【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及風(fēng)機(jī)檢修，具體為一種風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著全球能源需求的增長和環(huán)境保護(hù)意識的提高，風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生能源得到了廣泛應(yīng)用。風(fēng)機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電的核心設(shè)備，其可靠性和安全性對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。近年來，風(fēng)機(jī)的規(guī)模和高度不斷增加，尤其是海上風(fēng)電場的大型風(fēng)機(jī)，這使得風(fēng)機(jī)的檢修作業(yè)變得更加復(fù)雜和危險(xiǎn)。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)檢修主要依賴人工檢查和定期維護(hù)，但隨著風(fēng)機(jī)數(shù)量的增加和單機(jī)容量的提升，傳統(tǒng)的檢修方式顯得效率低下且風(fēng)險(xiǎn)高。因此，如何在保障作業(yè)人員安全的前提下提高風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)的效率，成為當(dāng)前
的重要研究方向。
2、現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)檢修安全技術(shù)大多集中在設(shè)備本身的故障診斷和預(yù)測性維護(hù)方面，而對作業(yè)人員的安全管控關(guān)注較少。傳統(tǒng)方法主要通過人工經(jīng)驗(yàn)判斷風(fēng)險(xiǎn)，缺乏科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)分析和實(shí)時監(jiān)控手段，導(dǎo)致在高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域中容易發(fā)生安全事故。此外，現(xiàn)有技術(shù)對作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)評估多采用靜態(tài)分析，未能充分考慮實(shí)時環(huán)境數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，導(dǎo)致預(yù)警信號滯后或不準(zhǔn)確。同時，現(xiàn)有的智能裝備大多僅具備基本的生理參數(shù)監(jiān)測功能，未能與風(fēng)險(xiǎn)分析模型充分結(jié)合，從而在應(yīng)對復(fù)雜作業(yè)環(huán)境時，無法有效保障作業(yè)人員的安全。因此，現(xiàn)有技術(shù)在風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)的安全管控方面存在明顯不足，亟需一種能夠動態(tài)調(diào)整和實(shí)時預(yù)警的安全管控方法，以提高風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)的安全性和效率。
3、現(xiàn)有風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)的安全管控技術(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)評估不準(zhǔn)確、動態(tài)預(yù)警不足以及智能裝備功能單一等問題，而本專利技術(shù)的內(nèi)容解決的是這些問題。本專利技術(shù)屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術(shù)。
2、因此，本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有技術(shù)存在風(fēng)險(xiǎn)評估不準(zhǔn)確、動態(tài)預(yù)警不足以及智能裝備功能單一等問題，。
3、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，包括：采集風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)，建立風(fēng)險(xiǎn)分析模型對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析模型的分析結(jié)果判定作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級，結(jié)合實(shí)時數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)等級并發(fā)出預(yù)警信號；利用智能裝備持續(xù)監(jiān)測作業(yè)人員的裝備狀態(tài)和生理狀態(tài)，通過獎勵機(jī)制判斷作業(yè)人員狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控。
4、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)包括，利用安裝在風(fēng)機(jī)周邊和作業(yè)區(qū)域內(nèi)的傳感器，實(shí)時收集風(fēng)速、溫濕度、振動和噪音數(shù)據(jù)；根據(jù)檢修工作的不同將作業(yè)區(qū)域劃分為塔架主體區(qū)域、機(jī)艙區(qū)域和葉片區(qū)域，每個作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)獨(dú)立采集并利用風(fēng)險(xiǎn)分析模型進(jìn)行分析。
5、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述風(fēng)險(xiǎn)分析模型包括，根據(jù)風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)，以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)dnn為基礎(chǔ)，建立風(fēng)險(xiǎn)分析模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，風(fēng)險(xiǎn)分析模型的結(jié)構(gòu)為輸入層、第一層隱藏層、自適應(yīng)激活函數(shù)層、特征交互層、動態(tài)時間卷積層和輸出層，輸入層接收輸入的數(shù)據(jù)直接傳遞給隱藏層，在隱藏層中對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加權(quán)求和，并添加偏置項(xiàng)；在自適應(yīng)激活函數(shù)層結(jié)合sigmoid和雙曲正切函數(shù)構(gòu)建激活函數(shù)，加入自適應(yīng)參數(shù)θ根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的變化靈活調(diào)整響應(yīng)程度，通過激活函數(shù)對線性變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行激活處理，表示為：
6、
7、其中，σ(z,θ)表示激活函數(shù)；tanh表示雙曲正切函數(shù)；z表示激活函數(shù)的輸入值；α表示調(diào)節(jié)系數(shù)；n表示輸入數(shù)據(jù)總數(shù)；h(m)表示自適應(yīng)激活函數(shù)層第m層的輸出；xi表示輸入數(shù)據(jù)中的不同特征；在傳統(tǒng)dnn中，輸入特征通常假設(shè)是相互獨(dú)立的，但風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)之間存在復(fù)雜的交互關(guān)系，因此加入特征交互層通過乘積表示對輸入特征之間的交互，捕捉各特征之間的非線性關(guān)系，表示為：
8、
9、其中，fint(xi,xj)表示特征交互項(xiàng)；k表示索引變量；λk表示特征交互項(xiàng)的權(quán)重；表示輸入數(shù)據(jù)中的第i個特征；動態(tài)時間卷積層針對實(shí)時數(shù)據(jù)的突然變化，通過時間卷積核捕捉數(shù)據(jù)在時間維度上的變化，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)分析模型對突發(fā)變化的捕捉能力，表示為：
10、
11、其中，表示動態(tài)時間卷積層第k層的輸出；κt表示時間卷積核；t表示時間索引；t表示時間步長；輸出層輸出最終預(yù)測結(jié)果，表示為：
12、
13、其中，表示最終的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測值；w(k)表示第k層的權(quán)重矩陣；bk表示第k層的偏置項(xiàng)。
14、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級包括，將風(fēng)險(xiǎn)分析模型的輸出結(jié)果與預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)閾值進(jìn)行比較，判斷作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級，風(fēng)險(xiǎn)等級分為低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三個等級，將作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級可視化并發(fā)送給檢修作業(yè)人員的移動端；低風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)域不設(shè)限制，允許進(jìn)行檢修作業(yè)；中風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)域每五分鐘通過風(fēng)險(xiǎn)分析模型進(jìn)行分析，若連續(xù)三次都呈上升趨勢或達(dá)到高風(fēng)險(xiǎn)等級閾值的90％，則發(fā)出預(yù)警信號提醒檢修作業(yè)人員撤離；高風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)域不允許進(jìn)行檢修作業(yè)。
15、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述智能裝備包括安全帽和安全帶兩部分，安全帽中嵌入生理狀態(tài)傳感器和姿態(tài)傳感器，安全帶是包括肩帶、胸帶、腰帶和腿帶的覆蓋全身的安全裝備，在肩帶、胸帶和腰帶位置嵌入拉緊傳感器，在腿帶和腰帶位置嵌入位置傳感器，安全帽和安全帶的每個卡扣的插頭和插座部分存在一個凹槽，嵌入微動開關(guān)，當(dāng)插頭插入插座并完全扣合時，微動開關(guān)的觸發(fā)桿被按下，信號通路形成，判斷卡扣完全扣合。
16、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述裝備狀態(tài)包括，在進(jìn)行檢修作業(yè)前，檢修作業(yè)人員佩戴智能裝備后，智能裝備進(jìn)行自檢判斷裝備狀態(tài)，安全帽通過姿態(tài)傳感器采集俯仰角、橫滾角和偏航角三個軸向的角度信息，預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)佩戴角度范圍為俯仰角-5°至15°，橫滾角-10°至10°，偏航角-15°至15°，三個軸向的角度單獨(dú)對比判斷，當(dāng)三個軸向的角度都在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)佩戴角度范圍內(nèi)且安全帽的卡扣完全扣合時，判斷安全帽正確佩戴；安全帶的拉緊傳感器測量肩帶、胸帶和腰帶的拉緊程度，通過張力值的進(jìn)行拉緊判斷，若檢測到的張力值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)且卡扣完全扣合，判斷安全帶正確佩戴。
17、作為本專利技術(shù)所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述生理狀態(tài)包括，根據(jù)作業(yè)人員的生理狀態(tài)，通過獎勵機(jī)制結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)等級和作業(yè)時間進(jìn)行動態(tài)預(yù)警，定義狀態(tài)空間為作業(yè)人員的實(shí)時生理狀態(tài)數(shù)據(jù)，風(fēng)險(xiǎn)分析模型的輸出和作業(yè)時間，動作包括發(fā)出預(yù)警和繼續(xù)監(jiān)測；對每個動作在不同狀態(tài)下的q值初始化為0，設(shè)定初始的學(xué)習(xí)率α為0.1，折扣因子γ為0.9；獎勵機(jī)制分為基于風(fēng)險(xiǎn)的獎勵機(jī)制和基于作業(yè)時間的獎勵機(jī)制兩部分，基于風(fēng)險(xiǎn)的獎勵機(jī)制只有在中風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)域內(nèi)作業(yè)時激本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)包括，利用安裝在風(fēng)機(jī)周邊和作業(yè)區(qū)域內(nèi)的傳感器，實(shí)時收集風(fēng)速、溫濕度、振動和噪音數(shù)據(jù)；
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述風(fēng)險(xiǎn)分析模型包括，根據(jù)風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)，以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DNN為基礎(chǔ)，建立風(fēng)險(xiǎn)分析模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，風(fēng)險(xiǎn)分析模型的結(jié)構(gòu)為輸入層、第一層隱藏層、自適應(yīng)激活函數(shù)層、特征交互層、動態(tài)時間卷積層和輸出層，輸入層接收輸入的數(shù)據(jù)直接傳遞給隱藏層，在隱藏層中對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加權(quán)求和，并添加偏置項(xiàng)；
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級包括，將風(fēng)險(xiǎn)分析模型的輸出結(jié)果與預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)閾值進(jìn)行比較，判斷作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級，風(fēng)險(xiǎn)等級分為低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三個等級，將作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級可視化并發(fā)送給檢修作業(yè)人員的移動端；
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述智能裝
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述裝備狀態(tài)包括，在進(jìn)行檢修作業(yè)前，檢修作業(yè)人員佩戴智能裝備后，智能裝備進(jìn)行自檢判斷裝備狀態(tài)，安全帽通過姿態(tài)傳感器采集俯仰角、橫滾角和偏航角三個軸向的角度信息，預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)佩戴角度范圍為俯仰角-5°至15°，橫滾角-10°至10°，偏航角-15°至15°，三個軸向的角度單獨(dú)對比判斷，當(dāng)三個軸向的角度都在預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)佩戴角度范圍內(nèi)且安全帽的卡扣完全扣合時，判斷安全帽正確佩戴；
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述生理狀態(tài)包括，根據(jù)作業(yè)人員的生理狀態(tài)，通過獎勵機(jī)制結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)等級和作業(yè)時間進(jìn)行動態(tài)預(yù)警，定義狀態(tài)空間為作業(yè)人員的實(shí)時生理狀態(tài)數(shù)據(jù)，風(fēng)險(xiǎn)分析模型的輸出和作業(yè)時間，動作包括發(fā)出預(yù)警和繼續(xù)監(jiān)測；
8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述方法的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控系統(tǒng)，其特征在于，包括，
9.一種計(jì)算設(shè)備，包括：存儲器和處理器；
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)包括，利用安裝在風(fēng)機(jī)周邊和作業(yè)區(qū)域內(nèi)的傳感器，實(shí)時收集風(fēng)速、溫濕度、振動和噪音數(shù)據(jù)；
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述風(fēng)險(xiǎn)分析模型包括，根據(jù)風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的數(shù)據(jù)，以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)dnn為基礎(chǔ)，建立風(fēng)險(xiǎn)分析模型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，風(fēng)險(xiǎn)分析模型的結(jié)構(gòu)為輸入層、第一層隱藏層、自適應(yīng)激活函數(shù)層、特征交互層、動態(tài)時間卷積層和輸出層，輸入層接收輸入的數(shù)據(jù)直接傳遞給隱藏層，在隱藏層中對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加權(quán)求和，并添加偏置項(xiàng)；
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級包括，將風(fēng)險(xiǎn)分析模型的輸出結(jié)果與預(yù)設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)閾值進(jìn)行比較，判斷作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級，風(fēng)險(xiǎn)等級分為低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)三個等級，將作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級可視化并發(fā)送給檢修作業(yè)人員的移動端；
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)機(jī)檢修作業(yè)區(qū)域的安全管控方法，其特征在于：所述智能裝備包括安全帽和安全帶兩部分，安全帽中嵌入生理狀態(tài)傳感器和姿態(tài)傳感器，安全帶是包括肩帶、胸帶、腰帶和腿帶的覆蓋全身的安全裝備，在肩帶、胸帶和腰帶位置嵌入拉緊傳感器，在腿帶和腰帶位置嵌入位置傳...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：由梓默，王吉超，鄭權(quán)，史立志，劉暢，尹喆，劉志強(qiáng)，喬寬，安楠，常曉勇，梁永根，馮健行，
申請(專利權(quán))人：華能新能源股份有限公司河北分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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