一种电力有限空间作业智能管控设备及方法与流程

1.本发明属于监测设备技术领域，具体涉及一种电力有限空间作业智能管控设备及方法。


背景技术：

2.随着城市电网迅速发展，输电电缆线路在国内发展迅速，相比传统架空线路，高压电缆线路的发展历史虽然只有几十年，且成本更高，但其具有安全稳定、便于检修维护、位于地底不影响市容市貌等优点，近年来在国内一二线城市发展迅速，规模体量逐渐扩大。
3.目前电缆工程施工作业拥有比较完整的施工体系，形成了多种电缆施工技术和施工用装备。电缆施工主要在电缆沟、电缆隧道、电缆竖井和变电站电缆夹层进行作业，这些场所大多封闭或部分封闭，进出口受限，自然通风不良，易造成有毒有害、易燃易爆物质积聚或氧含量不足，属于有限空间作业。有限空间作业环境比较复杂，对有毒有害气体、通风量、作业流程和人员管控有严格的要求，当前用于有限空间施工设备但种类繁杂，现场布置耗时多，占用了很大的工作时间。电缆施工分地面、地下多个工作面，对施工现场作业人员的管控主要通过工作票、每日站班会等措施进行，对地下有限空间环境及人员信息的管理不够智能化，发生紧急情况时，会给应急救援带来不便。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电力有限空间作业智能管控设备及方法，以解决现有技术中，有限空间作业环境复杂，对工作人员人身安全威胁的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一方面，提供了一种电力有限空间作业智能管控设备，包括设备外壳，以及集成在所述设备外壳内的监控主机、泵吸式气体检测仪、送风机、语音播放装置和北斗定位模块；所述设备外壳顶部设置有人机界面和人脸识别装置；
7.所述泵吸式气体检测仪的信号输出端连接所述监控主机的信号输入端，用于将采集的气体信号发送至监控主机；所述监控主机的信号输出端分别连接所述送风机和语音播放装置的信号输入端，用于控制送风机和语音播放装置；
8.所述人机界面和人脸识别装置双向通信连接所述监控主机，所述人机界面用于向监控主机发送指令以及显示监控主机反馈的数据，所述人脸识别装置用于识别当前的刷脸人员身份并将结果发送至监控主机；所述北斗定位模块电连接所述监控主机，用于对当前位置进行定位；
9.所述泵吸式气体检测仪通过设置在设备外壳上的固定接头外接气体采样管；所述送风机外接收缩风管。
10.可选的，所述送风机的风口通过快速卡接件与所述收缩风管连接。
11.可选的，所述泵吸式气体检测仪的信号输出端通过rs485接入到监控主机。
12.可选的，所述监控主机通过无线网关连接云服务器并向所述云服务器传输数据，
所述云服务器通信连接有平台pc端和移动app端，平台pc端和移动app端能够通过gis地图实时展示当前监控主机传输的数据，并向监控主机发出指令。
13.可选的，所述设备外壳顶部设置有用于闭合后盖住人机界面的液压上翻门，所述液压上翻门转轴连接在设备外壳顶部，并与所述设备外壳顶部之间连接有液压伸缩杆。
14.可选的，所述送风机的出风口出设置有风速监测仪，所述风速监测仪的信号输出端连接所述监控主机的信号输入端，用于将采集的风速信号发送至监控主机。
15.可选的，所述设备外壳内还安装有报警装置，所述监控主机的信号输出端连接报警装置的信号输入端。
16.可选的，所述设备外壳内还安装有备用ups不间断电源，用于当主供电电源故障时供电。
17.可选的，所述设备外壳底部设置有行走轮，行走轮上安装有刹车装置。
18.本发明的第二方面，提供了一种电力有限空间作业智能管控方法，基于所述的电力有限空间作业智能管控设备，包括如下步骤：
19.泵吸式气体检测仪通过外接的气体采样管采集有限空间内的气体，并将检测结果发送至监控主机；
20.当气体检测合格时，监控主机控制语音播放装置播放合格提示；当气体检测不合格时，监控主机控制语音播放装置播放报警提示；
21.送风机通过收缩风管向有限空间内送风，同时泵吸式气体检测仪一直在检测有限空间内的气体成分；
22.当气体检测合格时，工作人员能够进入有限空间，此时，人脸识别装置识别当前进入或出去有限空间的人员，并将当前识别的人员与预设的工作人员进行比对，如果比对不通过，则发出报警提示并记录；
23.当预设的工作时间结束后，监控主机根据人脸识别的结果，显示有限空间内外的人员数量，如还有人员在有限空间内，发出语音告警。
24.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
25.1)本发明电力有限空间作业智能管控设备，通过集成在设备外壳内的监控主机、泵吸式气体检测仪、送风机、语音播放装置和北斗定位模块；设备外壳顶部设置有人机界面和人脸识别装置；能够精确实时监测电缆工程电力隧道的送风量、有毒有害气体含量；保障工作人员的人身安全。将设备集成简单化，减轻现场人员负担，节省施工用时。
26.2)本发明电力有限空间作业智能管控设备，利用云平台实现远程监控现场信息，包括工作现场的位置信息，工作任务信息、现场的有限空间环境信息及进出有限空间人员信息；利用终端程序，结合传感器检测数据，将指令通过语音、显示等模块，指导施工人员按照规范流程进行作业。
27.3)本发明电力有限空间作业智能管控设备，通过人脸识别模块，对进出有限空间的人员进行精确管控，当工作结束还有人员留在有限空间，终端程序会发出语音告警；
附图说明
28.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
29.图1是本发明电力有限空间作业智能管控设备的连接关系示意图。
30.图2是本发明电力有限空间作业智能管控设备的结构示意图。
31.图3是本发明电力有限空间作业智能管控设备的侧视结构示意图。
32.其中：1设备外壳；2监控主机；3泵吸式气体检测仪；4送风机；5语音播放装置；6北斗定位模块；7人机界面；8人脸识别装置；9云服务器；10平台pc端；11移动app端；12液压上翻门；13液压伸缩杆；14行走轮。
具体实施方式
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
35.如图1～3所示，本发明实施例的第一方面提供了一种电力有限空间作业智能管控设备，包括设备外壳1，以及集成在设备外壳1内的监控主机2、泵吸式气体检测仪3、送风机4、语音播放装置5和北斗定位模块6；设备外壳1顶部设置有人机界面7和人脸识别装置8。
36.泵吸式气体检测仪3的信号输出端连接监控主机2的信号输入端，用于将采集的气体信号发送至监控主机2；监控主机2的信号输出端分别连接送风机4和语音播放装置5的信号输入端，用于控制送风机4和语音播放装置5；人机界面7和人脸识别装置8双向通信连接监控主机2，人机界面7用于向监控主机2发送指令以及显示监控主机2反馈的数据，人脸识别装置8用于识别当前的刷脸人员身份并将结果发送至监控主机2；北斗定位模块6电连接监控主机2，用于对当前位置进行定位；泵吸式气体检测仪3通过设置在设备外壳1上的固定接头外接气体采样管；送风机4外接收缩风管。
37.送风机4的出风口出设置有风速监测仪，风速监测仪的信号输出端连接监控主机2的信号输入端，用于实时监测送风机4工作状态，将采集的风速信号发送至监控主机2，当风量不满足要求时监控主机2控制报警装置声光报警。
38.通过上述设置，本实施例将电力有限空间作业智能管控设备集成一体化，实现采集有限空间气体含量、通风量等信息，实现有限空间智能监控。通过采集人脸信息等措施，实现对有限空间作业人员管控。通过语音模块，指导现场人员作业。通过北斗定位模块6，实现定位管控。
39.作为本发明的一种示例，设备外壳1选用1.5mm厚优质拉丝不锈钢材质加工成型；设备外壳1开三扇门，正面主门主要用于内部放置工器具及安装内部线路检修使用，正常使用情况下是锁闭状态；侧面小门进行工作时主要用于连接送风机及收缩风管使用，不工作时处于锁闭状态；液压上翻门12用于打开后使用人机界面工作，不工作时锁闭状态。
40.作为本发明的一种示例，泵吸式气体检测仪3选用精度≤1％的在线式四合一检测仪，检测范围包括：硫化氢、一氧化碳、可燃气体、氧气。泵吸式气体检测仪3的信号输出端通过rs485接入到监控主机2，进行数据的读取、实时显示及告警判断。
41.作为本发明的一种示例，送风风机选用尺寸为：495*385*495mm大功率风机，该风
机的额定功率为：2400w；额定风量为：18000m/h。
42.作为优选实施例，送风机4的风口通过快速卡接件与收缩风管连接，能够快速与收缩风管实现快速连接，提高操作人员工序效率。在设备外壳1还设置有用于存储收缩风管的存储空间，能够方便收纳。
43.作为优选实施例，监控主机2通过无线网关通信连接云服务器9并向云服务器9传输数据，云服务器9通信连接有平台pc端10和移动app端11，通过移动app扫描设备上的二维码实现作业任务与设备绑定，获取设备北斗定位信息。设备实时采集现场作业信息(人员、定位、有限空间环境、接头环境等信息)，通过4g信号传输至平台pc端10和移动app端11，平台pc端10和移动app端11能够通过gis地图实时展示当前监控主机2传输的数据，并向监控主机2发出指令。
44.作为优选实施例，设备外壳1顶部设置有用于闭合后盖住人机界面7的液压上翻门12，液压上翻门12转轴连接在设备外壳1顶部，并与设备外壳1顶部之间连接有液压伸缩杆13，人机界面7底部安装电动液压缸，可将人机界面7升起约45
°
倾斜角，便于操作人员操控。在人机界面一侧还设置有电源按钮、气体状态显示灯、送风机状态显示灯、警报灯等。
45.作为优选实施例，设备外壳1内还安装有报警装置，监控主机2的信号输出端连接报警装置的信号输入端，用于异常状况时控制报警装置进行声光报警，同时报警灯闪烁。
46.作为优选实施例，设备外壳1内还安装有备用ups不间断电源，避免突发断电状况，用于当主供电电源故障时供电。
47.作为优选实施例，设备外壳1底部设置有行走轮14，行走轮14上安装有刹车装置，便于运输。
48.本发明实施例的第二方面，提供了一种电力有限空间作业智能管控方法，基于上述的电力有限空间作业智能管控设备，包括如下步骤：
49.泵吸式气体检测仪3通过外接的气体采样管采集有限空间内的气体，并将检测结果发送至监控主机2；
50.当气体检测合格时，监控主机2控制语音播放装置5播放合格提示；当气体检测不合格时，监控主机2控制语音播放装置5播放报警提示；
51.送风机4通过收缩风管向有限空间内送风，同时泵吸式气体检测仪3一直在检测有限空间内的气体成分；
52.当气体检测合格时，工作人员能够进入有限空间，此时，人脸识别装置8识别当前进入或出去有限空间的人员，并将当前识别的人员与预设的工作人员进行比对，如果比对不通过，则发出报警提示并记录；
53.当预设的工作时间结束后，监控主机2根据人脸识别的结果，显示有限空间内外的人员数量，如还有人员在有限空间内，发出语音告警。
54.本发明电力有限空间作业智能管控设备的具体使用场景如下：
55.本发明主要适用于工作场地位于电缆隧道、电缆竖井等有限空间作业场所的电缆线路工程施工。使用方法如下：
56.(1)施工准备
57.1)抵达现场后，将电力有限空间作业智能管控设备放置在电缆井附近，踩下刹车装置，连接电源线、接地线。
58.2)启动设备，先进行自检，检测风速监测仪、泵吸式气体检测仪3等各部件通讯是否正常。自检合格，语音播放装置5发出“自检合格，请连接气体采样管”的语音提示音。
59.3)打开侧面门，将气体采样管取出，与固定接头进行连接。
60.(2)有限空间评估检测
61.1)作业人员将气体采样管伸入井内，进行评估检测并做好记录。
62.2)实时采集气体含量，当评估检测为二、三级环境时，发出允许施工人员进入有限空间作业的指令；当评估检测为一级环境时，发出禁止人员下井作业并开启强制通风的指令，直到有限空间评估检测变为二、三级环境时，方能允许人员下井作业。
63.(3)通风换气
64.1)检查伸缩风管与送风机4的连接，确认无误后将伸缩风管拿出，伸入电缆管(竖)井内，使伸缩风管出风口延伸至隧道底部，让新鲜空气可以到达有限空间的最远端。
65.2)启动送风机4，通过风速监测仪实时监测通风量，风速不合格时，语音播放装置5发出相关语音提示。
66.(4)有限空间准入检测
67.1)作业人员每次进入电力隧道作业前应进行准入气体检测。
68.2)根据气体含量智能识别当前环境信息，当准入检测为二、三级环境时，发出允许施工人员进入有限空间作业的指令；当准入检测为一级环境时，发出禁止人员下井作业的指令。
69.(5)人员进场
70.1)准入检测合格后，施工人员佩戴安全防护用品，依次人脸识别打卡后，开始下井作业。当识别到人员库以外的人员时，发出禁止人员下井的语音指令。
71.2)有限空间监护人负责在有限空间外进行监护工作，禁止下井作业。当有限空间作业监护人刷脸打卡时，发出禁止监护人下井的语音指令。
72.3)根据人脸识别结果，显示有限空间内外的作业人员数量及信息。
73.(6)有限空间作业监护
74.1)有限空间监护人负责有限空间作业的全程监护，气体检测从作业前开始至作业结束，应贯穿作业全过程。
75.2)根据有限空间实时监测结果进行循环播报，有限空间为二级环境时，增加播报频率，一级环境1分钟循环播报，二级环境15分钟循环播报，三级环境30分钟循环播报。
76.(7)工作结束收尾
77.工作结束，作业人员从有限空间撤出，依次人脸识别打卡。根据识别结果，显示井上、井下人员数量，工作终结后，如还有人员在有限空间内，发出语音告警。
78.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。