一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法及系统

技术领域

本发明属于电力作业安全防护技术领域，具体涉及一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法及系统。

背景技术

实施电力运维作业应当遵循相关电气设备上工作安全保证的制度措施，不同电压等级带电作业或与带电设备的距离需保持相应的安全距离，以确保运维人员的人身安全。而在复杂的环境下，运维人员误入带电区域或误攀带电塔基引发的安全事故令人触目惊心。因此，有必要对运维人员靠近带电设备进行安全提醒。

由于电力运维人员难免会在工作中接近带电设备，使其可能处在较为危险的环境中，而高电场环境会对人体造成潜在的危害。因此，为了避免出现触电事故并降低高电场环境对人体的危害，现有技术中采用佩戴可穿戴式近电告警装置的方式，对运维人员周围电场进行实时测量并在电场过高时发出报警信号，从而防止工作人员由于误入带电区域可能发生的安全事故。然而，可穿戴式的近电告警装置虽然能够为运维人员提供一定的安全提醒作用，但是该种方式仍然是一种较为被动的提醒，长期来看，并不能根本解决运维人员误入带电区域的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法及系统，用于为电力现场运维人员进行作业时，对误入带电区域的状态进行更为主动的提醒。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法，包括如下步骤：

根据作业区域内各带电设备的位置和对应的安全防护距离建立初始近电预警区域，初始近电预警区域的边界范围不小于满足安全防护距离时运维人员距离带电设备最近的边界范围；

获取关于各带电设备的历史运维作业信息，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，得到不同等级的近电预警区域；

获取关于各带电设备的历史近电告警信息，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，得到修正后的近电预警区域；

接收当前运维人员的可穿戴式近电告警装置的实时位置信息和电场强度信息，并关联当前运维人员的运维作业项目；

根据所关联的运维作业项目确定相关联的带电设备，并根据所关联的带电设备确定对应的近电预警区域；

基于所确定的近电预警区域的等级，根据实时位置信息向需要进行近电预警的区域内的可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号，以便可穿戴式近电告警装置根据近电预警信号和近电告警信号为运维人员提供主动防护，近电告警信号由电场强度信息生成。

进一步的，历史运维作业信息具体包括：

历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量。

进一步的，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，具体包括：

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均超过对应阈值，则划分为一级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长或作业数量超过对应阈值，则划分为二级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均未超过对应阈值，则划分为三级近电预警区域。

进一步的，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，具体包括：

统计各个近电预警区域内的历史近电告警数量；

筛选出历史近电告警数量超过对应阈值的近电预警区域，并将剩下的区域均划分为三级近电预警区域；

计算所筛选的区域的近电告警率，并筛选出近电告警率超过对应阈值的近电预警区域，划分为一级近电预警区域，剩下的区域均划分为二级近电预警区域。

进一步的，还包括基于近电预警信号对初始近电预警区域的边界范围和安全防护距离进行更新，具体为：

获取可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号时的实时电场强度；

判断实时电场强度是否不小于告警电场强度，若是，则将实时电场强度转换为更新距离，并将更新距离作为新的安全防护距离，告警电场强度由安全防护距离得到；

基于新的安全防护距离对初始近电预警区域的边界范围进行更新。

第二方面，本发明提供了一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警系统，包括：

预警区域建立单元，用于根据作业区域内各带电设备的位置和对应的安全防护距离建立初始近电预警区域，初始近电预警区域的边界范围不小于满足安全防护距离时运维人员距离带电设备最近的边界范围；

等级划分单元，用于获取关于各带电设备的历史运维作业信息，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，得到不同等级的近电预警区域；

等级修正单元，用于获取关于各带电设备的历史近电告警信息，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，得到修正后的近电预警区域；

信息获取单元，用于接收当前运维人员的可穿戴式近电告警装置的实时位置信息和电场强度信息，并关联当前运维人员的运维作业项目；

预警区域确定单元，用于根据所关联的运维作业项目确定相关联的带电设备，并根据所关联的带电设备确定对应的近电预警区域；

预警单元，用于基于所确定的近电预警区域的等级，根据实时位置信息向需要进行近电预警的区域内的可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号，以便可穿戴式近电告警装置根据近电预警信号和近电告警信号为运维人员提供主动防护，近电告警信号由电场强度信息生成。

进一步的，在等级划分单元中，历史运维作业信息具体包括：

历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量。

进一步的，在等级划分单元中，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，具体包括：

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均超过对应阈值，则划分为一级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长或作业数量超过对应阈值，则划分为二级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均未超过对应阈值，则划分为三级近电预警区域。

进一步的，在等级修正单元，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，具体包括：

统计各个近电预警区域内的历史近电告警数量；

筛选出历史近电告警数量超过对应阈值的近电预警区域，并将剩下的区域均划分为三级近电预警区域；

计算所筛选的区域的近电告警率，并筛选出近电告警率超过对应阈值的近电预警区域，划分为一级近电预警区域，剩下的区域均划分为二级近电预警区域。

进一步的，还包括基于近电预警信号对初始近电预警区域的边界范围和安全防护距离进行更新，具体为：

获取可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号时的实时电场强度；

判断实时电场强度是否不小于告警电场强度，若是，则将实时电场强度转换为更新距离，并将更新距离作为新的安全防护距离，告警电场强度由安全防护距离得到；

基于新的安全防护距离对初始近电预警区域的边界范围进行更新。

综上，本发明提供了一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法及系统，首先通过作业规范要求的安全防护距离要求划定初始的近电预警区域，然后分别根据历史的运维作业信息和近电告警信息确定不同近电预警区域的预警等级。基于当前运维人员的运维作业项目以及相应的近电预警区域等级，进一步通过联合可穿戴式近电告警装置，获取当前实时位置信息，为需要进行预警区域的运维人员提供近电预警提醒。本发明在现有可穿戴式近电告警装置实现近电告警的基础上，综合考虑各带电体附近的历史近电告警情况以及运维人员的作业安全要求，通过合理划定近电预警区域，为该区域内的运维人员主动提供及时、有效的预警信号。本发明不仅能够为每次运维作业提供双重防护提醒，同时，基于预警提醒机制，能够有效减少运维人员误入带电区域的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法的流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法，包括如下步骤：

S1：根据作业区域内各带电设备的位置和对应的安全防护距离建立初始近电预警区域，初始近电预警区域的边界范围不小于满足安全防护距离时运维人员距离带电设备最近的边界范围。

带电作业的安全防护距离是指作业人员在带电设备周围进行操作时，不得靠近设备所必须保持的最小距离。带电作业安全距离的大小取决于电压等级和设备类型等因素。

电力设备的电压等级越高，其电场强度也越大，因此在带电作业时需要保持的安全距离也越大。根据电力安规规定，进行地电位带电作业时，人身与带电体间的安全距离不得小于表1的规定。35kV及以下的带电设备，不能满足表1规定的最小安全距离时，应采取可靠的绝缘隔离措施。

表1 带电作业时人身与带电体的安全距离

需要说明的是，上述安全距离仅为进行地电位带电作业时的示例，不同作业场景下安全距离的确定具体应根据现场的情况以及相应安规确定。根据电力安规所规定的安全距离，在其基础上增加适当距离作为近电预警区域的边界距离。

S2：获取关于各带电设备的历史运维作业信息，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，得到不同等级的近电预警区域。

对某个带电设备进行具体检修作业，必须保证与邻近带电体的安全距离。初始近电预警区域的划分是根据安全距离所确定的一个预警范围，在该预警范围内及时发出预警提醒能够有效降低作业过程中误入邻近带电体带电区域的情况。

然而，由于现场作业环境复杂，不同带电体的电压等级不同，对运维作业人员的危险程度也不相同。因此，本实施例中基于历史运维作业信息，对各个带电体的初始近电预警区域划分等级，对于作业较为频繁的区域，则需要对应提高预警的等级。

S3：获取关于各带电设备的历史近电告警信息，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，得到修正后的近电预警区域。

前述步骤中，已对近电预警区域进行了初始划分，然而基于当前所划分的等级，对其中某一等级区域进行近电预警提醒时，可能存在遗漏的情况。例如某个区域作业虽然不频繁，但是发生过若干次近电告警的情况。可见，该区域实际上也需要进行近电预警，以避免达到近电告警的情况。

S4：接收当前运维人员的可穿戴式近电告警装置的实时位置信息和电场强度信息，并关联当前运维人员的运维作业项目。

可穿戴式近电告警装置进行电场测量可分为光学法和电学法，其中电学法包括近年来发展起来的基于MEMS技术的微型传感器。

本实施例中的可穿戴式近电告警装置可以为基于MEMS技术的近电告警装置，该装置的测量原理是静电感应，传感器芯片主要由一个静电梳齿驱动的谐振器、感应单元、双折梁以及偏置电极构成，工作时屏蔽电极相对于感应电极做周期振动，造成感应电极上的感应电荷做周期性变化，根据关系推到获得外电场强度。

电力设备和工作人员之间，电场强度随着间隔距离的增加呈现递减的趋势。因此，可以通过空间的电场信号得到工作人员与电力设备的距离。将此时得到的距离信息作为实时位置信息的一部分。

另外，为了覆盖更为全面的作业场景。本实施例中的可穿戴式近电告警装置还采用气压传感器，基于气压、温度与高度关系获取高度信息。将高度信息和前述的距离信息作为实时位置信息的内容。

S5：根据所关联的运维作业项目确定相关联的带电设备，并根据所关联的带电设备确定对应的近电预警区域。

S6：基于所确定的近电预警区域的等级，根据实时位置信息向需要进行近电预警的区域内的可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号，以便可穿戴式近电告警装置根据近电预警信号和近电告警信号为运维人员提供主动防护，近电告警信号由电场强度信息生成。

本实施例提供一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法，首先通过作业规范要求的安全防护距离要求划定初始的近电预警区域，然后分别根据历史的运维作业信息和近电告警信息确定不同近电预警区域的预警等级。基于当前运维人员的运维作业项目以及相应的近电预警区域等级，进一步通过联合可穿戴式近电告警装置，获取当前实时位置信息，为需要进行预警区域的运维人员提供近电预警提醒。本发明在现有可穿戴式近电告警装置实现近电告警的基础上，综合考虑各带电体附近的历史近电告警情况以及运维人员的作业安全要求，通过合理划定近电预警区域，为该区域内的运维人员主动提供及时、有效的预警信号。本发明不仅能够为每次运维作业提供双重防护提醒，同时，基于预警提醒机制，能够有效减少运维人员误入带电区域的情况。

在本发明的一个实施例中，历史运维作业信息具体包括：历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量。

基于前述实施例中的历史运维作业信息，在本发明的进一步实施例中，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，具体包括：

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均超过对应阈值，则划分为一级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长或作业数量超过对应阈值，则划分为二级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均未超过对应阈值，则划分为三级近电预警区域。

在本发明的进一步实施例中，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，具体包括：

统计各个近电预警区域内的历史近电告警数量；

筛选出历史近电告警数量超过对应阈值的近电预警区域，并将剩下的区域均划分为三级近电预警区域；

计算所筛选的区域的近电告警率，并筛选出近电告警率超过对应阈值的近电预警区域，划分为一级近电预警区域，剩下的区域均划分为二级近电预警区域。

另外，在本发明的一个实施例中，还包括基于近电预警信号对初始近电预警区域的边界范围和安全防护距离进行更新，具体为：

获取可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号时的实时电场强度；

判断实时电场强度是否不小于告警电场强度，若是，则将实时电场强度转换为更新距离，并将更新距离作为新的安全防护距离，告警电场强度由安全防护距离得到；

基于新的安全防护距离对初始近电预警区域的边界范围进行更新。

可以理解的是，当前基于可穿戴式近电告警装置的预警和告警提醒机制下，所获取的预警信息和告警信息仍需被采集，以优化预警区域的划分。

以上是对本发明的一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警方法的实施例进行的详细介绍，以下将对本发明的一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警系统的实施例进行详细的介绍。

本实施例提供一种基于可穿戴式近电告警装置的近电告警系统，包括：

预警区域建立单元，用于根据作业区域内各带电设备的位置和对应的安全防护距离建立初始近电预警区域，初始近电预警区域的边界范围不小于满足安全防护距离时运维人员距离带电设备最近的边界范围；

等级划分单元，用于获取关于各带电设备的历史运维作业信息，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，得到不同等级的近电预警区域；

等级修正单元，用于获取关于各带电设备的历史近电告警信息，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，得到修正后的近电预警区域；

信息获取单元，用于接收当前运维人员的可穿戴式近电告警装置的实时位置信息和电场强度信息，并关联当前运维人员的运维作业项目；

预警区域确定单元，用于根据所关联的运维作业项目确定相关联的带电设备，并根据所关联的带电设备确定对应的近电预警区域；

预警单元，用于基于所确定的近电预警区域的等级，根据实时位置信息向需要进行近电预警的区域内的可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号，以便可穿戴式近电告警装置根据近电预警信号和近电告警信号为运维人员提供主动防护，近电告警信号由电场强度信息生成。

进一步的，在等级划分单元中，历史运维作业信息具体包括：

历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量。

进一步的，在等级划分单元中，基于历史运维作业信息对各个初始近电预警区域进行划分，具体包括：

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均超过对应阈值，则划分为一级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长或作业数量超过对应阈值，则划分为二级近电预警区域；

若初始近电预警区域内的历史运维作业项目的平均作业时长和作业数量均未超过对应阈值，则划分为三级近电预警区域。

进一步的，在等级修正单元，基于历史近电告警信息对近电预警区域的等级进行修正，具体包括：

统计各个近电预警区域内的历史近电告警数量；

筛选出历史近电告警数量超过对应阈值的近电预警区域，并将剩下的区域均划分为三级近电预警区域；

计算所筛选的区域的近电告警率，并筛选出近电告警率超过对应阈值的近电预警区域，划分为一级近电预警区域，剩下的区域均划分为二级近电预警区域。

进一步的，还包括基于近电预警信号对初始近电预警区域的边界范围和安全防护距离进行更新，具体为：

获取可穿戴式近电告警装置发出近电预警信号时的实时电场强度；

判断实时电场强度是否不小于告警电场强度，若是，则将实时电场强度转换为更新距离，并将更新距离作为新的安全防护距离，告警电场强度由安全防护距离得到；

基于新的安全防护距离对初始近电预警区域的边界范围进行更新。

需要说明的是，本实施例提供的近电告警系统用于实现前述实施例提供的近电告警方法，各单元的具体设置均以完整实现该方法为准，在此不再赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。