[发明专利]基于BP神经网络的变电站构架爬梯的防坠落装置及其预警方法

说明书

本发明涉及一种基于BP神经网络的变电站构架爬梯的防坠落装置及其预警方法；利用温湿度传感器、风速传感器和穿戴式加速度传感器，实时监测环境条件和运维人员的攀爬速度，将监测的数据实时传输至控制模块，通过搭建和训练的BP神经网络，对信息进行分析，预判出此时是否存在危险，若存在危险，报警模块实时发出危险警示。当运维人员发生脚滑、踏空等意外情况开始坠落时，无线重力传感器检测到异常信号时，将信息传输至控制模块，控制模块立即发送信号给驱动电机使卷扬机立即停止转动，迅速将安全绳卡紧，防止运维人员坠落。该装置实现了攀爬前的安全评估、攀爬过程中的安全预警及攀爬过程中的防坠落，全方位、全过程的保障运维人员的人身安全。

技术领域

本发明涉及一种防坠落装置及预警方法，更具体地，涉及一种基于BP神经网络的变电站构架爬梯的防坠落装置及其预警方法。

背景技术

目前，变电站构架工作现场包含大量的高空作业，运维人员需通过构架爬梯登上构架横担进行高处检修作业。运维人员在攀爬过程中可能因作业气象条件、攀爬速度过快等面临着坠落的风险。为避免高空坠落事故的发生，在攀爬前需对当地气象条件进行实时监测判断符不符合高处作业的要求，同时在攀爬过程中需实时监测运维人员的攀爬速度，防止攀爬速度过快，手脚打滑发生高空坠落事故。

目前常使用的防坠落工具为保护绳和双钩保护防坠落工具等，传统的防坠落工具结构较复杂、体积笨重、智能化程度低，不能实时监测高空作业的气象条件和运维人员的攀爬速度，在不利的气象条件和攀爬速度过快的情况下，不能及时发出预警信息，提示运维人员注意安全。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于BP神经网络的变电站构架爬梯的防坠落装置及其预警方法，能够有效预防操作人员高空作业时发生坠落，提高高空作业的安全性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于BP神经网络的变电站构架爬梯的防坠落装置，包括箱体和设于箱体内的蓄电池、控制模块、驱动电机、电动卷扬机；所述的控制模块分别与驱动电机和蓄电池电性连接，驱动电机与电动卷扬机电性连接，在所述的卷扬机的转轴上缠绕有安全绳，安全绳的一端与转轴固定连接，另一端设有安全挂钩，在安全挂钩上设有无线重力传感器，所述的无线重力传感器与控制模块无线连接。重力监测模块安装在安全挂钩上，将检测到的信号传输至控制模块，控制模块控制驱动电机的启、停以及正反转，驱动电机驱动电动卷扬机启、停以及升降，从而实现安全绳的升降。在使用时，将安全挂钩挂接在操作人员穿的安全背带上的安全挂环上，操作人员正常攀爬的过程中，电动卷扬机根据攀爬高度控制安全绳的长度，当操作人员发生坠落时，电动卷扬机停止转动，通过安全绳将操作人员拉住，避免其高空坠落。操作人员只需穿上安全背带即可，无需携带其他安全工具，有效减轻了操作人员的工作压力。

进一步的，还包括设于箱体上的温湿度传感器和风速传感器，以及用于穿戴于用户身上的穿戴式加速度传感器；所述的温湿度传感器、风速传感器、穿戴式加速度传感器均与控制模块无线连接。温湿度传感器、风速传感器实时监测当地的气象信息，并把监测的信息通过无线传输模块传给控制模块；可穿戴式加速度传感器佩戴在运维人员的身上，实时监测运维人员攀爬速度，并将监测信息通过无线传输模块传送给控制模块。控制模块接收来自无线传输模块的信息，通过搭建和训练深度神经网络，对各项监测信息进行实时分析，判断出不适宜高处作业的气象条件及危险的攀爬速度，并把判断结果反馈给无线传输模块。

进一步的，还设有报警模块，所述的报警模块与控制模块电性连接。语音报警模块通过无线传输模块与控制模块连接，通过无线传输模块接收并响应来自控制模块的反馈信息并发出相应的语音警示。

进一步的，所述的箱体顶部设有光伏板和风力发电机，所述的蓄电池分别与光伏板和风力发电机电性连接。光伏板和风力发电机将太阳能、风能转化为电能储存在蓄电池中，蓄电池为整个系统提供电能。