一种输电作业现场工作人员安全风险示警装置的制作方法

1.本实用新型涉及输电作业安全技术领域，尤其涉及一种输电作业现场工作人员安全风险示警装置。


背景技术：

2.输电作业涉及的电力施工与日常运维中，常使用安全围栏、安全帽、安全绳、绝缘手套等安全工器具保障工作人员的人身安全，取得了一定效果。但这些安全工器具不具备主动保护功能，依赖工作人员个人经验，无法实现系统性智能化主动预警保护。传统安全工器具安全防护能力有限，对新型具备智能化保护与主动安全预警功能的安全工器具也有了实际需求。对于这些需求，普通安全工器具无法实现系统化、智能化安全防护，需要研究适用于输电现场作业特点的智能安全工器具。
3.然而，市面的智能化安全工器具多为单独开发，各安全工器具工具功能专一，侧重于具体环节功能实现，如语音通话，尚未集合输电作业典型工况下的作业内容开展现场作业安全风险预警工作，无法预警可能存在的安全风险，导致安全监护能力不能满足实际需求。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种输电作业现场工作人员安全风险示警装置，以解决现有的智能化安全工器具功能单一的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种输电作业现场工作人员安全风险示警装置，包括典型气体含量综合传感装置、作业人员运动状态传感装置、无线自组网数据传输装置、数据处理边缘终端；
7.所述典型气体含量综合传感装置用于采集输电作业现场典型气体含量；
8.所述作业人员运动状态传感装置用于采集作业人员的的运动轨迹和身体姿态信息；
9.所述无线自组网数据传输装置用于将所述典型气体含量综合传感装置及作业人员运动状态传感装置采集的数据传输至所述数据处理边缘终端；
10.所述数据处理边缘终端用于接收并判断输电作业现场典型气体含量、作业人员的的运动轨迹和身体姿态信息是否超过预设阈值，若超过，则发出示警信号。
11.该输电作业现场工作人员安全风险示警装置适用于深坑作业、登高作业及停电作业等典型场景，通过典型气体含量综合传感装置实时采集输电作业现场典型气体含量，从而判断作业现场环境是否适合作业人员进行输电作业，一方面可在开始作业前进行判断，另一方面也可在作业过程中实施监测，当典型气体含量超过预设阈值，及时示警。另外，通过作业人员运动状态传感装置采集作业人员的运动轨迹和身体姿态，可根据运动轨迹和身体姿态识别作业人员磕碰、急坠、摔倒、昏迷等危险情况，并及时示警。
12.进一步地，所述典型气体含量综合传感装置包括氧气传感器、二氧化碳传感器、有
毒气体传感器、可燃气体传感器中的一种或多种。根据实际输电作业现场的工况可从上述多种气体气体传感器中自由选择组合构成典型气体含量综合传感装置，也可直接选择包括上述全部气体传感器，以适用于多种工况。
13.进一步地，所述有毒气体包括一氧化碳传感器，所述可燃气体传感器包括氢气传感器、甲烷传感器。
14.进一步地，所述作业人员运动传感装置包括加速度传感器和陀螺仪。通过加速度传感器可获取作业人员的运动情况，通过陀螺仪可获取作业人员的身体姿态，基于两者采集的信息即可得到作业人员的运动轨迹和身体姿态信息。针对登高、磕碰、急坠、摔倒、昏迷等危险情况，作业人员的加速度或身体倾斜角度都会超过正常范围，进而可根据加速度和身体倾斜角度与预设阈值的比较结果识别出是否存在危险及进行示警。
15.进一步地，所述无线自组网数据传输装置包括内置于所述典型气体含量综合传感装置和作业人员运动状态传感装置内的无线子传感器，以及内置于所述数据处理边缘终端的无线主传感器。无线自组网数据传输装置特点在于能够实现无线自组网，作业现场设备可自动实现在线识别与数据传输。
16.进一步地，还包括与所述数据处理边缘终端连接的摄像头，所述摄像头用于采集作业人员人脸信息并传输至所述数据处理边缘终端；所述数据处理边缘终端还用于接收作业人员人脸信息并与预存人脸信息进行匹配，若匹配失败，则发出示警信号。
17.通过设置摄像头对人脸信息进行采集，可在进行输电作业前对作业人员的身份进行验证，若现场作业人员并非预先指定的作业人员，则发出示警信号。
18.进一步地，还包括与所述数据处理边缘终端连接的报警器，所述报警器用于接收所述数据处理边缘终端发出的示警信号并进行报警。通过设置报警器进行报警，便于让现场的作业人员及时并清楚接收到示警。
19.进一步地，所述报警器为声光报警器。
20.有益效果
21.本实用新型提出了一种输电作业现场工作人员安全风险示警装置，可适用于深坑作业、登高作业及停电作业等典型场景，通过典型气体含量综合传感装置实时采集输电作业现场典型气体含量，从而判断作业现场环境是否适合作业人员进行输电作业，一方面可在开始作业前进行判断，另一方面也可在作业过程中实施监测，当典型气体含量超过预设阈值，及时示警。另外，通过作业人员运动状态传感装置采集作业人员的运动轨迹和身体姿态，可根据运动轨迹和身体姿态识别作业人员磕碰、急坠、摔倒、昏迷等危险情况，并及时示警。该装置能够实现主动预警，更加符合输电作业现场的实际需求，对提高保障工作人员的人身安全与电网安全运行具有重要实际意义。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。
23.图1是本实用新型实施例提供的输电作业现场工作人员安全风险示警装置结构示
意图。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
25.本实用新型的实施例提供了一种输电作业现场工作人员安全风险示警装置，包括典型气体含量综合传感装置1、作业人员运动状态传感装置2、无线自组网数据传输装置3、数据处理边缘终端4；
26.所述典型气体含量综合传感装置1用于采集输电作业现场典型气体含量；
27.所述作业人员运动状态传感装置2用于采集作业人员的的运动轨迹和身体姿态信息；
28.所述无线自组网数据传输装置3用于将所述典型气体含量综合传感装置1及作业人员运动状态传感装置2采集的数据传输至所述数据处理边缘终端4；
29.所述数据处理边缘终端4用于接收并判断输电作业现场典型气体含量、作业人员的的运动轨迹和身体姿态信息是否超过预设阈值，若超过，则发出示警信号。
30.通过典型气体含量综合传感装置1实时采集输电作业现场典型气体含量，从而判断作业现场环境是否适合作业人员进行输电作业，一方面可在开始作业前进行判断，另一方面也可在作业过程中实施监测，当典型气体含量超过预设阈值，及时示警。另外，通过作业人员运动状态传感装置2采集作业人员的运动轨迹和身体姿态，可根据运动轨迹和身体姿态识别作业人员磕碰、急坠、摔倒、昏迷等危险情况，并及时示警。
31.具体地，所述典型气体含量综合传感装置1包括氧气传感器、二氧化碳传感器、有毒气体传感器、可燃气体传感器中的一种或多种。本实施例中，所述有毒气体包括一氧化碳传感器，所述可燃气体传感器包括氢气传感器、甲烷传感器。实施时，根据实际输电作业现场的工况可从上述多种气体气体传感器中自由选择组合构成典型气体含量综合传感装置，也可直接选择包括上述全部气体传感器，以适用于多种工况。
32.具体地，所述作业人员运动传感装置2包括加速度传感器和陀螺仪。通过加速度传感器可获取作业人员的运动情况，通过陀螺仪可获取作业人员的身体姿态，基于两者采集的信息即可得到作业人员的运动轨迹和身体姿态信息。针对磕碰、急坠、摔倒、昏迷等危险情况，作业人员的加速度或身体倾斜角度都会超过正常范围，如磕碰、急坠等会导致加速度变化较大，摔倒、昏迷等会导致身体倾斜角度变化较大，进而可根据加速度和身体倾斜角度与预设阈值的比较结果识别出是否存在危险及进行示警。
33.本实施例中，所述无线自组网数据传输装置3包括内置于所述典型气体含量综合传感装置1和作业人员运动状态传感装置2内的无线子传感器，以及内置于所述数据处理边缘终端4的无线主传感器。无线自组网数据传输装置3特点在于能够实现无线自组网，作业现场设备可自动实现在线识别与数据传输。典型气体含量综合传感装置1、作业人员运动状态传感装置2及数据处理边缘终端4均通过各自自带的电源进行供电，各传感器与各自对应的无线子传感器电连接，无线主传感器与数据处理边缘终端电连接，供电电路为现有技术，
在此不对其进行赘述。
34.优选地，还包括与所述数据处理边缘终端4连接的摄像头5，所述摄像头5用于采集作业人员人脸信息并传输至所述数据处理边缘终端4；所述数据处理边缘终端4还用于接收作业人员人脸信息并与预存人脸信息进行匹配，若匹配失败，则发出示警信号。
35.通过设置摄像头5对人脸信息进行采集，可在进行输电作业前对作业人员的身份进行验证，若现场作业人员并非预先指定的作业人员，则发出示警。
36.优选地，还包括与所述数据处理边缘终端4连接的报警器6，所述报警器6用于接收所述数据处理边缘终端4发出的示警信号并进行报警。本实施例中，所述报警器6可选择声光报警器。通过设置报警器6进行报警，便于让现场的作业人员及时并清楚接收到示警。
37.该输电作业现场工作人员安全风险示警装置可以适用于深坑作业和登高作业等典型场景。
38.深坑作业经典场景：
39.首先将包括作业人员的身份及人脸信息的安全交底信息存储至数据处理边缘终端中，然后通过摄像头采集作业人员人脸信息对现场作业人员身份进行核对，若现场作业人员身份与安全交底信息中不符，则发出示警，以提示安全风险；
40.作业前开展坑内典型气体含量测量，对氧气、二氧化碳、一氧化碳、可燃气体浓度进行测量，并与存储的各自对应的预设阈值进行比较，均满足要求方可开始作业，若气体含量检测不合格，则发出示警，以提示安全风险；
41.作业过程中，持续对坑内典型气体含量进行实时监测，若出现某气体含量变化不满足作业要求，则发出示警，以提示安全风险；
42.作业过程中，通过作业人员运动状态传感装置用于采集作业人员的的运动轨迹和身体姿态信息，若出现磕碰、急坠、摔倒、昏迷等情况(即加速度值和/或身体倾斜角度超过对应的预设阈值)，则发出示警，以提示安全风险；
43.当数据处理边缘终端接收的数据中缺失某传感器的数据时(即某传感器出现故障无法采集收据时)，则发出示警，以提示安全风险。
44.登高作业经典场景：
45.首先将包括作业人员的身份及人脸信息的安全交底信息存储至数据处理边缘终端中，然后通过摄像头采集作业人员人脸信息对现场作业人员身份进行核对，若现场作业人员身份与安全交底信息中不符，则发出示警，以提示安全风险；
46.登高作业过程中，通过作业人员运动状态传感装置用于采集作业人员的的运动轨迹和身体姿态信息，若出现急坠、昏迷等情况(即加速度值和/或身体倾斜角度超过对应的预设阈值)，则发出示警，以提示安全风险。
47.应当理解，在本实用新型实施例中，所述数据处理边缘终端可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。该数据处理边缘终端实现人脸识别以及实现采集的数据与预设阈值的大小进行比较均属于现有技术，并不涉及计算机程序的改进。
48.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。