阅读说明：本技术 一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统及方法 (Monitoring system and method for crane working on power transmission and transformation project site ) 是由 马丛淦 王大勇 邢钊 邹禹 刘颖 郑高珊 姚莉 段若飞 龙子华 周佳 卢建国 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统及方法,包括吊车和数据处理系统；吊车包括本体,本体上设有旋转台,旋转台的顶部中心处安装有吊臂；吊臂能够伸长,并相对于旋转台旋转改变与旋转台之间的夹角,以调整顶点的高度；旋转台的顶部中心a点处安装有第一GPS接收器；旋转台的表面b点处固定有第二GPS接收器；第二GPS接收器位于吊臂的正下方；吊臂的顶点c点处安装有第三GPS接收器；吊车的驾驶室中安装数据处理系统。本发明采用GPS技术,实现吊车现场作业的动态定位,在开阔场地和输变电工程现场,通过录入特定设备的高清地图坐标,当作业位置超过合理边界时,数据处理系统自动报警提示。(The invention discloses a monitoring system and a method for the on-site work of a crane in a power transmission and transformation project, wherein the monitoring system comprises the crane and a data processing system; the crane comprises a body, wherein a rotating platform is arranged on the body, and a suspension arm is arranged at the center of the top of the rotating platform; the suspension arm can extend and rotate relative to the rotating platform to change an included angle between the suspension arm and the rotating platform so as to adjust the height of a peak; a first GPS receiver is arranged at the point a of the center of the top of the rotating platform; a second GPS receiver is fixed at a point b on the surface of the rotating platform; the second GPS receiver is positioned right below the suspension arm; a third GPS receiver is arranged at the point c of the top point of the suspension arm; the cab of the crane is provided with a data processing system. The invention adopts GPS technology to realize the dynamic positioning of the field operation of the crane, and the data processing system automatically gives an alarm and prompts when the operation position exceeds a reasonable boundary by inputting the high-definition map coordinates of specific equipment in an open field and a power transmission and transformation project field.)

一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统及方法

技术领域

本发明属于电力施工技术领域，特别涉及一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统及方法。

背景技术

现有技术中，电力施工车或者吊车在具有高压线的输变电工程现场工作时，操作者通过肉眼观察吊臂与高压线之间的位置，判断操作是否具有触点风险。

然而，通过肉眼的方式观察，误判的可能性很大，一点判断失误发生触电，造成操作者人身伤害的同时，也会引发供电事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统及方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统，包括吊车和数据处理系统；

吊车包括本体，本体上设有旋转台，旋转台的顶部中心处安装有吊臂；

吊臂能够伸长，并相对于旋转台旋转改变与旋转台之间的夹角，以调整顶点的高度；

旋转台的顶部中心a点处安装有第一GPS接收器；旋转台的表面b点处固定有第二GPS接收器；第二GPS接收器位于吊臂的正下方；吊臂的顶点c点处安装有第三GPS接收器；

吊车的驾驶室中安装数据处理系统。

进一步的，旋转台和吊臂能够同步绕旋转台中心旋转，第二GPS接收器一直位于吊臂的正下方.

进一步的，数据处理系统包括处理器以及连接处理器的采集卡、声光报警器和显示器。

进一步的，旋转台和吊臂之间安装有用于检测吊臂相对于旋转台夹角α的量角传感器。

一种吊车在输变电工程现场工作的监控方法，包括以下步骤：

1)、处理器获取输电线的经纬度以及海拔信息；

2)、处理器定期获取第一GPS接收器、第二GPS接收器和第三GPS接收器采集的a、b、c三点的经纬度以及海拔信息；

3)、处理器提取a、b、c三点的经度、维度信息：a(m1，n1)、b(m2，n2)、c(m3，n3)，并计算a、b、c三点与输电线之间的最小距离，如果最小距离小于安全阈值，则控制声光报警器和显示器发出提示，警示操作员。

进一步的，还包括以下步骤：

吊车在输电线的下方进行作业，处理器判断c点的高度信息：

(A+B)²+H²＝C² (1)

A＝m2-m1 (2)

B＝m3-m2 (3)

A为b点与a点之间的水平投影距离；B为c点与b点之间的水平投影距离；C为吊臂的伸出长度；H为c点相对于a点的垂直高度；

联立式至式，获取吊臂顶点相对于a点的精确垂直高度；进而判断H加上a点的海拔高度是否大于输电线的海拔高度，如果超过安全阈值，则控制通过声光报警器和显示器发出提示，警示操作员。

进一步的，还包括以下步骤：

吊车在输电线的下方进行作业，处理器判断c点的高度信息：

(A+B)²+H²＝C²(1)

A＝m2-m1 (2)

B＝m3-m2 (3)

Cos α＝(a+b)/C (4)

A为b点与a点之间的水平投影距离；B为c点与b点之间的水平投影距离；C为吊臂的伸出长度；H为c点相对于a点的垂直高度；α为吊臂相对于旋转台的夹角；

联立式至式，获取吊臂顶点相对于a点的精确垂直高度；进而判断H加上a点的海拔高度是否大于输电线的海拔高度，如果超过安全阈值，则控制通过声光报警器和显示器发出提示，警示操作员。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明采用GPS技术，实现吊车现场作业的动态定位，在开阔场地和输变电工程现场，通过录入特定设备的高清地图坐标，可以有效划分工作区域，在常规工作中，不需要经过特定带电区域，可据此设置边界，当作业位置超过合理边界时，数据处理系统自动报警提示。

考虑GPS的海拔误差，设置三组GPS，摒弃掉GPS各自采集的海拔信息，通过三组GPS的特定位置和经纬度信息，能够精确的获知吊臂顶点的精准海拔信息；有效的避免了触电现象的发生。

本发明可有效勇于输电线路误碰导线，可以设定吊车与线路水平距离投影，当吊臂旋转时可通过设置参数实现吊臂与线路间距离的动态判断，进而就可在吊臂临近带电线路时有效提醒驾驶员注意，避免误碰带电线路。

附图说明

构成本申请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：

图1为吊车在输变电工程现场工作时处于低姿态时的示意图；

图2为吊车在输变电工程现场工作时处于高姿态时的示意图；

图3为吊车在输变电工程现场工作时的投影图；

图4为吊车GPS布置示意图；

图5为吊车GPS坐标示意图；

图6为数据处理系统的结构框图；

图7为本发明计算原理图。

具体实施方式

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，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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申请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。

请参阅图1所示，吊车1在输变电工程现场工作时，旁侧具有输电线2，需要注意吊车的吊臂13的位置以防止触电发生。

请参阅图1所示，为吊车1的吊臂13处于低姿态时的视图，吊臂13的顶点低于输电线2的高度。

请参阅图2所示，为吊车1的吊臂13处于高姿态时的视图，吊臂13的顶点高于输电线2的高度。

请参阅图1至图7所示，本发明提供一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统，包括吊车1和数据处理系统。

吊车1包括本体11，本体11上设有旋转台12，旋转台12上安装有吊臂13。旋转台12旋转时能够带动吊臂13同步相对于本体11旋转。

吊臂13能够伸长，并相对于旋转台12旋转改变与旋转台12之间的夹角，以调整顶点的高度。

旋转台12的顶部中心，也就是吊臂13底部的旋转点处安装有第一GPS接收器14；旋转台12的表面固定有第二GPS接收器15；第二GPS接收器15位于吊臂13的正下方，而且旋转台12和吊臂13是同步绕旋转台12中心旋转的，所以第二GPS接收器15一直位于吊臂13的正下方；吊臂13的顶点安装有第三GPS接收器15。

数据处理系统设置于吊车的驾驶室中，包括处理器以及连接处理器的采集卡、声光报警器和显示器。

本发明中，各GPS接收器虽然能够采集对应a、b、c三点的经度、维度以及海拔信息，但是考虑到为了确保安全性，将经度不高的海拔信息滤除，以免误判造成触电事故。

本发明一种吊车在输变电工程现场工作的监控系统，使用时包括以下步骤：

1)、处理器通过无线方式采集卡采集输变电工程数据库中存储的输电线2的经纬度以及海拔信息；如果没有现成的输电线2的经纬度以及海拔信息，便现场测量后存储于储存器中供处理器调用；

2)、处理器通过采集卡采集定期采集第一GPS接收器14、第二GPS接收器15和第三GPS接收器16采集的a、b、c三点的经纬度以及海拔信息；

3)、处理器提取a、b、c三点的经度、维度信息：a(m1，n1)、b(m2，n2)、c(m3，n3)，并计算a、b、c三点与输电线2之间的最小距离，如果最小距离小于安全阈值，则控制通过声光报警器和显示器发出提示，警示操作员；

4)有些时候，吊车需要在输电线2的下方进行作业，此时，c点位于输电线2垂直投影面上工作，c点与输电线2之间的最小距离为负数；如果吊臂13抬起过高容易触电；此时，处理器进一步的判断c点的高度信息：

(A+B)²+H²＝C² (1)

A＝m2-m1 (2)

B＝m3-m2 (3)

A为b点与a点之间的水平投影距离；B为c点与b点之间的水平投影距离；C为吊臂13的伸出长度，通过采集卡采集吊车1的控制信息可以获取；H为c点相对于a点的垂直高度。

联立式(1)至式(3)便能够获取吊臂13顶点相对于a点的精确垂直高度；进而判断H加上a点的海拔高度是否大于输电线2的海拔高度，如果超过安全阈值，则控制通过声光报警器和显示器发出提示，警示操作员。

步骤4)中，如果吊车现场如法获取吊臂生出长度信息，那么可以设置角度传感器，检测吊臂13相对于旋转台12的夹角α，也能够计算出H：

(A+B)²+H²＝C² (1)

A＝m2-m1 (2)

B＝m3-m2 (3)

Cos α＝(a+b)/C (4)

联立式(1)至式(4)便能够获取吊臂13顶点相对于a点的精确垂直高度；进而判断H加上a点的海拔高度是否大于输电线2的海拔高度，如果超过安全阈值，则控制通过声光报警器和显示器发出提示，警示操作员。

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。