一种基于数据定位的水电机组电子围栏方法及系统与流程

本发明涉及数据定位，具体为一种基于数据定位的水电机组电子围栏方法及系统。

背景技术：

1、水电机组设备和零部件庞多，检修作业点多面广、参与人员众多，各类风险随之相伴而来，特别是大拆大卸过程中会产生大量的孔洞和高处临边环境，常常因现场照明不足、场地受限和人员安全意识差等造成生产安全事故。随着信息化水平的提高，前沿科技成果向本质安全领域延伸的需求越来越高，故研究一种作业人员靠近孔洞、高处临边时能够自动预警提醒的系统减少生产安全事故发生尤为紧迫。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的水电机组安全防护方法存在人力成本过高、无法在危险高发的位置进行实时的监督和提醒等技术问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于数据定位的水电机组电子围栏方法，包括：

4、采集水电机组各层的设备信息，并建立三维坐标轴体系；

5、根据历史数据，生成造成生产安全事故的孔洞和高处临边坐标；

6、利用各孔洞、高处临边的间距阈值，形成电子围栏。

7、作为本发明所述的基于数据定位的水电机组电子围栏方法的一种优选方案，其中：所述水电机组各层包括，发电机层、风洞层、水车室层；

8、根据各层的设备信息和布局信息建立三维坐标，生成水电机组的完整三维模型；

9、在所述水电机组中安装传感器，感知区域内的运动和变化，并发送信号给控制中心。

10、作为本发明所述的基于数据定位的水电机组电子围栏方法的一种优选方案，其中：所述控制中心包括，调取每次生产安全事故的记录，利用识别算法学习导致事故的特征，使所述识别算法能够识别导致事故的特征信息；

11、将水电机组的完整三维模型作为输入所述识别算法的输入，通过对所述模型特征的识别，定位水电机组中导致事故的孔洞和高处临边坐标；

12、当设备状态或水电机组的物理环境发生改变时，同步更新三维模型中的坐标数据，使三维模型中的坐标数据与水电机组中的实时数据信息相匹配；并利用更新坐标数据后的三维模型作为所述识别算法的输入，对导致事故的模型特征进行实时的识别和定位；

13、所述设备状态发生改变包括，设备位置的改变、设备形态改变、设备部件的拆卸及更换；

14、所述水电机组的物理环境包括，水电机组各层中，除机器设备外的物理环境。

15、作为本发明所述的基于数据定位的水电机组电子围栏方法的一种优选方案，其中：所述识别算法包括，在三维模型中提取数据特征f＝[f1，f2，...，fn]；

16、其中，f表示特征向量，fi表示单个特征；

17、通过卷积神经网络cnn对特征f进行学习，识别能够导致事故的孔洞和高处临边的几何特征；

18、m(f)＝cnn(f；θ)

19、其中，m表示模式识别模型，θ表示网络参数；

20、将学习到的特征与实时更新的三维模型进行匹配，以定位水电机组中导致事故的孔洞和高处临边坐标；

21、l＝match(m(f)，model)

22、其中，l表示定位结果；model表示三维模型；match表示匹配，使cnn网络的输入与三维模型对齐；

23、当设备状态或物理环境发生改变时，同步更新三维模型中的坐标数据，并重新应用识别算法；

24、lu＝match(m(fu)，modelu)

25、其中，fu表示更新后的特征，modelu表示更新后的三维模型，lu表示更新后的定位结果。

26、作为本发明所述的基于数据定位的水电机组电子围栏方法的一种优选方案，其中：在定位所述孔洞和高处临边坐标后，进行电子围栏的构建；

27、作业人员通过携带的可移动设备，进行gps实时定位，同时通过设备登录界面的身份识别，获取作业人员的工作累计时长和gps的定位信息；

28、根据作业人员的身份识别结果，对作业人员的电子围栏分别进行构建。

29、作为本发明所述的基于数据定位的水电机组电子围栏方法的一种优选方案，其中：所述电子围栏包括，当孔洞和高处临边为临时状态时，直接生成电子围栏；当孔洞和高处临边为固有状态时，则通过筛选算法对所述识别算法的输出定位结果进行筛选，具体步骤为：

30、获取历史数据中每次事故的时间特征、环境的几何物理特征以及发生事故人员的工作累积时长；整合为一个特征向量fc＝[ft，fg，fw]；

31、使用回归分析来学习工作时长与事故发生概率之间的关系；

32、r(fw)＝lr(fw；θr)

33、其中，r表示工作时长的事故发生概率模型，θr表示模型r的参数，lr表示线性回归分析算法；

34、使用支持向量机来学习r(fw)、时间特征ft和几何物理特征fg与事故发生的关系；

35、p(ft，fg)＝svm(r(fw)，ft，fg，θp)

36、其中，p表示筛选后输出的定位，θp表示模型p的参数；

37、所述电子围栏与孔洞和高处临边的定位结果之间的间距阈值，通过gps的定位信息移动速度进行调整：

38、s＝s0×v/v0

39、其中，s表示调整后的间距阈值；s0表示标准间距阈值；v表示作业人员gps的定位信息移动速度，当v＜v0时，将v重置为v0，当v≥v0时，v等于本身；v0表示标准速度；

40、若孔洞和高处临边为固有状态且未被筛选算法保留定位结果，则设置所述间距阈值为0。

41、作为本发明所述的基于数据定位的水电机组电子围栏方法的一种优选方案，其中：所述电子围栏还包括，当作业人员触碰到电子围栏的边界时，触发警报，将目标孔洞及高处临边范围的提醒，发送至目标进入作业人员手机；作业人员通过主动确认目标孔洞和高处临边安全后，电子围栏消除，同时警报解除；

42、在警报触发后，传感器实时监控警报区域的画面情况并对画面进行分析，若画面分析结果为事故发生，则向控制中心发出急救信号；若画面分析结果为事故未发生，则持续监控警报区域的画面情况，直至作业人员离开画面内容。

43、一种采用如本发明所述方法的基于数据定位的水电机组电子围栏系统，其特征在于：

44、三维数据模块，采集水电机组各层的设备信息，并建立三维坐标轴体系；

45、电子围栏模块，根据历史数据的分析和三维数据模块的三维坐标轴体系，生成造成生产安全事故的孔洞和高处临边坐标；利用各孔洞、高处临边的间距阈值，形成电子围栏；

46、预警模块，在作业人员超过电子围栏范围时，发出警报。

47、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

48、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

49、本发明的有益效果：本发明提供的基于数据定位的水电机组电子围栏方法，实时更新的三维模型和持续的风险评估确保了对环境变化的快速响应，及时识别新的危险源。根据作业人员的工作累积时长和其他个人特征，进行个性化的风险评估，提供定制化的安全防护措施。为每位作业人员构建个性化的电子围栏，根据其工作特点和历史行为模式调整围栏参数。能够显著提高水电机组的安全管理水平，减少事故发生的风险，同时提供灵活、高效的安全监控解决方案。