令交互；

所述应用服务器分别与交换机、数据库服务器、目录服务器、无线通信基站通过光纤连接，所述数据库服务器、目录服务器分别与交换机通过光纤连接。

进一步地，所述交换机配置有自适应电口。

进一步地，所述数据库服务器、目录服务器、应用服务器分别配置有CPU。

进一步地，所述无线通信基站选用LTE230型无线通信基站设备。

进一步地，所述移动控制终端采用DenverⅡ A57架构的6核处理器作为主控芯片，所述移动控制终端搭载有无线通信终端，所述无线通信终端选用CPE型或者嵌入式CPE型无线通信终端，并与智能安全帽进行数据交换；所述主控芯片以Tegra Parker为核心。

进一步地，所述智能安全帽采用XY-PQ620型智能安全帽。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供了一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，包括主站***、移动控制终端、智能安全帽，主站***包含交换机、数据库服务器、目录服务器、应用服务器、无线通信基站，数据库服务器、目录服务器、应用服务器通过交换机进行数据交互，主站***通过无线通信基站与多个部署在不同作业现场的移动控制终端交互数据，移动控制终端将作业人员穿戴的智能安全帽采集的图像、视频和语音信息汇集处理后上传主站***，同时将主站***发来的安全告警等信号下发给智能安全帽，预防作业安全事故发生。本实用新型率先建立可靠、统一的电力作业可视化监督***，实现了远程可视化监督现场作业，破解了作业现场点多面广、现场监管力不从心的难题，显著提高了违规行为和作业风险的管控效率，适于在电网企业内推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，包括主站***、移动控制终端、智能安全帽；主站***通过移动控制终端与智能安全帽连接；

智能安全帽、移动控制终端均部署在作业现场，并在电网***部门所辖不同作业现场之间转移应用，智能安全帽用于采集电力作业现场的图像、语音实时信息，并将采集到的电力作业现场的图像、语音实时信息传输至移动控制终端；移动控制终端对智能安全帽采集的视频、图像、语音信息进行汇集，并上传主站***；主站***部署在电网信息中心机房中，主站***用于收集从移动控制终端传输的电力作业现场的图像、语音实时信息，并判断作业现场是否安全，主站***将作业现场的判断信息传输至移动控制终端，移动控制终端根据主站***传输的作业现场信息控制智能安全帽是否进行告警展示。

智能安全帽采用信跃智能科技生产的XY-PQ620型智能安全帽，其帽体的安全防护性能达到安全帽国家标准GB 2811-2017要求，其内置摄像头支持1080P双码流实时高清视频与本地录像，内置麦克风、扬声器支持双向语音，内置无线网卡支持通过4G/3G和WiFi无线与移动控制终端进行通信。智能安全帽由作业人员穿戴，内置摄像头、麦克风、扬声器、图像、语音采集设备，将作业现场的视频、图像、语音发送至移动控制终端，并接收移动控制终端发来的安全告警信息。

移动控制终端搭载无线通信终端，无线通信终端采用1.8吉赫兹CPE型或者230兆赫兹嵌入式CPE型无线通信终端，并按照Q/CSG 1204022《电力无线专网技术规范》的要求，向主站***实时传输现场作业的视频流、关键帧图像。

移动控制终端采用NVIDIA生产的Tegra Parker系列DenverⅡ A57架构的6核处理器作为主控芯片，并按照YD/T 1760《数字移动终端***接口数据交换技术要求》，通过无线连接方式与1至10套智能安全帽实时交换现场作业的视频流、关键帧图像；主控芯片以Tegra Parker为核心，搭配8吉字节、50千兆位/秒带宽的LPDDR4型内存，32吉字节容量的eMMC闪存。

主站***部署在电网信息中心机房，主站***包括交换机、数据库服务器、目录服务器、应用服务器、无线通信基站；主站***用于收集从移动控制终端传输的电力作业现场的图像、语音实时信息，并通过移动控制终端向现场作业人员穿戴的智能安全帽发送安全告警信息；

应用服务器分别与交换机、数据库服务器、目录服务器、无线通信基站通过光纤连接，数据库服务器、目录服务器分别与交换机通过光纤连接。

主站***的应用服务器的数量为2套，并采用冗余互为备用的方式运行；主站***的应用服务器均配置有4颗8核Xeon E7 V4 系列CPU，支持超线程，缓存不小于25兆字节，原始主频不小于1.9吉赫兹；内存配置为不小于128吉字节的DDR4型内存，最大内存插槽总数不小于64；硬盘配置为4块600吉字节、10000转/分钟的串行连接SCSI硬盘；网卡配8个独立10/100/1000M-BaseT的以太网口；应用服务器用于集中监控、管理移动控制终端，作为人机交互Web应用设备，远程监督、管控安全生产中人身风险和违规行为，并用于作业的任务、数据、报表及数据历史曲线等查询和分析。

数据库服务器的数量为1套，部署在省级电网信息中心的信息机房内，用于按照Q/CSG 1210027《远程移动安全接入平台技术规范 第一分册 技术框架》、Q/CSG1210007《数据传输安全标准》的要求。

目录服务器的数量为1套，部署在省级电网信息中心的信息机房内，用于存储省级电网应急指挥中心所辖不同作业现场的作业计划、工作票、人员资质、人员权限，以及智能安全帽内置摄像头的视角、方位、焦距、光圈、景深设置参数，并为应用服务器提供数据服务。

数据库服务器、目录服务器分别配置有4颗10核Xeon E7 V4系列CPU，支持超线程，缓存不小于20兆字节，原始主频不小于2.0吉赫兹；内存配置为不小于128吉字节的DDR4型内存，最大内存插槽总数不小于64；硬盘配置为2块600吉字节、10000转/分钟的串行连接SCSI硬盘。

无线通信基站的数据为1套，通过基于LTE技术的无线通信专网与1000套以内的移动控制终端进行数据、指令交互；无线通信基站采用1.8吉赫兹频段的TD-LTE型、230兆赫兹频段的LTE230型无线通信基站设备。具体选型的差别如下：

当主站***的无线通信基站采用1.8吉赫兹频段的TD-LTE型无线通信基站设备时，采用室内基带处理单元（Base Band Unit，BBU）+射频拉远单元（Remote Raido Unit，RPU）分布式架构，支持的频段为1785至1805兆赫兹，子载波间隔为15千赫兹，基站需支持1.4兆赫兹、3兆赫兹、5兆赫兹、10兆赫兹和20兆赫兹的工作带宽。无线通信基站单通道正常工作发射功率最大不低于12瓦（36通道配置）或20瓦（18通道），并支持以1dB的颗粒度调整发射功率。

当主站***的无线通信基站采用230兆赫兹频段的LTE230型无线通信基站设备时，采用室内基带处理单元（Base Band Unit，BBU）+射频拉远模块（Remote Raido Unit，RPU）分布式架构，支持的频段为223.025至235兆赫兹，频率间隔为25千赫兹。无线通信基站单通道正常工作发射功率最大不低于6瓦。

交换机部署在电网信息中心机房内，配置有24个10/100/1000兆字节自适应电口，交换容量不小于150兆位/秒，二、三层包转发能力不小于95兆位/秒；交换机通过电力综合数据网与数据库服务器、目录服务器、应用服务器连接；

在本实施中，主站***与移动控制终端之间的数据交互关系、扩展接口符合Q/CSG1204022-2017《电力无线专网技术规范》的规定，主站***与移动控制终端之间的数据交互关系、扩展接口符合Q/CSG1204016.2《中国南方电网有限责任公司数据网络技术规范 第2部分 综合数据网络技术要求》、Q/CSG 1204012《中国南方电网有限责任公司通信网络生产应用接口技术规范》的规定，移动控制终端与智能安全帽之间的数据交互关系、扩展接口符合YD/T 1760《数字移动终端***接口数据交换技术要求》的规定。

主站***的主要性能指标符合GB/T 16260.2《软件工程 产品质量 第2部分：内部质量》、GB/T 16260.3《软件工程 产品质量 第3部分：外部质量》、Q/CSG1204016.3《中国南方电网有限责任公司数据网络技术规范 第3部分 数据网络设备技术要求》的规定，移动控制终端的主要功能、性能指标符合GB/T 36481《信息技术 场景记录仪通用规范》的规定，智能安全帽的主要安全性能指标符合GB 2811-2017《安全帽》的规定。主站***、移动控制终端的安全功能要求符合GB/T 20271《信息安全技术 信息***通用安全技术要求》的规定，移动控制终端的安全功能要求符合GB/T 35278《信息安全技术 移动终端安全保护技术要求》的规定。

在具体安装部署过程中，首先将交换机、数据库服务器、目录服务器、应用服务器、无线通信基站部署在省级电网信息中心机房内的屏柜内，应用服务器的数量是2套，交换机、数据库服务器、目录服务器、无线通信基站的数量是有且仅有一套。其次，将无线通信基站部署在省级电网应急指挥中心通信机房屏柜内，经身份鉴别、数据加密后远程归集移动控制终端采集的数据，并进行远程监控。再次，根据管控需要，将移动控制终端、智能安全帽搭配应用于电力作业现场（输电、变电、配电和基建领域），采集作业现场视频信息，并将数据上传至主站***。再次，现场作业人员将智能安全帽携带至变电站设备区域内，采集作业现场视频信息，并将数据上传输移动控制终端。最后，移动控制终端通过与主站***的信息交互，对作业现场全过程风险管控视频信息进行归集、统计、分析后传输信息给智能安全帽展示告警信息，并按照Q/CSG 210001《中国南方电网有限责任公司安全生产风险管理工作规定》的要求，移动控制终端为广西电网相关***人员提供作业现场视频图像远程监督、违章/风险管理管控功能。

***人员登录主站***，查看作业现场视频信息，确认作业现场是否存在安全风险和违章行为，尤其在大型试验作业、重要活动及特殊时段保供电工作等，人员到达现场能够利用移动控制终端记录各项安全措施落实情况，并实时回传主站***。具体，***人员通过***监控辖区所有现场作业人员的图像或视频、语音信息，实现作业监管及安全措施双到位，防止现场作业脱离监管范围。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于，包括主站***、移动控制终端、智能安全帽；所述主站***通过移动控制终端与智能安全帽连接；

所述智能安全帽、移动控制终端均部署在作业现场，并在电网***部门所辖不同作业现场之间转移应用，所述智能安全帽用于采集电力作业现场的图像、语音实时信息，并将采集到的电力作业现场的图像、语音实时信息传输至移动控制终端；所述移动控制终端对智能安全帽采集的视频、图像、语音信息进行汇集，并上传主站***；所述主站***部署在电网信息中心机房中，所述主站***用于收集从移动控制终端传输的电力作业现场的图像、语音实时信息，并判断作业现场是否安全，所述主站***将作业现场的判断信息传输至移动控制终端，所述移动控制终端根据主站***传输的作业现场信息控制智能安全帽是否进行告警展示。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于：所述主站***包括交换机、数据库服务器、目录服务器、应用服务器、无线通信基站；

所述交换机部署在省级电网应急指挥中心信息机房内，所述交换机分别与数据库服务器、目录服务器、应用服务器、智能安全帽连接，用于实现数据库服务器、目录服务器、应用服务器之间进行数据交互，并接收智能安全帽回传的电力作业现场的图像、语音实时信息，且传输智能安全帽回传的电力作业现场的图像、语音实时信息至数据库服务器；

所述数据库服务器部署在省级电网信息中心的信息机房内，用于采集和存储交换机传输的电力作业现场的图像、语音实时信息，为应用服务器提供数据服务；

所述目录服务器部署在省级电网信息中心的信息机房内，用于存储省级电网应急指挥中心所辖不同作业现场的作业计划、工作票、人员资质、人员权限信息，以及固定终端的视角、方位、焦距、光圈、景深设置参数，并为应用服务器提供数据服务；

所述应用服务器部署在省级电网信息中心的信息机房内，根据数据库服务器、目录服务器提供的数据服务信息，进一步集中监控、管理智能安全帽；

所述无线通信基站部署在省级电网信息中心的信息机房内，通过基于LTE技术的无线通信专网与智能安全帽进行数据、指令交互；

所述应用服务器分别与交换机、数据库服务器、目录服务器、无线通信基站通过光纤连接，所述数据库服务器、目录服务器分别与交换机通过光纤连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于：所述交换机配置有自适应电口。

4.根据权利要求2所述的一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于：所述数据库服务器、目录服务器、应用服务器分别配置有CPU。

5.根据权利要求2所述的一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于：所述无线通信基站选用LTE230型无线通信基站设备。

6.根据权利要求1所述的一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于：所述移动控制终端采用DenverⅡ A57架构的6核处理器作为主控芯片，所述移动控制终端搭载有无线通信终端，所述无线通信终端采用CPE型或者嵌入式CPE型无线通信终端，并与智能安全帽进行数据交换；所述主控芯片以Tegra Parker为核心。

7.根据权利要求1所述的一种基于智能安全帽的电力作业可视化监督***，其特征在于： 所述智能安全帽采用XY-PQ620型智能安全帽。

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