基于LED可见光的电力施工现场人员定位与作业安全管控系统的制作方法

本发明涉及电力施工安全管控技术领域，尤指一种基于led可见光的电力施工现场人员定位与作业安全管控系统。

背景技术：

电网公司作为一类身处高压、高危行业的企业，安全作业始终是放在首位的。安全作业除了高度重视之外，持续地提供并革新安全作业的保障技术、完善优化安全作业管理机制是关键所在。电网公司安全作业管理的主要环节是在全过程生产管理中对运行、检修、维护和技术改造各生产环节的安全管理。安全作业管理的主要任务是要保证人身安全、设备安全和运行安全。

现场作业安全管理主要是结合生产实际，根据运行检修情况所进行的安全管理活动。在现场作业中，运行维护、定期试验、设备消缺、运行与检修设备系统是否隔绝，安全措施是否完善，安全工器具的使用是否合理，劳保用品的配备是否符合《电业安全工作规程》要求。发现违章及时制止，对安全作业中的先进行为进行表扬、奖励等均属现场安全管理的范畴。

因此，如何提供一种电力施工现场人员定位与作业安全管控系统，避免无法准确定位现场施工人员、无法进行有效的全方位安全管控的问题，具有重大的现实需求。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种基于led可见光的电力施工现场人员定位与作业安全管控系统，可对进入作业现场的所有人员的进行全面的现场监控管理，最大限度确保电力施工现场人员的生命财产安全，且成本低，管控效率和水平高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于led可见光的电力施工现场人员定位与作业安全管控系统，包括：

led光源模块，led光源模块的照射范围覆盖电力施工现场的所有区域；

手持终端，包括用于识别led光源采集模块的led光源并对手持终端进行定位的led可见光定位模块、用于记录施工人员个人信息和作业信息的考勤模块；

云端服务器，用于收发、存储与分析处理led光源采集模块和手持终端的数据信息，并根据数据信息进行相应的预警响应控制；

声光报警模块，根据云端服务器的响应进行声光警报；

所述手持终端、声光报警模块通过互联网与云端服务器连接。

具体地，所述云端服务器包括：

重点区域虚拟围栏模块，通过led光源采集模块分布位置设定施工现场的重点作业区域，并设置对应手持终端中考勤模块的权限，所述重点区域虚拟围栏模块与声光报警装置控制连接；

现场人员管理模块，用于对施工现场作业人员的基本信息进行维护，包括现场作业人员的增加、修改、删除，查询；与手持终端中的考勤模块相互数据关联；

运动轨迹回放模块，用于收集储存施工人员持手持终端在led光源模块的覆盖区域中移动路线、途径地点、经过的时间、停留的时间，并进行电子场景回放。

具体地，还包括现场摄像机，所述现场摄像机的拍摄范围覆盖电力施工现场的所有区域，所述云服务器还包括关键位置摄像机联动模块，所述关键位置摄像机联动模块通过接收手持终端的定位信息，并激活对应区域现场摄像机进行实时拍摄或照相，视频图像通过显示界面显示。

具体地，所示手持终端还包括：

施工现场二维码识别模块，用于识别施工对象；

派工单分发模块，用于派工单的生成、承担及汇总统计；

施工任务控制功能模块，用于提供施工人员按照任务节点分阶段汇报作业进度；

地图导航模块，用于施工现场目的地的导航；

其中所述工现场二维码识别模块、派工单分发模块、施工任务控制功能模块均与云端服务器中现场人员管理模块数据关联。

具体地，所述云端服务器还包括用于对外界系统进行数据交互的数据交互模块。

具体地，还包括广播系统，所述广播系统与云平台服务器连接。

本发明的有益效果在于：本发明通过采用led光源模块作为作业人员手持设备的定位采集源，再过互联网将作业人员手持终端和云端服务器连接起来，通过手持终端将定位数据、作业数据、和人员数据上传到云端服务器，通过云端服务器进行智能计算和分析，并对异常施工作业行为进行警告，实时发送给手持终端，对进入作业现场的所有人员的进行全面的现场监控管理，最大限度确保电力施工现场人员的生命财产安全，从而实现提高作业的安全性，且成本低，管控效率和水平高。

附图说明

图1是本实施例的系统结构图；

图2是手持终端的app功能设计框图；

图3是云端服务器的设计图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。

请参阅图1-3所示，本发明公开一种基于led可见光的电力施工现场人员定位与作业安全管控系统，包括：

led光源模块，led光源模块的照射范围覆盖电力施工现场的所有区域。

手持终端，包括用于识别led光源采集模块的led光源并对手持终端进行定位的led可见光定位模块、用于记录施工人员个人信息和作业信息的考勤模块；作业人员进入施工现场时，通过手持终端app中的led光源模块，使用手持终端的摄像头，识别施工现场部署的led光源模块中编码的信息，使用几何定位算法，根据多个led光源模块已知的位置推算手持设备的坐标，从而进行手持设备的自定位；为云端服务器提供施工区域现场人员的实时位置、人数、分布情况、移动轨迹等，是及时准确对工作区域内作业人员进行全方位跟踪的基础，为作业现场的安全管理工作提供可靠的基础数据来源；每个作业人员个人的信息、作业记录均记录在手持终端app中的考勤模块。

具体而言，对于坐标具体的几何定位算法，有两种，可根据应用的精度需求及手持设备硬件条件不同选用其中一种算法：

基本版质心定位算法：假设待定位的手持终端自身的位置坐标为（x0,y0），其通过摄像头识别出的n个led光源的位置坐标分别为（x1,y1）,（x2,y2）,…,（xn,yn），则x0=（x1+x2+…+xn）/n,y0=（y1+y2+…+yn）/n

扩展版加权质心定位算法：假设待定位的手持终端自身的位置坐标为（x0,y0），其通过摄像头识别出的n个led光源的位置坐标及接收光信号强度分别为（x1,y1,r1）,（x2,y2,r2）,…,（xn,yn,rn），则x0=（x1*r1+x2*r2+…+xn*rn）/n,y0=（y1*r1+y2*r2+…+yn*rn）/n

云端服务器，用于收发、存储与分析处理led光源采集模块和手持终端的数据信息，并根据数据信息进行相应的预警响应控制；包括

重点区域虚拟围栏模块，通过led光源采集模块分布位置设定施工现场的重点作业区域，并设置对应手持终端中考勤模块的权限，所述重点区域虚拟围栏模块与声光报警装置控制连接。作业管理人员可通过云端服务器设置重点作业区域，一种是可进入的重点区域，但限制特定进入人员及人员停留时间；一种是禁止进入的重点区域，如特高压区域。对于第一种情况，管理人员设定允许停留的人员数和时间，当非特定人员进入或停留时间超时系统发出告警信号，避免在非特定人员进入特定区域或超时停留可能引发的危险。对于第二种情况，管理人员可以自定义禁止区域的边界，当有人员越界后，实时发出越界告警信息,并触发声光警告模块，提醒走出重点区域，避免人员私自擅自闯入重点区域。

现场人员管理模块，用于对施工现场作业人员的基本信息进行维护，包括现场作业人员的增加、修改、删除，查询；与手持终端中的考勤模块相互数据关联；

运动轨迹回放模块，用于收集储存施工人员持手持终端在led光源模块的覆盖区域中移动路线、途径地点、经过的时间、停留的时间，并进行电子场景回放。

声光报警模块，声光报警模块接收到云端服务器的警报响应后，施工现场的声光报警模块会自动触发报警信息，提示现场施工人员注意，具体地监控中心的管理人员也可以通过广播系统，用语音提示现场作业人员注意安全。

所述手持终端、声光报警模块通过互联网与云端服务器连接。

具体地，还包括现场摄像机，所述现场摄像机的拍摄范围覆盖电力施工现场的所有区域，所述云服务器还包括关键位置摄像机联动模块，所述关键位置摄像机联动模块通过接收手持终端的定位信息，并激活对应区域现场摄像机进行实时拍摄或照相，视频图像通过显示界面显示。

具体地，所示手持终端还包括：

施工现场二维码识别模块，用于识别施工对象，用手持终端摄像头对当前的施工对象二维码图像进行拍摄，并进行二维码的识别，根据与云端服务器人员管理模块的关联验证结果，从而确定施工对象准确无误，避免误操作或越权作业；

派工单分发模块，可完成以下功能：a、生产计划者：每天都要及时、提前修订自己的施工作业计划并开具派工单，一般提前一个工作日或应急至少提前作业准备必要的时间；b、计划转为派工单，一方面自动传达，一方面自动核算工时，无需人工干预，通过云平台自动完成；c、派工单转到各个施工班组，形成重点通报或定向跟单。由下而上的每天向计划的拟订者汇报进度；d、派工单完成时，要写上完成时间，并回收，如此作为绩效考核的依据。从而在现场施工过程中降低人为协调和部门间的协调成本；

施工任务控制功能模块，现场施工人员可以通过手持终端查看所指派的施工任务及时间进度节点信息，例如某任务需要完成的最晚时间等，施工人员根据当前的作业进行情况，在作业的各个阶段性节点，在app上进行确认，以便于施工管理人员及时掌握所有施工任务的完成情况；

地图导航模块，施工人员点击“施工现场”界面后，地图上显示各施工现场的位置、待作业的施工任务和用户当前所在位置。施工人员根据自己接收的派工单，选择目标施工现场后，显示到达站点的距离、平均车速、预计到达时间等。施工人员可以直接点击“出发”，模块将开始为施工人员提供实时导航功能，指导施工人员及时准确到达其指派的施工现场，这里使用简单的线性规划找出最优路径。

其中所述工现场二维码识别模块、派工单分发模块、施工任务控制功能模块均与云端服务器中现场人员管理模块数据关联。

具体地，所述云端服务器还包括用于对外界系统进行数据交互的数据交互模块，实现系统跨应用、跨系统的信息互通、共享和协同。

本发明可有效提高施工现场人员安全可视化管理，通过先进技术手段和措施,保证了现场人员的行为可控、位置可视；提高施工现场人员各项操作的规范化和标准化，通过软件手段,保证现场人员的各项操作有序可查；通过空间分布来表现现场人员的活动范围和位置轨迹，提高管理人员对生产现场的快速反应和全局把控能力。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。