基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及电力系统安全监测，特别是基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、在电网应急抢修作业过程中，变电站或地下管廊等封闭空间可能发生有毒气体泄漏事故，现有的气体监测方式主要依赖固定安装的电化学传感器或红外传感器构成监测网络，对现场若干固定点位的气体浓度进行采集，并配合作业人员随身携带的便携式检测仪读取当前位置的瞬时浓度，一旦某一点位的浓度读数超过预设限值，即触发声光报警装置提示作业人员撤离或采取防护措施。

2、上述方式存在以下不足：其一，传感器从接触气体到输出稳定浓度信号存在固有响应延迟，而泄漏气体受风速、温度梯度及现场布局影响以湍流形式快速扩散，形成非均匀分布的高浓度区域，固定点位的传感器网络仅能反映已布设位置的历史浓度状态，无法提前呈现尚未覆盖区域的浓度变化趋势。

3、其二，现有预警系统普遍采用固定阈值触发的报警，仅在传感器所在点位读数越限时启动报警，未将气体扩散的时空连续性与作业人员的移动轨迹相结合，当作业人员进入已扩散但尚未被传感器覆盖的高风险区域时，无法获得提前预警；其三，不同工种作业人员在现场的活动范围与停留时长存在差异，个体所受的实际暴露程度并不相同，采用统一的报警内容与呈现方式难以适应不同作业人员在复杂现场环境下的接收条件。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于如何解决现有气体监测方式受传感器响应滞后与固定点位覆盖范围限制，无法提前反映有毒气体动态扩散趋势，且现有报警机制采用固定阈值触发方式，未结合气体扩散的时空连续性与作业人员移动轨迹动态评估个体实时暴露风险，同时未充分考虑复杂现场通信环境下预警信息向作业人员终端可靠送达的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法，其包括，通过部署于电网应急抢修现场的多个气体传感器采集有毒气体的浓度数据，通过作业人员佩戴的定位终端采集所述作业人员的时空轨迹数据；

5、根据所述气体传感器的响应滞后特性对所述浓度数据进行时间校准，结合浓度反演模型对校准后的浓度数据进行时空反演，构建表征有毒气体浓度时空分布的动态风险场；

6、将所述时空轨迹数据与所述动态风险场进行时空匹配，通过个体暴露风险量化模型计算所述作业人员在所述动态风险场中的个体暴露风险指数；

7、根据所述个体暴露风险指数生成分级预警信息，将所述分级预警信息推送至所述作业人员对应的终端。

8、作为本发明所述基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的一种优选方案，其中：所述根据所述气体传感器的响应滞后特性对所述浓度数据进行时间校准，结合浓度反演模型对校准后的浓度数据进行时空反演，构建表征有毒气体浓度时空分布的动态风险场，包括，

9、确定各所述气体传感器的响应滞后时间参数，根据所述响应滞后时间参数对所述浓度数据的时间戳进行校准，得到校准后的浓度时间序列；

10、将所述校准后的浓度时间序列作为气体扩散动力学方程组的初始条件与边界条件，通过数值迭代求解，将离散的传感器测点浓度信息扩展至现场空间内未部署传感器的区域，得到所述动态风险场。

11、作为本发明所述基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的一种优选方案，其中：所述将所述时空轨迹数据与所述动态风险场进行时空匹配，通过个体暴露风险量化模型计算所述作业人员在所述动态风险场中的个体暴露风险指数，包括，构建所述动态风险场的空间索引结构，基于所述空间索引结构确定所述时空轨迹数据中各轨迹点所属的空间区域，获取所述空间区域对应的浓度值；

12、根据各所述轨迹点的时间戳与对应的所述浓度值，计算所述作业人员在预设时间窗口内的累积暴露量，根据所述累积暴露量与预设的暴露限值确定所述个体暴露风险指数。

13、作为本发明所述基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的一种优选方案，其中：所述通过部署于电网应急抢修现场的多个气体传感器采集有毒气体的浓度数据，通过作业人员佩戴的定位终端采集所述作业人员的时空轨迹数据，包括，将电网应急抢修现场的空间划分为多个网格区域，确定所述气体传感器在各所述网格区域中的部署位置；

14、获取所述定位终端输出的位置信息与时间信息，根据所述网格区域对所述位置信息进行网格化处理，得到所述时空轨迹数据。

15、作为本发明所述基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的一种优选方案，其中：所述根据所述个体暴露风险指数生成分级预警信息，将所述分级预警信息推送至所述作业人员对应的终端，包括，将所述个体暴露风险指数与预设的多个风险等级阈值进行比对，确定所述个体暴露风险指数对应的预警级别；

16、根据所述预警级别匹配预先配置的预警信息模板，将匹配得到的所述预警信息模板作为所述分级预警信息发送至所述作业人员对应的终端。

17、作为本发明所述基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的一种优选方案，其中：还包括，获取作业人员的个体暴露风险指数，根据所述个体暴露风险指数生成分级预警信息；

18、向所述作业人员对应的终端发送终端状态探测信号，接收所述终端返回的终端能力信息；

19、确定电网应急抢修现场的通信链路稳定性；

20、结合所述终端能力信息与所述通信链路稳定性，通过自适应通道决策模型确定推送所述分级预警信息的目标信息推送通道；

21、通过所述目标信息推送通道将所述分级预警信息发送至所述作业人员对应的终端。

22、作为本发明所述基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的一种优选方案，其中：所述结合所述终端能力信息与所述通信链路稳定性，通过自适应通道决策模型确定推送所述分级预警信息的目标信息推送通道，包括，

23、根据现场的无线通信网络信号强度确定所述通信链路稳定性所处的稳定等级，所述稳定等级包括稳定、波动与中断；

24、在所述稳定等级与所述终端能力信息满足预设的优先级条件时，从包含增强现实指引、音频指令与文字描述在内的多种信息载体中，确定优先级最高且当前可用的信息载体对应的推送通道作为所述目标信息推送通道。

25、第二方面，本发明实施例提供了基于时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知系统，其包括，数据采集模块，用于通过部署于电网应急抢修现场的多个气体传感器采集有毒气体的浓度数据，通过作业人员佩戴的定位终端采集所述作业人员的时空轨迹数据；

26、风险场构建模块，用于根据所述气体传感器的响应滞后特性对所述浓度数据进行时间校准，结合浓度反演模型对校准后的浓度数据进行时空反演，构建表征有毒气体浓度时空分布的动态风险场；

27、风险评估模块，用于将所述时空轨迹数据与所述动态风险场进行时空匹配，通过个体暴露风险量化模型计算所述作业人员在所述动态风险场中的个体暴露风险指数；

28、预警推送模块，用于根据所述个体暴露风险指数生成分级预警信息，向所述作业人员对应的终端发送终端状态探测信号，接收所述终端返回的终端能力信息，结合所述终端能力信息与电网应急抢修现场的通信链路稳定性，通过自适应通道决策模型确定目标信息推送通道，通过所述目标信息推送通道将所述分级预警信息发送至所述作业人员对应的终端。

29、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的步骤。

30、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的时空轨迹分析的电网应急人员安全态势感知方法的步骤。

31、本发明有益效果为：本发明通过气体传感器与作业人员定位终端协同采集浓度数据与时空轨迹数据，为风险场构建与个体暴露评估提供统一时空基准；结合传感器响应滞后特性对浓度数据进行时间校准，通过浓度反演模型将离散测点浓度扩展至现场全空间，使动态风险场呈现未布设传感器区域的浓度分布趋势，弥补固定点位监测的空间感知盲区；将人员时空轨迹与动态风险场时空匹配，计算个体暴露风险指数，使评估结果随人员实际移动路径变化，区别于统一固定阈值判定方式；根据风险指数生成分级预警信息，结合终端能力与通信链路稳定性自适应选择推送通道，使预警信息以终端可支持形式送达。