一种基于3D建模的现场人员定位管控系统及方法与流程

本发明属于变电运维，具体涉及一种基于3d建模的现场人员定位管控系统及方法。

背景技术：

1、变电站的现场人员管控指的是，当工作人员在变电现场进行工作时，对工作人员的活动区域进行管控，避免工作人员进入带电的变电为区域，以保证工作人员的安全。

2、目前现有变电站工作现场管控措施都是通过摄像头以及人员监护等方式进行的。采用摄像头管控方式，是通过摄像头对现场作业人员的状况进行采集，还需要配备远程监控人员进行视频监控，由于摄像头较为固定，视野有限，有时不能保证镜头一直覆盖现场工作人员活动范围，导致不能准确掌握变电站工作现场的工作人员状况；而采用人员现场监护的方式，若监护人员注意力不集中，未尽到监护责任，极易导致人员管控失效，从而误入带电区域或误触带电设备，造成人身伤亡、设备故障、电网停电等问题。

3、综上，现有采用摄像头对变电站现场监控的方式，受限于摄像头覆盖范围，且需要远程监控人员分析监控视频，采用人员现场监护的方式更是依赖于监护人员主观因素。当前缺乏对变电站现场人员管控的有效方式。

4、此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于3d建模的现场人员定位管控系统及方法，是非常有必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述当前缺乏对变电站现场人员管控的有效方式的缺陷，本发明提供一种基于3d建模的现场人员定位管控系统及方法，以解决上述技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种基于3d建模的现场人员定位管控系统，包括远程监控子系统、现场视频采集装置、现场定位基站、智能手环终端以及现场警示装置；

3、智能手环终端，用于采集变电现场人员的定位信息及状态信息，以及变电现场人员处于危险区域时发出提示；

4、现场定位基站，用于将智能手环终端采集的定位信息及状态信息上传到远程监控系统；

5、现场视频采集装置，用于采集变电现场既定位置的视频图像，并上传到远程监控子系统；

6、远程监控子系统，用于接收智能手环终端上传的变电现场人员定位信息及状态信息，接收摄像头上传的变电现场视频图像，将人员位置在预先存储的变电现场3d模型中实时模拟展示，并在变电现场人员处于危险区域时，进行提示；

7、现场警示装置，用于在变电现场通过声光报警方式提示人员处于危险区域。

8、进一步地，远程监控子系统包括现场采集模块、数据库模块、数据分析模块以及现场模拟显示模块；

9、现场采集模块，用于预先采集变电现场环境数据，建立变电现场3d模型，将变电现场3d模型保存在数据库模块并定时更新；

10、数据库模块，用于对变电现场3d模型、智能手环终端上传的人员定位信息及状态信息、现场视频采集装置对变电现场既定位置采集的实时视频图像和历史视频图像进行保存；

11、数据分析模块，用于分析变电现场的人员定位信息，判断人员是否处于危险区域，并在人员处于危险区域时，生成警报信息；

12、现场模拟显示模块，用于将变电现场人员定位信息在变电现场3d模型进行模拟展示，同时展示警报信息，以及响应于监控人员的选择，展示选择区域的实时视频图像或历史视频图像。

13、进一步地，数据库模块中还保存有预先设置的危险区域；

14、预先将变电站现场按照设备间隔划分区域，并对危险区域进行标记；

15、现场视频采集装置包括若干摄像头，危险区域布设摄像头。

16、进一步地，智能手环终端采集的状态信息包括脉搏监测信息、情绪信息以及体温信息；

17、数据分析模块对变电现场人员的状态信息进行分析，判断人员当前状态信息是否满足当前作业任务，并在不满足时进行提醒。智能手环终端采集的状态信息可通过心脏或脉搏监测器采集脉搏信息，可通过eda传感器采集跟踪情绪、感觉和认知、压力水平等情绪信息，通过ntc热敏电阻采集体温信息。

18、进一步地，数据分析模块根据实时的人员定位信息与历史定位信息生成人员行进轨迹，并根据人员行进轨迹对预计时间段内人员的目标位置进行预测；

19、当预计时间段内人员的目标位置处于危险区域时，生成预警信息并通过智能手环终端对现场人员进行提醒，以及在现场模拟显示模块向监控人员进行反馈。

20、进一步地，现场定位基站的数量至少为三个；

21、现场采集模块预先采集现场定位基站的坐标，并根据现场定位基站的坐标建立变电站坐标系；

22、数据分析模块从人员定位信息中识别出人员位置坐标，并将人员位置坐标由世界坐标系转换到变电站坐标系中，提供给现场模拟展示模块进行位置模拟展示。

23、进一步地，还包括现场打卡装置；

24、智能手环终端上设有唯一识别码；

25、现场打卡装置，用于识别进入变电现场人员的智能手环终端的唯一识别码，并将唯一识别码上传到远程监控子系统；

26、远程监控子系统通过唯一识别码识别人员身份信息，并将人员身份信息与人员定位信息进行绑定.

27、第二方面，本发明提供一种基于3d建模的现场人员定位管控方法，包括如下步骤：

28、s1.预先采集变电现场环境数据，建立变电现场3d模型，将变电现场3d模型保存在数据库模块并定时更新；

29、s2.智能手环终端采集变电现场人员的定位信息及状态信息，并通过现场定位基站上传到远程监控子系统；

30、s 3.远程监控子系统将变电现场人员定位信息在变电现场3d模型进行模拟展示，同时对变电现场的人员定位信息进行分析，判断人员是否处于危险区域，并在人员处于危险区域时，生成报警信息。

31、进一步地，步骤s1具体步骤如下：

32、s11.在变电现场设置至少三个现场定位基站；

33、s12.预先通过无人机巡航采集变电现场环境数据，包括定位基站的坐标；

34、s13.将变电现场环境数据及定位基站的坐标提供给数据库模块进行保存；

35、s14.预先将变电站现场按照设备间隔划分区域，对危险区域进行标记以及布设摄像头，并将划分的设备间隔区域以及标记的危险区域保存到数据库模块；

36、步骤s2具体步骤如下：

37、s21.接收现场打卡装置上传的人员变电现场的唯一识别码，启动人员追踪；

38、s22.接收智能手环终端通过现场定位基站上传的人员定位信息及状态信息，并与唯一识别码进行绑定。

39、进一步地，步骤s 3具体步骤如下：

40、s 31.远程监控子系统根据现场定位基站的坐标建立变电站坐标系；

41、s 32.远程监控子系统从人员定位信息中识别出人员位置坐标，并将人员位置坐标由世界坐标系转换到变电站坐标系中，提供给现场模拟展示模块进行位置模拟展示；

42、s 33.远程监控子系统分析变电现场的人员定位信息，判断人员是否处于危险区域，并在人员处于危险区域时，生成警报信息；

43、s 34.远程监控子系统根据实时的人员定位信息与历史定位信息生成人员行进轨迹，根据人员行进轨迹对预计时间段内人员的目标位置进行预测，并当预计时间段内人员的目标位置处于危险区域时，生成预警信息；

44、s 35.远程监控子系统对智能手环终端采集的人员状态信息进行分析，判断人员当前状态信息是否满足当前作业任务，并在不满足时生成状态提醒信息；

45、s 36.远程监控子系统将警报信息、预警信息以及状态提醒信息通过智能手环终端对现场人员进行提醒，以及在现场模拟显示模块向监控人员进行反馈。

46、本发明的有益效果在于：

47、本发明提供的基于3d建模的现场人员定位管控系统及方法，实现变电现场人员定位信息在3d模型中的实时展示，对人员身体健康状态进行检测，对现场作业人员进行精细化管控，杜绝工作人员进入未授权的带电危险区域，提高工作安全性，保证人身、电网、设备安全。

48、此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

49、由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。