技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力技术领域，特别是涉及一种电网灾害应急管理系统及其通讯方法。
背景技术
[0002] 近年来，雨
雪冰冻、台
风、强
对流等极端天气和灾害频发，给电网设施造成严重的危害和损失。当电网灾害发生时，各专业现场抢修人员与指挥中心信息沟通效率低，应急指挥人员对现场
感知能力差。应急指挥如何高效联动抢修故障恢复供电，如何全方位感知现场情况、如何高效指挥现场抢修成为当下的紧迫问题，这让电力抢修的远程辅助技术愈发重要。
[0003] 因此亟需提供一种新型的电网灾害应急管理系统来解决上述问题。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种电网灾害应急管理系统及其通讯方法，能够远程协同辅助电力抢修工作。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电网灾害应急管理系统，包括依次相互通信连接的现场感知系统、通讯服务系统、远程指挥系统；
[0006] 所述现场感知系统用于将抢修现场视频、音频信息进行实时采集、压缩转换，再转化为约定的RTMP协议的实时
视频流；
[0007] 所述通讯服务系统作为现场感知系统与远程指挥系统之间的信息实时传输系统，包括通讯
服务器、远程指挥系统与现场感知系统的通讯协议；
[0008] 所述远程指挥系统用于根据现场感知系统远程传输的视频流，进行全方位查看与指挥现场作业。
[0009] 在本发明一个较佳
实施例中，所述现场感知系统主要包括与通讯服务系统相互通信的抢修现场边缘计算装置、卫星电话、与抢修现场边缘计算装置输入端连接的穿戴式单兵装备、布控球。
[0010] 进一步的，所述穿戴式单兵装备主要包括穿戴式载体、安装在穿戴式载体上的供电通信模
块、与供电通信模块相连的视频
图像采集模块、应急照明模块、显示模块。
[0011] 进一步的，所述抢修现场边缘计算装置主要包括电源模块、依次连接的
无线通信模块、AR Core X计算棒、
工业控制计算机，电源模块的输出端与工业控制计算机连接。
[0012] 在本发明一个较佳实施例中，所述远程指挥系统主要包括交互式信息大屏、
信号调度台、远程协同交互模块。
[0013] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于所述电网灾害应急管理系统的通讯方法，包括以下步骤：
[0014] S1：远程指挥系统发出交互
请求：首先通过远程指挥系统获取交互信息，然后将这些信息以标准格式打包成数据包发送给通讯服务器；
[0015] S2：通讯服务器接收并转发交互请求，当接收到通讯请求后更新一次一个交互信息状态列表的状态；
[0016] S3：现场智能穿戴式单兵装备处理交互请求。
[0017] 在本发明一个较佳实施例中，在步骤S1中，获取交互信息的具体步骤包括：
[0018] S101：由远程指挥系统选择现场穿戴式单兵装备；
[0019] S102：由远程指挥系统选取交互信息的类型；
[0020] S103：由远程指挥系统选取交互信息呈现的
位置；
[0021] S104：向远程指挥系统中输入交互信息的内容。
[0022] 在本发明一个较佳实施例中，在步骤S2中，通讯服务器接收一个交互请求的具体步骤包括：
[0023] S201：接收请求数据包，并获取服务器保存的地址；
[0024] S202：相应设备编号的状态中，信息数量加1；
[0025] S203：相应设备编号的状态中，将该请求数据地址添加到信息地址队列的末尾。
[0026] 在本发明一个较佳实施例中，在步骤S2中，通讯服务器转发交互请求的具体步骤包括：
[0027] S211：获取转发成功的状态；
[0028] S212：相应设备编号的状态中，信息数量减1；
[0029] S213：相应设备编号的状态中，将信息地址队列的第一个信息地址数据删除。
[0030] 在本发明一个较佳实施例中，步骤S3的具体步骤包括：
[0031] S301：从通讯服务器下载交互请求信息；
[0032] S302：查看交互请求信息的类型和位置；
[0033] S303：处理交互信息的内容。
[0034] 本发明的有益效果是：本发明采用模块化设计，现场感知系统基于智能穿戴式单兵装备和远程指挥系统实现，穿戴式单兵装备使用
增强现实AR技术与远程进行实时交互；通讯服务器负责实现远程和现场的信息实时通讯，现场感知系统生成的复合视频流通过无线4G网络传输到远程指挥系统进行展示，从而实现远程的语音、图像实时交互；远程指挥系统可全方位查看现场作业视频，并且可以通过流媒体直播系统与现场感知模块语音通话。
本发明能够远程协同辅助电力抢修工作，显著提高各专业现场抢修人员与指挥中心信息的沟通效率，增强应急指挥人员对现场感知能力，使得应急指挥人员能够高效指挥现场抢修。
附图说明
[0035] 图1是本发明电网灾害应急管理系统的结构
框图；
[0036] 图2是所述现场感知系统的结构原理框图；
[0037] 图3是所述穿戴式单兵装备的主视图；
[0038] 图4是图3的左视图；
[0039] 图5是图3的俯视图。
[0040] 附图中各部件的标记如下：1、穿戴式载体，2、供电通信模块，3、视频图像采集模块，4、应急照明模块。
具体实施方式
[0041] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0042] 请参阅图1，本发明实施例包括：
[0043] 一种电网灾害应急管理系统，包括依次相互连接的现场感知系统、通讯服务系统、远程指挥系统。
[0044] 所述现场感知系统由卫星电话、穿戴式单兵装备、布控球、抢修现场边缘计算装置组成，穿戴式单兵装备、布控球通过WiFi与抢修现场边缘计算装置连接，传输复合视频流。抢修现场边缘计算装置通过4G网络与通信服务系统连接。抢修现场边缘计算装置与远程指挥系统通过通讯服务系统进行音视频通话，卫星电话通过海事卫星进行通话，穿戴式单兵装备可选择4G、WiFi或CDMA方式与远程指挥系统进行音频通话。
[0045] 结合图2，所述抢修现场边缘计算装置内部封装电源模块、工业控制计算机、ARCore X计算棒、无线通信模块，无线通信模块、AR Core X计算棒、工业控制计算机依次连接，电源模块的输出端与工业控制计算机连接。优选的，所述电源模块采用220V输入、12V/2A输出
开关电源，内置20000mAh
锂离子电池，并带有充放电保护板。工业控制计算机为Intel J1900处理器、4G内存工业控制主机。AR Core X为增强现实显示
硬件加速器，负责进行高性能低功耗
计算机视觉计算。无线通信模块负责抢修现场边缘计算装置与远程指挥系统通信，可采用4G、WiFi等无线通信方式。抢修现场边缘计算装置通过WiFi采集穿戴式单兵装备、布控球的复合视频流。进一步的，现场感知系统还包括
云台，由工业控制计算机智能控制云台。
[0046] 结合图3至图5，所述穿戴式单兵装备主要包括穿戴式载体1、安装在穿戴式载体1上的供电通信模块2、与供电通信模块2相连的视频图像采集模块3、应急照明模块4、显示模块(图中未示出)。本实施例中，所述穿戴式载体1采用
安全帽。供电通信模块2采用7500mAh
锂离子电池，视频图像采集模块3采用6mm焦距、4倍自动光学变焦摄像头，应急照明模块4采用240流明防爆应急灯，最大功率3W。
[0047] 现场感知系统基于智能穿戴式单兵装备和远程指挥系统实现。穿戴式单兵装备使用增强现实AR技术与远程进行实时交互，负责将抢修现场视频、音频信息进行实时采集、压缩转换，再转
化成约定的RTMP协议的实时视频流，通过通讯服务系统传输到远程指挥系统进行展示，从而实现远程的语音、图像实时交互。
[0048] 所述远程指挥系统可全方位查看现场作业视频，并且可以通过流媒体直播系统与现场感知模块语音通话。远程指挥系统主要包括交互式信息大屏、信号调度台、远程协同交互模块。信息调度台提供信号源控制，可实现多路信号实时切换；远程协同交互模块通过图像、指令、文字等方式将信息在远程指挥系统与穿戴式单兵装备之间进行实时交互；交互式信息大屏提供各类信息综合展示以及直
接触控指挥。
[0049] 所述通讯服务系统由通讯服务器、远程指挥系统和现场感知系统的通讯协议组成。通讯服务器负责实现远程和现场的信息实时通讯。通讯协议实现远程与现场的图形、文字等形式的指令从远程指挥系统发出，并实时呈现在现场的智能穿戴式单兵装备上面。
[0050] 基于所述电网灾害应急管理系统的通讯方法，包括以下步骤：
[0051] S1：远程指挥系统发出交互请求；
[0052] 远程指挥系统主要通过获取交互信息和打包通讯数据包两个步骤实现交互请求的发出。首先需要通过交互式信息大屏获取交互信息的类型、位置、内容等信息；然后将这些信息以标准的格式打包成数据包发送给通讯服务器。
[0053] 首先获取交互信息的流程为：
[0054] S101：选择现场穿戴式单兵装备，此时交互信息大屏中即呈现出该设备实时传输的现场视频数据；
[0055] S102：选取交互信息的类型，通过交互信息大屏上的按钮选择交互信息的类型(图形、文字)，该交互信息即电网故障发生点的信息，不同的图形信息是根据现场穿戴式单兵装备采集信息时的截图形状(方框性、圆形等)而定；
[0056] S103：选取交互信息呈现的位置，在交互信息大屏的现场实时视频中选取交互信息呈现的位置坐标(x,y)。
[0057] S104：输入交互信息的内容：(a)如果是方框图形交互信息，首先选取方框的左上
角顶点并获取其坐标(x0,y0)，然后选取方框的右下角顶点并获取其坐标(x1,y1)；(b)如果是圆形交互信息，首先选取圆形的中心点并获取其坐标(x0,y0)，然后选取圆形区域的半径r；(c)如果是文字交互信息，首先选取文字区域的起始并获取其坐标(x0,y0)，然后输入需要交互的文字并获取具体信息。
[0058] 然后按标准格式打包信息并发送，将上面各个步骤选取以及输入的信息，按照特定的标准格式打包，并发送给通讯服务器。表1给出了通讯协议中交互数据组织及解析的格式。使用64个字节的数据包来描述每一次交互请求的具体信息，(a)设备编号使用2个字节描述设备编码；(b)交互类型使用1个字节描述交互信息的类型，例如0为图形交互类型，1为文字交互类型，并且预留扩展的交互类型；(c)位置信息使用4个字节描述，其中前2个字节保存图像位置的x坐标，后2个字节保存图像位置的y坐标；(d)位置长度，表示后面56个字节中有效的数据有多少个字节，因为不同类型的交互信息，所使用的数据长度不一致，文字类型的信息可以使用最多28个汉字。
[0059] 表1通讯协议数据解析格式
[0060]
[0061] S2：通讯服务器接收并转发通讯请求；
[0062] 通讯服务器维护一个交互信息的状态列表，当接收到通讯请求后更新这个列表的状态。状态列表的格式为表2所示。使用2个字节来索引设备编号；使用1个字节来记录未处理的交互信息数量；使用2个字节来记录交互数据的地址，当有M个未处理的交互信息时，列表中保存着M个信息地址。
[0063] 表2通讯服务器状态列表
[0064]
[0065] 通讯服务器接收1个通讯请求时的处理流程为：①接收请求数据包，并获取服务器保存的地址；②相应设备编号的状态，信息数量加1；③相应设备编号的状态，将该请求数据地址添加到信息地址队列的末尾。
[0066] 通讯服务器转发1个通讯请求时的处理流程为：①获取转发成功的状态；②相应设备编号的状态，信息数量减1；③相应设备编号的状态，将信息地址队列的第一个信息地址数据删除。
[0067] S3：现场智能穿戴式单兵装备处理交互请求；
[0068] 现场的智能穿戴式单兵装备轮询查询通讯服务器中的状态列表，查看是否有该设备编号的交互请求，如果其设备编号的状态中，信息数量不为0，则执行交互请求处理流程，具体如下：
[0069] S301：从通讯服务器下载交互请求信息，完成后发送下载成功状态；
[0070] S302：查看交互请求信息的类型和位置，并取出赋值给具体的状态变量；
[0071] S303：处理交互信息的内容，(a)如果是方框图形交互信息，获取方框的左上角顶点坐标(x0,y0)和右下角顶点坐标(x1,y1)，并使用增强现实技术在穿戴式单兵装备的显示模块中画出方框；(b)如果是圆形交互信息，获取圆形的中心点坐标(x0,y0)和半径r，然后使用增强现实技术在穿戴式单兵装备的显示模块中画出圆形区域；(c)如果是文字交互信息，获取文字区域的起始坐标(x0,y0)，然后使用增强现实技术在穿戴式单兵装备的显示模块中显示交互请求信息中携带的文字内容数据。
[0072] 本发明采用模块化设计及通讯协议的设计，能够远程协同辅助电力抢修工作，显著提高各专业现场抢修人员与指挥中心信息的沟通效率，增强应急指挥人员对现场感知能力，使得应急指挥人员能够高效指挥现场抢修。
[0073] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
