一种用于采油井场的智能锌钢护栏的制作方法

1.本发明涉及采油场安全设备技术领域，尤其涉及一种用于采油井场的智能锌钢护栏。


背景技术：

2.在油田开发、生产过程中的每个采油井场均需设置采油树、抽油机等井口装置及机械设备。
3.在公开号为cn2462030y公开的采油井场安全防护栏，虽可有效防止外来人员以及牲畜等物进入井场，避免伤害事故和偷盗事件发生，保护井场物资设备和原油不受损失，有利于油井正常安全生产；但是其还存在一些不足之处，无法范围性图像感应标定分析图像内的活动物，无法对活动物进行自动化的分类划分，无法判断并生成预警信号和警报信号，无法通过预警信号将活动物标记为可疑人员和非可疑人员，无法通过栅栏的接触式受压感应分析判断活动物是否跨过栅栏，且无标记提醒跨入活动物的位置信息进而辅助工作人员更好的保障油场安全，因此现有的油场护栏智能性较低；
4.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：在构建油场安全封闭线的基础上，先通过范围性图像感应标定分析，对图像内的活动物进行体积、运行轨迹和时间的深度化分析，对活动物进行分类划分式判断并生成预警信号和警报信号，通过预警信号将活动物标记为可疑人员和非可疑人员，还通过栅栏的接触式受压感应分析，感应分析判断活动物是否跨过栅栏，并对其接触并跨过栅栏时生成标记提醒信号，通过警报信号或标记提醒信号生成带有位置信息的提醒文本和直观看到翻越处的高亮显示的高亮防护提醒环区，辅助工作人员更好的保障油场安全，同时使护栏的智能性大大提高。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种用于采油井场的智能锌钢护栏，包括：
8.油场护栏单体，油场护栏单体设有多个，且油场护栏单体首尾相接设置并构建生成油场安全封闭线；
9.信息采集单元，用于采集油场安全封闭线的环形附近封闭图像和油场安全封闭线的环形压感封闭线并将其发送给预划分处理单元；
10.预划分单元，用于接收环形附近封闭图像和环形压感封闭线后，则将环形附近封闭图像对应待检区域i划分为待检图像ti，且将环形压感封闭线对应待检区域i划分为待检线压xi，还将生成的待检图像ti和待检线压xi全部发送到数据储存单元储存；其中待检图像ti和待检线压xi均为变量；
11.接触性分析单元，通过数据存储单元实时获取待检线压xi处的压力波动幅度和压力波动频率去量纲分析得到待检线压xi处的压力判断定基准ai；且将待检线压xi处的压力
判断定基准ai与压感待检预值a进行比较并生成标记提醒信号，当生成标记提醒信号后，通过数据储存单元获取油场安全封闭线，然后将油场安全封闭线与生成标记提醒信号的待检线压xi进行对应并进行高亮显示，从而生成高亮防护提醒环区，同时编辑翻越提醒文本；
12.图像分析单元，通过数据存储单元实时获取待检图像ti，然后将待检图像ti内日常物和活动物分别构建日常集合和活动集合，获取活动集合中活动物的体积和活动物的运行轨迹进行深度化比较分析生成预警信号和警报信号，且对应生成预警文本和警报提醒文本并将其发送到监控室内的播放器播放，当产生预警信号和警报信号后分别构建对应的高亮防护提醒环区，并将其发送到显示屏处显示。
13.进一步的，油场护栏单体包括支撑柱、连接横杆和压感横杆，所述支撑柱分别与连接横杆和压感横杆垂直设置，且压感横杆设于支撑柱的正上方，所述连接横杆设于两个支持柱之间，两个支持柱之间的所述连接横杆等距设置多个，且连接横杆和压感横杆平行在同一水平面上，所述压感横杆的端部焊接固定有安装套，所述安装套上设有超声波传感器，所述安装套的外端底部中心处与支撑柱之间设有翻越感应组件，翻越感应组件固定嵌设于支撑柱的顶部内，且翻越感应组件通过安装套与连接横杆传动连接。
14.进一步的，翻越感应组件包括固定嵌设于支撑柱顶部内的感应缸体，所述感应缸体内设有压感弹块、压力传感器和压感滑块，所述压力传感器固定设于感应缸体内，所述压感弹块设于压力传感器和压感滑块之间并与其抵接，所述压感滑块滑动设于感应缸体内，且压感滑块远离压感弹块的一端固定连接有伸缩压杆，所述伸缩压杆远离压感滑块的一端滑动贯穿感应缸体的内部延伸到支撑柱的外端并与安装套固定连接。
15.进一步的，所述支撑柱开设有若干等距设置的定位孔，所述定位孔以支撑柱的中心轴线为圆心并按环形阵列分布，所述连接横杆的两端焊接固定有固定弧套，所述固定弧套对称螺纹连接有螺栓，且螺栓与定位孔螺纹套设。
16.进一步的，接触性分析单元的具体工作步骤如下
17.实时获取待检线压xi处的压力波动幅度和压力波动频率并将其分别标定为yfi和ypi，然后依据公式ai＝k1*yfi+k2*ypi，得到待检线压xi处的压力判断定基准ai；通过待检线压xi处的压力判断定基准ai判断压感横杆处的感应物重量及其感应物停留时间，从接触压力判断安全性；其中k1和k2为归一化偏重系数，且将待检线压xi处的压力判断定基准ai与压感待检预值a进行比较：
18.当待检线压xi处的压力判断定基准ai≤压感待检预值a时，则不产生控制信号，当待检线压xi处的压力判断定基准ai＞压感待检预值a时，则产生标记提醒信号；
19.当生成标记提醒信号后，通过数据储存单元获取油场安全封闭线，然后将油场安全封闭线与生成标记提醒信号的待检线压xi进行对应并进行高亮显示，从而生成高亮防护提醒环区，同时编辑翻越提醒文本；且将生成的翻越提醒文本和高亮防护提醒环区分别发送到监控室内的播放器播放和显示屏显示。
20.进一步的，接触性分析单元还将翻越提醒文本和高亮防护提醒环区结合并按时间发送到数据储存单元储存。
21.进一步的，图像分析单元的深度化比较分析的过程如下：
22.获取活动集合中活动物的体积和活动物的运行轨迹，且将活动物的体积分别与预设体积相比，当活动物的体积小于预设体积时，则不产生控制信号；
23.当活动物的体积大于等于预设体积时，则产生复检信号，当生成复检信号后，锁定与复检信号对应的活动物并将其标定为可疑物，当标记可疑物后，获取其移动轨迹，当移动轨迹的方向与预设轨迹的方向重合后，将移动轨迹与预设轨迹进行叠合并获取其叠合轨迹的重复率，且将叠合轨迹的重复率与预设叠合阈值进行比较：
24.当叠合轨迹的重复率小于预设叠合阈值的最小值时，则不产生信号；当叠合轨迹的重复率大于等于预设叠合阈值的最小值，且叠合轨迹的重复率小于预设叠合阈值的最大值时，则产生预警信号；当叠合轨迹的重复率大于等于预设叠合阈值的最小值时，则产生警报信号；当生成预警信号后，将标记活动物的位置结合油场安全封闭线构建高亮防护提醒环区，同时编辑预警文本；还将高亮防护提醒环区和预警文本分别发送到监控室内的显示屏显示和播放器播放；
25.当生成警报信号后，立即编辑生成的警报提醒文本和高亮防护提醒环区并分别发送到监控室内的播放器播放和显示屏显示；
26.当移动轨迹的方向与预设轨迹的方向不重合后，获取其在待检图像ti的停留时间，当停留时间超过预设时间时，则再次产生预警信号。
27.进一步的，图像分析单元还将高亮防护提醒环区、预警文本、警报提醒文本发送到数据储存单元储存。
28.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
29.本发明在构建油场安全封闭线的基础上，先通过范围性图像感应标定分析，对图像内的活动物进行体积、运行轨迹和时间的深度化分析，对活动物进行分类划分式判断并生成预警信号和警报信号，通过预警信号将活动物标记为可疑人员和非可疑人员，还通过栅栏的接触式受压感应分析，感应分析判断活动物是否跨过栅栏，并对其接触并跨过栅栏时生成标记提醒信号，通过警报信号或标记提醒信号生成带有位置信息的提醒文本和直观看到翻越处的高亮显示的高亮防护提醒环区，辅助工作人员更好的保障油场安全，同时使护栏的智能性大大提高，解决了传统电护栏防护能力较差，无法智能提醒工作人员保护油厂安全的问题。
附图说明
30.图1示出了本发明的结构流程图；
31.图2示出了油场护栏单体的主视图；
32.图3示出了感应缸体处的剖面放大图；
33.图例说明：1、支撑柱；2、连接横杆；3、压感横杆；4、安装套；5、超声波传感器；6、伸缩压杆；7、压感滑块；8、感应缸体；9、压感弹块；10、压力传感器；11、定位孔；12、固定弧套。
具体实施方式
34.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1：
36.如图1-3所示，一种用于采油井场的智能锌钢护栏，包括油场护栏单体、信息采集单元、预划分单元、数据储存单元、接触性分析单元和图像分析单元；
37.其中油场护栏单体包括支撑柱1、连接横杆2和压感横杆3，支撑柱1分别与连接横杆2和压感横杆3垂直设置，且压感横杆3设于支撑柱1的正上方，且连接横杆2设于两个支持柱之间，两个支持柱之间的连接横杆2等距设置多个，且连接横杆2和压感横杆3平行在同一水平面上，保证人体无法通过连接横杆2和压感横杆3之间的间隙、两个连接横杆2之间的间隙，从而保证油厂的安全防盗，压感横杆3的端部焊接固定有安装套4，安装套4上设有超声波传感器5，超声波传感器5用于感应油场护栏单体处的图像，将多个油场护栏单体处的图像信息首位串联形成油场安全封闭线的环形图像，安装套4的外端底部中心处与支撑柱1之间设有翻越感应组件，当有人翻越并接触到压感横杆3时，通过翻越感应组件感应到压力变化，翻越感应组件固定嵌设于支撑柱1的顶部内，且翻越感应组件通过安装套4与连接横杆2传动连接；
38.翻越感应组件包括固定嵌设于支撑柱1顶部内的感应缸体8，感应缸体8内设有压感弹块9、压力传感器10和压感滑块7，压力传感器10固定设于感应缸体8内，压感弹块9设于压力传感器10和压感滑块7之间并与其抵接，压感滑块7滑动设于感应缸体8内，且压感滑块7远离压感弹块9的一端固定连接有伸缩压杆6，伸缩压杆6远离压感滑块7的一端滑动贯穿感应缸体8的内部延伸到支撑柱1的外端并与安装套4固定连接，当人按压压感横杆3翻越压感横杆3或者鸟类落到压感横杆3后，压感横杆3感应到压力后通过安装套4将压力传给伸缩压杆6，伸缩压杆6感应到压力后向感应缸体8内收缩，伸缩压杆6后向感应缸体8内收缩后带动与其固定的压感滑块7沿感应缸体8的内壁滑动，压感滑块7沿感应缸体8的内壁滑动后挤压与其抵接的压感弹块9收缩，压感弹块9收缩后其反向作用力作用于压力传感器10的感应表面，从而使压力传感器10感应到表面连接横杆2处的压力；
39.支撑柱1开设有若干等距设置的定位孔11，定位孔11以支撑柱1的中心轴线为圆心并按环形阵列分布，连接横杆2的两端焊接固定有固定弧套12，固定弧套12对称螺纹连接有螺栓，且螺栓与定位孔11螺纹套设，通过螺栓螺纹穿过固定弧套12和定位孔11，从而将支撑柱1与连接横杆2两端的固定弧套12固定，当固定后还可在连接处进行焊接，进一步保证固定的强度，同时定位孔11使同平面的连接横杆2垂直或一定角度地安装于支撑柱1上，为栅栏闭环形成基础；
40.本发明的工作过程及原理如下：
41.步骤一，油场护栏单体，将多个油场护栏单体拼接形成首尾相接的油场安全封闭线；
42.步骤二，信息采集单元用于采集油场安全封闭线的环形附近封闭图像和油场安全封闭线的环形压感封闭线并将其发送给预划分处理单元；
43.步骤三，预划分单元实时接收到环形附近封闭图像和环形压感封闭线后，
44.将油场安全封闭线均等划分为若干个待检区域，且将若干个待检区域依次分别标记为1、2、3、
……
、i，i为正整数，i为待检区域的划分总个数；
45.则将环形附近封闭图像对应待检区域i划分为待检图像ti，且将环形压感封闭线对应待检区域i划分为待检线压xi，待检图像ti和待检线压xi均为变量；
46.且将生成的待检图像ti和待检线压xi全部发送到数据储存单元储存；
47.步骤四，接触性分析单元通过数据存储单元实时获取待检线压xi处的压力波动幅度和压力波动频率并将其分别标定为yfi和ypi，然后依据公式ai＝k1*yfi+k2*ypi，得到待检线压xi处的压力判断定基准ai；通过待检线压xi处的压力判断定基准ai判断压感横杆处的感应物重量及其感应物停留时间，从接触压力判断安全性；其中k1和k2为归一化偏重系数，归一化偏重系数使计算的结果更加的接近真实值，且k1和k2均大于0，且k1＞k2；
48.且将待检线压xi处的压力判断定基准ai与压感待检预值a进行比较：
49.当待检线压xi处的压力判断定基准ai≤压感待检预值a时，则不产生控制信号，此时无压或者感应物为鸟类等；当待检线压xi处的压力判断定基准ai＞压感待检预值a时，则产生标记提醒信号，此时说明有人接触压感横杆后翻越护栏进入油场内；
50.当生成标记提醒信号后，通过数据储存单元获取油场安全封闭线，然后将油场安全封闭线与生成标记提醒信号的待检线压xi进行对应并进行高亮显示，从而生成高亮防护提醒环区，同时编辑翻越提醒文本；
51.其中翻越提醒文本为“油场安全封闭线的i处有人翻越，请工作人员注意保护油场安全”；
52.且将生成的翻越提醒文本和高亮防护提醒环区分别发送到监控室内的播放器播放和显示屏显示；
53.同步地将翻越提醒文本和高亮防护提醒环区结合并按时间发送到数据储存单元储存，以供后续人员的调取查看；
54.步骤四，图像分析单元通过数据存储单元实时获取待检图像ti，然后将待检图像ti内日常物和活动物分别构建日常集合和活动集合，且将日常集合为待检图像ti感应到日常静置不动的物品，例如大树，而活动集合为待检图像ti内非日常静置不动的物品，例如小鸟、人等；
55.获取活动集合中活动物的体积和活动物的运行轨迹，且将活动物的体积分别与预设体积相比，当活动物的体积小于预设体积时，则不产生控制信号；
56.当活动物的体积大于等于预设体积时，则产生复检信号；复检信号表示栅栏外有可疑人员；
57.当生成复检信号后，锁定与复检信号对应的活动物并将其标定为可疑物，当标记可疑物后，获取其移动轨迹，当移动轨迹的方向与预设轨迹的方向重合后，将移动轨迹与预设轨迹进行叠合并获取其叠合轨迹的重复率，且将叠合轨迹的重复率与预设叠合阈值进行比较，
58.当叠合轨迹的重复率小于预设叠合阈值的最小值时，则不产生信号；当叠合轨迹的重复率大于等于预设叠合阈值的最小值，且叠合轨迹的重复率小于预设叠合阈值的最大值时，则产生预警信号；当叠合轨迹的重复率大于等于预设叠合阈值的最小值时，则产生警报信号；
59.当生成预警信号后，将标记活动物的位置结合油场安全封闭线构建高亮防护提醒环区，同时编辑预警文本，其中预警文本为“在待检线压i附近有可疑人物徘徊，请注意查看”；
60.且将高亮防护提醒环区和预警文本发送到数据存储单元，还将高亮防护提醒环区和预警文本分别发送到监控室内的显示屏显示和播放器播放；
61.当生成警报信号后，立即编辑生成的警报提醒文本和高亮防护提醒环区并分别发送到监控室内的播放器播放和显示屏显示；警报提醒文本为“在待检线压i处有人翻越护栏，请注意查看”；
62.还将高亮防护提醒环区和预警文本分别发送到数据储存单元储存；
63.当移动轨迹的方向与预设轨迹的方向不重合后，获取其在待检图像ti的停留时间，当停留时间超过预设时间时，则再次产生预警信号。
64.综合上述技术方案，本发明在构建油场安全封闭线的基础上，先通过范围性图像感应标定分析，对图像内的活动物进行体积、运行轨迹和时间的深度化分析，对活动物进行分类划分式判断并生成预警信号和警报信号，通过预警信号将活动物标记为可疑人员和非可疑人员，还通过栅栏的接触式受压感应分析，感应分析判断活动物是否跨过栅栏，并对其接触并跨过栅栏时生成标记提醒信号，通过警报信号或标记提醒信号生成带有位置信息的提醒文本和直观看到翻越处的高亮显示的高亮防护提醒环区，辅助工作人员更好的保障油场安全，同时使护栏的智能性大大提高，解决了传统电护栏防护能力较差，无法智能提醒工作人员保护油厂安全的问题。
65.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。