基于三维建模技术的变电站安全围栏布设方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910790804.9 (22)申请日 2019.08.26 (71)申请人 国网天津市电力公司 地址 300010 天津市河北区五经路39号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 丁连荣殷军张健吴东金岩 崔岩周晓光郝捷潘旭 李霜冰谢浩徐科艾士超 周萌潘飚 (74)专利代理机构 天津才智专利商标代理有限 公司 12108 代理人 庞学欣 (51)Int.Cl. G06F 17/50(2006.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/06(2012。

2、.01) (54)发明名称 基于三维建模技术的变电站安全围栏布设 方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种基于三维建模技术的变 电站安全围栏布设方法及装置， 涉及变电站安全 的技术领域， 方法包括： 获取变电站位置信息， 构 建变电站内部局域网环境； 构建变电站三维虚拟 仿真模型； 基于变电站接收到的工作票内容及工 作区域、 停电范围， 确定包含在安全围栏的一次 设备、 站内建筑在变电站三维虚拟仿真模型中确 定变电站的位置， 以及安全围栏的一次设备、 站 内建筑在三维虚拟仿真模型的位置， 并划定安全 围栏以及； 取施工人员位置信息， 对施工人员位 置信息进行解算以获取施工人员在变电站三维 虚。

3、拟仿真模型中的位置； 基于施工人员在变电站 三维虚拟仿真模型中的位置以及安全围栏， 判断 施工人员是否在安全范围内， 本发明可以提高变 电站的安全性。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 110598276 A 2019.12.20 CN 110598276 A 1.一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设方法， 其特征在于， 包括： 获取变电站位置信息， 构建变电站内部局域网环境； 基于所述变电站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模型； 基于所述变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围栏的 一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变电站的位。

4、置， 以及所述 安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并划定安全围栏以及； 获取施工人员位置信息， 对所述施工人员位置信息进行解算以获取施工人员在所述变 电站三维虚拟仿真模型中的位置； 基于所述施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及所述安全围栏， 判断 施工人员是否在安全范围内。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述变电站接收到的工作票内容 及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟 仿真模型中确定所述变电站的位置， 以及所述安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维 虚拟仿真模型的位置， 并划定。

5、安全围栏以及获取施工人员位置信息， 对所述施工人员位置 信息进行解算以获取施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置的步骤包括： 定义变电站三维虚拟仿真模型中原点位置并建立空间坐标系； 基于所述原点位置以及变电站位置信息， 获取所述变电站的坐标映射， 建立定位基站， 并确定所述定位基站在空间坐标系的位置； 利用UWB技术获取施工人员与所述定位基站的相对位置， 以获取施工人员在所述变电 站三维虚拟仿真模型中的位置。 3.一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设装置， 其特征在于， 包括： 位置获取模块： 用于获取变电站位置信息， 构建变电站内部局域网环境； 三维模型构建模块： 用于基于所述变电。

6、站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模型； 位置确定模块： 用于基于所述变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定 包含在安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变电站 的位置， 以及所述安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并划定 安全围栏以及获取施工人员位置信息： 用于对所述施工人员位置信息进行解算以获取施工 人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置； 判定模块： 基于所述施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及所述安全 围栏， 判断施工人员是否在安全范围内。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110598276 A 。

7、2 基于三维建模技术的变电站安全围栏布设方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及变电站安全技术领域， 尤其是涉及一种基于三维建模技术的变电站安 全围栏布设方法及装置。 背景技术 0002 为实现电力安全生产， 保证电网安全稳定运行， 提高设备的管理、 检修水平， 实现 事故的预防和有效控制， 在变电站标准化管理指南和标准化作业指导书的指导下， 变电站 内各种检修工作均要求进行安全围栏标准化控制， 规范检修人员的活动范围， 使安全工作 范围设置更加明确、 完善、 合理， 降低检修工作的事故发生率。 0003 传统的变电站安全围栏采用物理围栏实体， 包括左右立柱和连接在左右立柱之间 的安全带或围。

8、网， 有的围栏在左右立柱上相对的设置有一对微波传感器， 在左右立柱上分 别装有警示灯和语音提示装置， 微波传感器与触发电路相接， 触发电路与警示灯和语音提 示装置通过线路连接。 当围栏倒伏， 或者人员非常靠近或者跨越围栏时， 安装在围栏立柱上 警示灯亮并发出语音报警， 提醒工作人员和工作负责人， 引起注意， 控制安全事故的发生。 0004 传统安全围栏为二维布设， 无法规定三维空间的安全区域， 尤其对走廊上方的带 电架空线存在安全盲区， 且其设立方式需要占据变电站运行人员较长的工作时间， 且在应 用过程中能达到的提示效果过分依赖现场检修人员的自觉度， 一旦发生安全事故， 无明确 数据支撑责任划。

9、分。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设 方法及装置， 以缓解了提高变电站的安全性， 对变电站出的事故予以确定。 0006 第一方面， 本发明实施例提供了一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设方 法， 包括： 0007 获取变电站位置信息， 构建变电站内部局域网环境； 0008 基于所述变电站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模型； 0009 基于所述变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围 栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变电站的位置， 以及 所述安全围栏的一次设备、 站内建筑。

10、在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并划定安全围栏以 及； 0010 获取施工人员位置信息， 对所述施工人员位置信息进行解算以获取施工人员在所 述变电站三维虚拟仿真模型中的位置； 0011 基于所述施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及所述安全围栏， 判断施工人员是否在安全范围内。 0012 优选的， 所述基于所述变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包 含在安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变电站的 说明书 1/5 页 3 CN 110598276 A 3 位置， 以及所述安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并。

11、划定安 全围栏以及获取施工人员位置信息， 对所述施工人员位置信息进行解算以获取施工人员在 所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置的步骤包括： 0013 定义变电站三维虚拟仿真模型中原点位置并建立空间坐标系； 0014 基于所述原点位置以及变电站位置信息， 获取所述变电站的坐标映射， 建立定位 基站， 并确定所述定位基站在空间坐标系的位置； 0015 利用UWB技术获取施工人员与所述定位基站的相对位置， 以获取施工人员在所述 变电站三维虚拟仿真模型中的位置。 0016 另一方面， 本发明提供了一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设装置， 包 括： 0017 位置获取模块： 用于获取变电站位置信息，。

12、 构建变电站内部局域网环境； 0018 三维模型构建模块： 用于基于所述变电站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模 型； 0019 位置确定模块： 用于基于所述变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变 电站的位置， 以及所述安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并 划定安全围栏以及获取施工人员位置信息： 用于对所述施工人员位置信息进行解算以获取 施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置； 0020 判定模块： 基于所述施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及所述 安全围。

13、栏， 判断施工人员是否在安全范围内。 0021 本发明实施例带来了以下有益效果： 本发明提供了一种基于三维建模技术的变电 站安全围栏布设方法及装置， 涉及变电站安全的技术领域， 上述方法包括： 获取变电站位置 信息， 构建变电站内部局域网环境； 基于变电站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模型； 基于变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围栏的一次设备、 站内建筑在变电站三维虚拟仿真模型中确定变电站的位置， 以及安全围栏的一次设备、 站 内建筑在三维虚拟仿真模型的位置， 并划定安全围栏以及； 获取施工人员位置信息， 对施工 人员位置信息进行解算以获取施工人员在变电站三。

14、维虚拟仿真模型中的位置； 基于施工人 员在变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及安全围栏， 判断施工人员是否在安全范围内。 0022 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从说明书中变 得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优点在说明书、 权利要求书 以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 0023 为使本发明的上述目的、 特征和优点能更明显易懂， 下文特举较佳实施例， 并配合 所附附图， 作详细说明如下。 附图说明 0024 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介。

15、绍， 显而易见地， 下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式， 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。 说明书 2/5 页 4 CN 110598276 A 4 0025 图1为本发明实施例提供的一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设方法流 程。 具体实施方式 0026 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明 的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例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。

16、实施例， 都属于本发明保护的范围。 0027 目前传统安全围栏为二维布设， 无法规定三维空间的安全区域， 尤其对走廊上方 的带电架空线存在安全盲区， 且其设立方式需要占据变电站运行人员较长的工作时间， 且 在应用过程中能达到的提示效果过分依赖现场检修人员的自觉度， 一旦发生安全事故， 无 明确数据支撑责任划分， 基于此， 本发明实施例提供的一种基于三维建模技术的变电站安 全围栏布设方法及装置， 可以为变电站的事故责任明确责任。 0028 为便于对本实施例进行理解， 首先对本发明实施例所公开的一种基于三维建模技 术的变电站安全围栏布设方法进行详细介绍， 0029 实施例一： 0030 本发明实施。

17、例一提供了一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设方法， 具体 包括： 0031 S1： 获取变电站位置信息， 构建变电站内部局域网环境； 0032 具体的， 需要部署VPN专网或电力4G无线专网， 提供内部网络环境， 同时还需进行 对服务器进行部署； 0033 S2： 基于所述变电站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模型； 0034 基于所述变电站接收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围 栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变电站的位置， 以及 所述安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并划定安全围栏以 及； 0035 具。

18、体的， 站内一次设备主要包括主变压器、 GIS组合电器、 站内架空线等； 站内建筑 主要包括主控楼、 电气室等； 0036 获取施工人员位置信息， 对所述施工人员位置信息进行解算以获取施工人员在所 述变电站三维虚拟仿真模型中的位置； 0037 进一步的， 步骤S2包括如下步骤： 0038 S201： 定义变电站三维虚拟仿真模型中原点位置并建立空间坐标系； 0039 S202： 基于所述原点位置以及变电站位置信息， 获取所述变电站的坐标映射， 建立 定位基站， 并确定所述定位基站在空间坐标系的位置； 0040 S203： 利用UWB技术获取施工人员与所述定位基站的相对位置， 以获取施工人员在 所。

19、述变电站三维虚拟仿真模型中的位置。 0041 进一步的， UWB技术需要建立主站和从站， 0042 S3： 基于所述施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及所述安全围 栏， 判断施工人员是否在安全范围内。 说明书 3/5 页 5 CN 110598276 A 5 0043 实施例二： 0044 本发明实施例二提供了一种基于三维建模技术的变电站安全围栏布设装置， 包 括： 0045 位置获取模块： 用于获取变电站位置信息， 构建变电站内部局域网环境； 0046 三维模型构建模块： 用于基于所述变电站位置信息， 构建变电站三维虚拟仿真模 型； 0047 位置确定模块： 用于基于所述变电站接。

20、收到的工作票内容及工作区域、 停电范围， 确定包含在安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述变电站三维虚拟仿真模型中确定所述变 电站的位置， 以及所述安全围栏的一次设备、 站内建筑在所述三维虚拟仿真模型的位置， 并 划定安全围栏以及获取施工人员位置信息： 用于对所述施工人员位置信息进行解算以获取 施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置； 0048 判定模块： 基于所述施工人员在所述变电站三维虚拟仿真模型中的位置以及所述 安全围栏， 判断施工人员是否在安全范围内。 0049 附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、 方法和计算机程 序产品的可能实现的体系架构、 功能和操作。 在。

21、这点上， 流程图或框图中的每个方框可以代 表一个模块、 程序段或代码的一部分， 所述模块、 程序段或代码的一部分包含一个或多个用 于实现规定的逻辑功能的可执行指令。 也应当注意， 在有些作为替换的实现中， 方框中所标 注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。 例如， 两个连续的方框实际上可以基 本并行地执行， 它们有时也可以按相反的顺序执行， 这依所涉及的功能而定。 也要注意的 是， 框图和/或流程图中的每个方框、 以及框图和/或流程图中的方框的组合， 可以用执行规 定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现， 或者可以用专用硬件与计算机指令的组 合来实现。 0050 所属领域的技术人员。

22、可以清楚地了解到， 为描述的方便和简洁， 上述描述的系统 和装置的具体工作过程， 可以参考前述方法实施例中的对应过程， 在此不再赘述。 0051 另外， 在本发明实施例的描述中， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “安装” 、“相 连” 、“连接” 应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体地连接； 可 以是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 可以是 两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。 0052 在本发明的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“上” 。

23、、“下” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、 “水平” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了 便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 此外， 术语 “第一” 、“第二” 、 “第三” 仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。 0053 最后应说明的是： 以上所述实施例， 仅为本发明的具体实施方式， 用以说明本发明 的技术方案， 而非对其限制， 本发明的保护范围并不局限于此， 尽管参照前述实施例对本发 明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 任何熟悉本技术领域的技术人员 在本发明揭露的技术范围内， 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻 易想到变化， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改、 变化或者替换， 并不使 说明书 4/5 页 6 CN 110598276 A 6 相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围， 都应涵盖在本发明的保护 范围之内。 因此， 本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 说明书 5/5 页 7 CN 110598276 A 7 图1 说明书附图 1/1 页 8 CN 110598276 A 8 。