一种变电站安全区域越限检测方法及装置与流程

本申请涉及变电站安全监控技术领域，尤其涉及一种变电站安全区域越限检测方法及装置。

背景技术：

随着国家对供电可靠性的要求越来越高，变电站日常巡检工作变得越来越重要。变电站作为特殊的生产单位，具有大量高带电性设备，现场作业人员靠近带电设备、误触带电设备都可能对人身及设备造成不可弥补的伤害。为了确保现场作业人员的人身安全，防止因个人疏忽大意违反安全规定条例而造成安全生产事故，电力行业制定了一系列的安全规程、操作规范和警戒措施，来指导现场作业。

由于警戒措施较安全规定条例更直观醒目，所以目前变电站普遍设置警戒措施保护现场作业人员，其中划线方式得到普遍应用。技术人员测量计算出带电设备周围的非安全范围，通过划线的方式示意出非安全区域，从而相对示意出安全区域，对现场作业人员起到警示作用。但是如果作业人员越过安全区域，划线方式本身不能及时主动提醒作业人员返回安全区域，在现场混乱的情况下，作业人员容易越过划线发生危险。

由于摄像头监控方法较划线方法具有主动提醒的功能，为了进一步保证现场作业人员的安全，变电站还通过摄像头监控的方式警戒现场作业人员。将摄像头安装在变电站的适当位置，对变电站进行分区监控，如果现场作业人员越过安全区域，监控人员将主动对其进行提醒。但是现阶段变电站安全区域及非安全区域多数是不规则的几何形状，摄像头监控区域无法完整覆盖安全区域进行监控，而且相近带电设备之间存在遮挡，会造成监控死角，降低对非安全区域的监控的准确度。

技术实现要素：

本申请提供一种变电站安全区域越限检测方法及装置，以解决现有安全区域监控不准确的问题。

一方面，本申请提供了一种变电站安全区域越限检测方法，该方法包括：

以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；

按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；

根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；

按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；

按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；

根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；

建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；

根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；

根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；

判断所述累加值是否为奇数；

如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；

如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。

可选地，所述二维坐标系的坐标轴方向分别与所述原点所在的经纬线方向重合。

可选地，所述累加计算公式为

sum＝(((xj1-xs)^²+(yj1-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)+

(((xj2-xs)＾²+(yj2-ys)＾²)＞((xp-xs)＾²+(yp-ys)＾²)？0:1)+

……

(((xjn-xs)＾²+(yjn-ys)^²)＞((xp-xs)＾²+(yp-ys)＾²)？0:1)；

其中，sum为累加值，(xj1，yj1)，(xj2，yj2)，……(xjn，yjn)依次为各所述交叉点平面坐标，(xs，ys)为所述检测点平面坐标，(xp，yp)为所述作业人员当前位置平面坐标。

可选地，所述检测点平面坐标为(0,0)；

所述累加计算公式为

sum＝((xj1^²+yj1^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)+

((xj2^²+yj2^²)＞(xp＾²+yp＾²)？0：1)+

……

((xjn^²+yjn^²)＞(xp^²+yp^²)？0：1)。

可选地，所述确定所述作业人员在非安全区域内之后，所述方法还包括：

发出警报信息。

另一方面，本申请还提供了一种变电站安全区域越限检测装置，改装置包括：

建标单元，用于以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；

顶点坐标获取单元，用于按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；

顶点坐标生成单元，用于根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；

直线边界方程建立单元，用于按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；

作业人员当前位置获取单元，用于按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；

作业人员当前位置生成单元，用于根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；

直线检测方程建立单元，用于建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；

线性交叉计算单元，用于根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；

累加计算单元，用于根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；

判断单元，用于判断所述累加值是否为奇数；如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。

可选地，所述建标单元，还用于根据所述原点所在的经纬线方向，建立坐标轴方向与所述原点所在的经纬线方向重合的所述二维坐标系。

可选地，所述累加计算单元中的所述累加计算公式为

sum＝(((xj1-xs)^²+(yj1-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0：1)+

(((xj2-xs)^²+(yj2-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)+

……

(((xjn-xs)^²+(yjn-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0：1)；

其中，sum为累加值，(xj1，yj1)，(xj2，yj2)，……(xjn，yjn)依次为各所述交叉点平面坐标，(xs，ys)为所述检测点平面坐标，(xp，yp)为所述作业人员当前位置平面坐标。

可选地，所述累加计算单元中的所述累加计算公式中，所述检测点平面坐标为(0,0)；

所述累加计算公式为

sum＝((xj1^²+yj1^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)+

((xj2^²+yj2^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)+

……

((xjn^²+yjn^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)。

可选地，所述装置还包括：

警报单元，用于所述确定所述作业人员在非安全区域内之后，发出警报信息。

由以上技术可知，本申请提供一种变电站安全区域越限检测方法及装置，以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；判断所述累加值是否为奇数；如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。本申请实施例提供的方法及装置，能够根据平面坐标信息，准确定位变电站的非安全区域形状，同时快速获取作业人员不断变化的当前位置，并且根据线性交叉公式及累加计算公式，迅速判断出作业人员是否处于非安全区域内。获取作业人员当前位置信息不受变电站中各带电设备之间遮挡的影响，获取的非安全区域顶点信息能够体现完整不规则几何形状的变电站非安全区域，从而令监控没有死角，有效提高对非安全区域监控的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种变电站安全区域越限检测方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种变电站安全区域越限检测装置的结构图。

图示说明：

其中：1-建标单元，2-顶点坐标获取单元，3-顶点坐标生成单元，4-直线边界方程建立单元，5-作业人员当前位置获取单元，6-作业人员当前位置生成单元，7-直线检测方程建立单元，8-线性交叉计算单元，9-累加计算单元，10-判断单元，11-警报单元。

具体实施方式

参见图1，为本申请实施例提供的一种变电站安全区域越限检测方法的流程图。所述方法包括：

步骤101，以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；

步骤102，按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；

步骤103，根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；

将所述原点的平面坐标定为(0,0)，根据原点的平面坐标及原点本身的经纬坐标得到两者在所述二维坐标系中的对应换算方法，通过所述对应换算方法，将获取到的所述顶点经纬坐标换算生成对应的所述顶点平面坐标。

优选地，以变电站相邻两条边界的交点为原点，建立二维坐标系，能够保证变电站所有的非安全区域均位于所述二维坐标系的同一个象限内。

优选地，所述象限选择第一象限，令全部所述顶点平面坐标中的x、y值均为正数，省略在使用所述对应换算方法进行换算时，由于x、y值为负数时产生的多余换算步骤，如先将负数标记为正数之后才能继续进行计算，大大缩短换算时间，从而提高定位换算效率，保证监控的时效性。

步骤104，按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；

按照顺时针或者逆时针的顺序依次将两个相邻所述顶点平面坐标建立所述直线边界方程，令全部所述直线边界方程所表示的直线能够形成一个完整而封闭的变电站非安全区域。

步骤105，按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；

步骤106，根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；

步骤107，建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；

步骤108，根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；

步骤109，根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；

步骤110，判断所述累加值是否为奇数；

如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；

如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。

如果还有其他变电站非安全区域，重复执行步骤102～步骤110。

由以上技术方案可知，本申请提供一种变电站安全区域越限检测方法，以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；判断所述累加值是否为奇数；如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。本申请实施例提供的方法及装置，能够根据平面坐标信息，准确定位变电站的非安全区域形状，同时快速获取作业人员不断变化的当前位置，并且根据线性交叉公式及累加计算公式，迅速判断出作业人员是否处于非安全区域内。获取作业人员当前位置信息不受变电站中各带电设备之间遮挡的影响，获取的非安全区域顶点信息能够体现完整不规则几何形状的变电站非安全区域，从而令监控没有死角，有效提高对非安全区域监控的准确度。

可选地，在步骤101中，所述二维坐标系的坐标轴方向分别与所述原点所在的经纬线方向重合。排除所述二维坐标系的坐标轴方向与所述原点所在的经纬线方面之间存在夹角，如果存在所述夹角，则在使用对应换算方法之前，需要先根据正弦或者余弦公式将经纬坐标系换算成所述二维坐标系，再使用所述对应换算方法将获取到的所述顶点经纬坐标换算生成对应的所述顶点平面坐标。大大缩短换算时间，从而提高定位换算效率，保证监控的时效性。

可选地，所述累加计算公式为

sum＝(((xj1-xs)^²+(yj1-ys)²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)+

(((xj2-xs)^²+(yj2-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)+

……

(((xjn-xs)^²+(yjn-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)；

其中，sum为累加值，(xj1，yj1)，(xj2，yj2)，……(xjn，yjn)依次为各所述交叉点平面坐标，(xs，ys)为所述检测点平面坐标，(xp，yp)为所述作业人员当前位置平面坐标。

依次将所述交叉点平面坐标的横坐标与所述检测点平面坐标的横坐标做差，得到交叉点横坐标差值；依次将所述交叉点平面坐标的纵坐标与所述检测点平面坐标的纵坐标做差，得到交叉点纵坐标差值；依次将所述作业人员当前位置平面坐标的横坐标与所述检测点平面坐标的横坐标做差，得到作业人员横坐标差值；依次将所述作业人员当前位置平面坐标的纵坐标与所述检测点平面坐标的纵坐标做差，得到作业人员纵坐标差值。依次将获得的所述交叉点横坐标差值的平方与所述交叉点纵坐标差值的平方相加，得到交叉点坐标差值平方值；依次将获得的所述作业人员横坐标差值的平方与所述作业人员纵坐标差值的平方相加，得到作业人员坐标差值平方值。依次将所述交叉点坐标差值平方值与所述作业人员坐标差值平方值比较大小，并得出判断值；如果所述交叉点坐标差值平方值大于所述作业人员坐标差值平方值，则判断值为0；如果所述交叉点坐标差值平方值小于所述作业人员坐标差值平方值，则判断值为1；依次将得到的所述判断值做累加计算，得到所述累加值。

可选地，所述检测点平面坐标为(0,0)；

所述累加计算公式为

sum＝((xj1^²+yj1^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)+

((xj2^²+yj2^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)+

……

((xjn^²+yjn^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)。

依次将所述交叉点平面坐标的横坐标与所述检测点平面坐标的横坐标做差，得到交叉点横坐标差值；依次将所述交叉点平面坐标的纵坐标与所述检测点平面坐标的纵坐标做差，得到交叉点纵坐标差值；依次将所述作业人员当前位置平面坐标的横坐标与所述检测点平面坐标的横坐标做差，得到作业人员横坐标差值；依次将所述作业人员当前位置平面坐标的纵坐标与所述检测点平面坐标的纵坐标做差，得到作业人员纵坐标差值。因为所述检测点平面坐标的横纵坐标值均为0，所以所述交叉点横坐标差值即为所述交叉点平面坐标的横坐标值，所述交叉点纵坐标差值即为所述交叉点平面坐标的纵坐标值，所述作业人员横坐标差值即为所述作业人员当前位置平面坐标的横坐标值，所述作业人员纵坐标差值即为所述作业人员当前位置平面坐标的纵坐标值。依次将获得的所述交叉点平面坐标的横坐标值的平方与所述交叉点平面坐标的纵坐标值的平方相加，得到交叉点坐标差值平方值；依次将获得的所述作业人员当前位置平面坐标的横坐标值的平方与所述作业人员当前位置平面坐标的纵坐标值的平方相加，得到作业人员坐标差值平方值。依次将所述交叉点坐标差值平方值与所述作业人员坐标差值平方值比较大小，并得出判断值；如果所述交叉点坐标差值平方值大于所述作业人员坐标差值平方值，则判断值为0；如果所述交叉点坐标差值平方值小于所述作业人员坐标差值平方值，则判断值为1；依次将得到的所述判断值做累加计算，得到所述累加值。所述检测点平面坐标采用(0,0)，可以省略做差计算步骤，大大节省运用所述累加计算公式计算的时间，提高运算效率，从而提高判断所述作业人员是否在非安全区域内的速度。

可选地，所述确定所述作业人员在非安全区域内之后，所述方法还包括：发出警报信息。

所述作业人员进入非安全区域内时，将会得到警报信息，所述警报信息可以为警报声音、警示灯光、警示射线等。能够更主动、直观的提示作业人员，及时有效的防止所述作业人员进入非安全区域内。

参见图2，为本申请实施例提供的一种变电站安全区域越限检测装置的结构图，该装置包括：

建标单元1，用于以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；

顶点坐标获取单元2，用于按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；

顶点坐标生成单元3，用于根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；

直线边界方程建立单元4，用于按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；

作业人员当前位置获取单元5，用于按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；

作业人员当前位置生成单元6，用于根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；

直线检测方程建立单元7，用于建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；

线性交叉计算单元8，用于根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；

累加计算单元9，用于根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；

判断单元10，用于判断所述累加值是否为奇数；如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。

可选地，所述建标单元1，还用于根据所述原点所在的经纬线方向，建立坐标轴方向与所述原点所在的经纬线方向重合的所述二维坐标系。

可选地，所述累加计算单元9中的所述累加计算公式为

sum＝(((xj1-xs)＾²+(yj1-ys)＾²)＞((xp-xs)＾²+(yp-ys)^²)？0：1)+

(((xj2-xs)^²+(yj2-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)+

……

(((xjn-xs)^²+(yjn-ys)^²)＞((xp-xs)^²+(yp-ys)^²)？0:1)；

其中，sum为累加值，(xj1，yj1)，(xj2，yj2)，……(xjn，yjn)依次为各所述交叉点平面坐标，(xs，ys)为所述检测点平面坐标，(xp，yp)为所述作业人员当前位置平面坐标。

可选地，所述累加计算单元9中的所述累加计算公式中，所述检测点平面坐标为(0,0)；

所述累加计算公式为

sum＝((xj1^²+yj1^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)+

((xj2^²+yj2^²)＞(xp^²+yp^²)？0：1)+

……

((xjn^²+yjn^²)＞(xp^²+yp^²)？0:1)。

可选地，所述装置还包括：

警报单元11，用于所述确定所述作业人员在非安全区域内之后，发出警报信息。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种变电站区域越限检测装置，包括：建标单元1，顶点坐标获取单元2，顶点坐标生成单元3，直线边界方程建立单元4，作业人员当前位置获取单元5，作业人员当前位置生成单元6，直线检测方程建立单元7，线性交叉计算单元8，累加计算单元9和判断单元10。以变电站非安全区域内任意一点为原点，建立二维坐标系，所述二维坐标系所在的平面平行于水平面；按照经纬度信息，获取变电站非安全区域形状的顶点经纬坐标；根据所述二维坐标系，生成所述顶点经纬坐标对应的顶点平面坐标；按照预置非安全区域形状顶点邻接关系，依次建立相邻两个所述顶点平面坐标的直线边界方程，得到非安全区域方程组；按照经纬度信息，获取作业人员当前位置经纬坐标；根据所述二维坐标系，生成所述作业人员当前位置经纬坐标对应的作业人员当前位置平面坐标；建立所述作业人员当前位置平面坐标与所述二维坐标系中任意一检测点平面坐标的直线检测方程；根据线性交叉计算公式，分别联合计算所述直线检测方程与所述非安全区域方程组内的所述直线边界方程，得到若干交叉点平面坐标；根据累加计算公式，分别计算全部所述交叉点平面坐标与所述检测点平面坐标及所述作业人员当前位置平面坐标，得到累加值；判断所述累加值是否为奇数；如果判断结果为是，则确定所述作业人员在非安全区域内；如果判断结果为否，则确定所述作业人员在安全区域内。本申请实施例提供的方法及装置，能够根据平面坐标信息，准确定位变电站的非安全区域形状，同时快速获取作业人员不断变化的当前位置，并且根据线性交叉公式及累加计算公式，迅速判断出作业人员是否处于非安全区域内。获取作业人员当前位置信息不受变电站中各带电设备之间遮挡的影响，获取的非安全区域顶点信息能够体现完整不规则几何形状的变电站非安全区域，从而令监控没有死角，有效提高对非安全区域监控的准确度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。