一种基于非线性模型的电力工程方法与流程

1.本发明涉及电力工程技术领域，具体为一种基于非线性模型的电力工程方法。


背景技术：

2.地下铺设电缆的过程中，工人需要经常在隧道内走动，隧道内一般都会配备临时照明设备。但是临时照明设备在使用中，隧道有的地方会存在较为起伏不平的地形，或者水洼比较多，对于这些地方的照明往往亮度不够，在一些较为平坦的地形往往不需要那么亮，可以采用投放亮度不同的照明灯，但由于地形经常变动加上水洼的积水量的变化，需要经常手动调节照明灯的亮度，实用性差。因此，设计实用性强的一种基于非线性模型的电力工程方法是很有必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于非线性模型的电力工程方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于非线性模型的电力工程方法，包括行走路径建议模块、隧道路面解析模块和缺陷告警模块，其特征在于：所述行走路径建议模块用于自动规划隧道施工人员的最佳行走路径，所述隧道路面解析模块用于解读判断隧道缺陷的行动影响能力，所述缺陷告警模块用于告知隧道施工人员对路径隧道缺陷的规避和预防，所述行走路径建议模块和缺陷告警模块均与隧道路面解析模块电连接。
5.根据上述技术方案，所述行走路径建议模块包括路径演绎存储模块、位置检测模块、超声波探测单元和路径择优模块，所述路径演绎存储模块用于储存隧道施工人员所在隧道所有可行走路径，所述位置检测模块用于实时定位隧道施工人员具体位置信息，所述超声波探测单元设置于隧道施工人员行走路径的顶部，所述超声波探测单元用于探测隧道施工人员行走路径上的隧道缺陷，所述路径择优模块与路径演绎存储模块以及位置检测模块电连接，所述路径择优模块与超声波探测单元电连接，所述路径择优模块用于根据超声波探测单元探测隧道道路缺陷信息并在路径数据库上显示后，选择隧道缺陷最少的隧道施工人员路径行走。
6.根据上述技术方案，所述隧道路面解析模块包括超声波探测解读模块、路面形状拟合解读模块和照明灯亮度调控模块，所述超声波探测解读模块与超声波探测单元电连接，所述超声波探测解读模块用于根据超声波探测的方式探测隧道缺陷进行超声波成像解读，形成隧道底部内壁成像实时画面信息，所述路面形状拟合解读模块与超声波探测解读模块电连接，所述路面形状拟合解读模块用于根据超声波成像画面对隧道缺陷进行轮廓拟合解读隧道缺陷具体状况，所述照明灯亮度调控模块与路面形状拟合解读模块电连接，所述照明灯亮度调控模块用于根据路面形状拟合解读模块解读的道路缺陷程度对隧道照明灯具的亮度以电流大小的方式进行调整。
7.根据上述技术方案，所述缺陷告警模块包括声音提醒模块、路径调整模块、移速限制模块和路径优先级控制模块，所述声音提醒模块与照明灯亮度调控模块无线电信号连接，所述声音提醒模块用于根据隧道施工人永远的位置决定对隧道施工人员即将踏入缺陷位置进行提醒，所述路径调整单元与隧道路面解析模块以及路径演绎存储模块电连接，所述路径调整模块用于根据现场情况调整选择隧道施工人员的行走路径，所述移速限制模块包括时间统计模块，所述时间统计模块用于对隧道施工人员行走时间进行时间统计，所述移速限制模块用于控制调整隧道施工人员的最高行走速度变化，所述路径优先级控制模块与路径调整模块电连接，所述路径优先级控制模块用于控制路径调整时优选路径选择项。
8.根据上述技术方案，所述路面形状拟合解读模块包括坑洞成型子模块、量化分析模块和积水量判断模块，所述坑洞成型子模块用于根据超声波成像轮廓标记轮廓上下以端点及中间点并拟合隧道路面水洼拟合线，所述量化分析模块用于根据水洼拟合线的弧度和长度进行量化分析成函数图像，所述积水量判断模块用于检测和判断隧道缺陷是否有积水。
9.根据上述技术方案，所述行走路径建议模块的运行方法主要包括以下步骤：
10.步骤s1：建立隧道施工人员常用所有可选择的路径，将隧道施工人员所有常用行走路径记录并储存；
11.步骤s2：开启隧道施工人员常用路径顶部的超声波探测单元，对所有路径路面的实时路况进行监测；
12.步骤s3：调取常用路径数据库，每一组超声波探测单元在其所在探测区域内探测到隧道当前横截面积存在缺陷时，发出信号，路径数据库根据发出信号位置在路径数据库中展示缺陷；
13.步骤s4：位置检测模块定位隧道施工人员在所有可选择路径中的位置，开始选择行走路径，对比筛选路径数据库中展示缺陷最少的一条行走路径，并以该路径对隧道施工人员导航；通过行走路径建议模块，智能选择隧道缺陷最少的路径进行行走导航。
14.根据上述技术方案，所述隧道路面解析模块的运行方法主要包括以下步骤：
15.步骤a1：通过物联网络获取超声波探测单元探测信息，对探测到隧道缺陷进行超声波成像；
16.步骤a2：路面形状拟合解读模块对超声波成像画面轮廓拟合，解读判断隧道缺陷的可行走程度；
17.步骤a3：根据解读隧道缺陷的可行走程度信息，对应超声波探测单元处的照明灯亮度调控模块控制隧道内对应位置灯具的亮度，使缺陷告警模块可以根据隧道路径的形状不同带来对行走人员的不同程度的提醒。
18.根据上述技术方案，上述步骤a2进一步包括：
19.步骤a21：超声波探测单元对隧道缺陷进行超声波测距，测得隧道缺陷与超声波探测单元瞬时画面下的距离l；
20.步骤a22：锁定瞬时画面，建立平面坐标系，系基在隧道缺陷距超声波探测单元基准距离l时的基准单位边长为m，则当前坐标系系的基准单位边长为
21.步骤a23：坑洞成型子模块标记轮廓在瞬时画面下的上下端点及中间点坐标，分别
为(x
上
,y
上
)(x
中
,y
中
)(x
下
,y
下
)，并连接标记点拟合为路面坑洞拟合线；
22.步骤a24：计算路面坑洞拟合线的长度：步骤a24：计算路面坑洞拟合线的长度：
23.式中x
上
,y
上
,x
中
,y
中
x
下
,y
下
均为标记点在当前坐标系下对应的坐标值，l为超声波探测单元的基准测量距离，m为准距离l下测量时画面系的基准单位边长，为现有常数；
24.步骤a25：计算路面坑洞水洼拟合线弯曲度值式中当弯曲度s值越大时，则路面坑洞水洼拟合线弯曲度越大，越有可能形成积水。
25.根据上述技术方案，上述步骤a24以及步骤a25中，当l
坑
《l
min
时，或者s
坑
《s
max
时，积水量判断模块判断此时隧道路面缺陷为小型坑洞或者较为平坦的坑洞，可行走程度较高，无需进行路径调整，反之则直接将判断结果通过电信号传输至路径调整模块进行路径调整，并且传输电信号至照明灯亮度调控模块，照明灯亮度调控模块根据灯具电流大小进行亮度调整，其中k为信号强度系数，i为灯具电流大小，当l
坑
越大时，则升高电流大小，s
坑
越大时，则更容易积水，则发出灯具电流大小越强，反之则越弱。
26.根据上述技术方案，还包括以下步骤：
27.步骤b1：路径调整模块接收到前方隧道缺陷难以避让时，立即调取行走路径建议模块重新规划行走路径，未接收到积水量判断模块探测到坑洞中有积水的信号时，则隧道施工人员保持原路径行走；
28.步骤b2：隧道缺陷解读模块解读隧道缺陷的可行走程度后，以检测到隧道缺陷的超声波探测单元为灯具电流大小i提供调整依据，灯具电流大小i越大时，隧道壳可行走程度较好，声音提醒模块越不需要进行较大的声音提醒，反之随着电能的逐步耗尽，灯具电流大小i越小，此时越需要进行声音提醒。
29.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，可以对隧道内壁的路面进行实时监测，对具有缺陷的路面进行提醒，防止隧道施工人员在昏暗的场景下发生摔倒的问题，同时能够根据隧道的当前路面缺陷程度调整对应位置的照明灯具亮度，做到电能的节省，实用性强。
附图说明
30.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
31.图1是本发明的整体模块示意图；
具体实施方式
32.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他
实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于非线性模型的电力工程方法，包括行走路径建议模块、隧道路面解析模块和缺陷告警模块，其特征在于：行走路径建议模块用于自动规划隧道施工人员的最佳行走路径，隧道路面解析模块用于解读判断隧道缺陷的行动影响能力，缺陷告警模块用于告知隧道施工人员对路径隧道缺陷的规避和预防，行走路径建议模块和缺陷告警模块均与隧道路面解析模块电连接；
34.行走路径建议模块包括路径演绎存储模块、位置检测模块、超声波探测单元和路径择优模块，路径演绎存储模块用于储存隧道施工人员所在隧道所有可行走路径，位置检测模块用于实时定位隧道施工人员具体位置信息，超声波探测单元设置于隧道施工人员行走路径的顶部，超声波探测单元用于探测隧道施工人员行走路径上的隧道缺陷，路径择优模块与路径演绎存储模块以及位置检测模块电连接，路径择优模块与超声波探测单元电连接，路径择优模块用于根据超声波探测单元探测隧道道路缺陷信息并在路径数据库上显示后，选择隧道缺陷最少的隧道施工人员路径行走；
35.隧道路面解析模块包括超声波探测解读模块、路面形状拟合解读模块和照明灯亮度调控模块，超声波探测解读模块与超声波探测单元电连接，超声波探测解读模块用于根据超声波探测的方式探测隧道缺陷进行超声波成像解读，形成隧道底部内壁成像实时画面信息，路面形状拟合解读模块与超声波探测解读模块电连接，路面形状拟合解读模块用于根据超声波成像画面对隧道缺陷进行轮廓拟合解读隧道缺陷具体状况，照明灯亮度调控模块与路面形状拟合解读模块电连接，照明灯亮度调控模块用于根据路面形状拟合解读模块解读的道路缺陷程度对隧道照明灯具的亮度以电流大小的方式进行调整；
36.缺陷告警模块包括声音提醒模块、路径调整模块、移速限制模块和路径优先级控制模块，声音提醒模块与照明灯亮度调控模块无线电信号连接，声音提醒模块用于根据隧道施工人永远的位置决定对隧道施工人员即将踏入缺陷位置进行提醒，路径调整单元与隧道路面解析模块以及路径演绎存储模块电连接，路径调整模块用于根据现场情况调整选择隧道施工人员的行走路径，移速限制模块包括时间统计模块，时间统计模块用于对隧道施工人员行走时间进行时间统计，移速限制模块用于控制调整隧道施工人员的最高行走速度变化，路径优先级控制模块与路径调整模块电连接，路径优先级控制模块用于控制路径调整时优选路径选择项；
37.路面形状拟合解读模块包括坑洞成型子模块、量化分析模块和积水量判断模块，坑洞成型子模块用于根据超声波成像轮廓标记轮廓上下以端点及中间点并拟合隧道路面水洼拟合线，量化分析模块用于根据水洼拟合线的弧度和长度进行量化分析成函数图像，积水量判断模块用于检测和判断隧道缺陷是否有积水；
38.行走路径建议模块的运行方法主要包括以下步骤：
39.步骤s1：建立隧道施工人员常用所有可选择的路径，将隧道施工人员所有常用行走路径记录并储存；
40.步骤s2：开启隧道施工人员常用路径顶部的超声波探测单元，对所有路径路面的实时路况进行监测；
41.步骤s3：调取常用路径数据库，每一组超声波探测单元在其所在探测区域内探测到隧道当前横截面积存在缺陷时，发出信号，路径数据库根据发出信号位置在路径数据库
中展示缺陷；
42.步骤s4：位置检测模块定位隧道施工人员在所有可选择路径中的位置，开始选择行走路径，对比筛选路径数据库中展示缺陷最少的一条行走路径，并以该路径对隧道施工人员导航；通过行走路径建议模块，智能选择隧道缺陷最少的路径进行行走导航；
43.隧道路面解析模块的运行方法主要包括以下步骤：
44.步骤a1：通过物联网络获取超声波探测单元探测信息，对探测到隧道缺陷进行超声波成像；
45.步骤a2：路面形状拟合解读模块对超声波成像画面轮廓拟合，解读判断隧道缺陷的可行走程度；
46.步骤a3：根据解读隧道缺陷的可行走程度信息，对应超声波探测单元处的照明灯亮度调控模块控制隧道内对应位置灯具的亮度，使缺陷告警模块可以根据隧道路径的形状不同带来对行走人员的不同程度的提醒；
47.上述步骤a2进一步包括：
48.步骤a21：超声波探测单元对隧道缺陷进行超声波测距，测得隧道缺陷与超声波探测单元瞬时画面下的距离l；
49.步骤a22：锁定瞬时画面，建立平面坐标系，系基在隧道缺陷距超声波探测单元基准距离l时的基准单位边长为m，则当前坐标系系的基准单位边长为
50.步骤a23：坑洞成型子模块标记轮廓在瞬时画面下的上下端点及中间点坐标，分别为(x
上
,y
上
)(x
中
,y
中
)(x
下
,y
下
)，并连接标记点拟合为路面坑洞拟合线；
51.步骤a24：计算路面坑洞拟合线的长度：
[0052][0053]
式中x
上
,y
上
,x
中
,y
中
x
下
,y
下
均为标记点在当前坐标系下对应的坐标值，l为超声波探测单元的基准测量距离，m为准距离l下测量时画面系的基准单位边长，为现有常数；
[0054]
步骤a25：计算路面坑洞水洼拟合线弯曲度值式中当弯曲度s值越大时，则路面坑洞水洼拟合线弯曲度越大，越有可能形成积水；
[0055]
上述步骤a24以及步骤a25中，当l
坑
《l
min
时，或者s
坑
《s
max
时，积水量判断模块判断此时隧道路面缺陷为小型坑洞或者较为平坦的坑洞，可行走程度较高，无需进行路径调整，反之则直接将判断结果通过电信号传输至路径调整模块进行路径调整，并且传输电信号至照明灯亮度调控模块，照明灯亮度调控模块根据灯具电流大小进行亮度调整，其中k为信号强度系数，i为灯具电流大小，当l
坑
越大时，则升高电流大小，s
坑
越大时，则更容易积水，则发出灯具电流大小越强，反之则越弱；
[0056]
主要包括以下步骤：
[0057]
步骤b1：路径调整模块接收到前方隧道缺陷难以避让时，立即调取行走路径建议模块重新规划行走路径，未接收到积水量判断模块探测到坑洞中有积水的信号时，则隧道
施工人员保持原路径行走；
[0058]
步骤b2：隧道缺陷解读模块解读隧道缺陷的可行走程度后，以检测到隧道缺陷的超声波探测单元为灯具电流大小i提供调整依据，灯具电流大小i越大时，隧道壳可行走程度较好，声音提醒模块越不需要进行较大的声音提醒，反之随着电能的逐步耗尽，灯具电流大小i越小，此时越需要进行声音提醒。
[0059]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0060]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。