[0001] 本发明涉及输电线路带电作业技术领域，特别是一种适用于高海拔地区的智慧供氧及微气象监测型带电作业吊篮及方法。

[0002] 在当代社会，随着科技的飞速发展，电能作为一种清洁、高效的能源，在现代社会中扮演着不可或缺的角色。无论是工业生产还是日常生活，电能的广泛应用为人类社会的进步提供了强大的动力支持。确保电能供应的稳定性和可靠性至关重要，而输电线路作为电能传输的重要载体，其安全运行直接关系到电能供应的质量和效率。然而对于位于人迹罕至的山区或高海拔地区的输电线路，这些地方往往自然环境恶劣，气候条件复杂。特别是在高海拔地区，输电线路不仅要面对严酷的自然条件，还要应对带电作业带来的挑战，在高海拔地区进行的输电线路带电作业，缺氧问题是其中的一大难题。由于高海拔地区的特殊环境，工作人员在执行带电作业时，需要面对极端低氧的环境，这对于执行体力劳动的带电作业人员来说无疑是巨大的挑战。此外，高海拔地区特有的微气象现象，如快速变化的风速、温度波动、湿度变化以及空气粉尘含量的波动，也会对作业人员的健康和安全造成影响。这些微气象条件的快速变化往往难以通过常规天气预报准确预测，增加了作业的不确定性和风险。主要表现在以下几个方面：（1）作业效率降低：在高海拔地区，缺氧环境会导致作业人员体力消耗加快，长时间作业后，工作效率会显著下降，使得完成既定任务的时间延长（2）安全防护措施执行难度增加：由于缺氧，作业人员在执行安全防护措施时可能会感到力不从心，如正确穿戴防护装备、遵循安全操作规程等，这些措施的执行难度增加，从而增加了作业风险。（3）对作业环境的感知能力减弱：缺氧可能削弱作业人员对周围环境的感知能力，如对电压、电流的敏感度降低，以及对作业现场潜在危险的识别能力下降，这可能导致对安全风险的忽视。（4）应急反应能力下降：在缺氧状态下，作业人员面对紧急情况时的应急反应能力会受到影响，如快速撤离、紧急断电等，这种能力下降可能会在关键时刻导致严重后果。（5）微气象影响：高海拔地区的微气象现象，如突发的强风、温度骤降、湿度变化和粉尘含量增加，都可能对作业人员的健康和作业安全造成额外的风险。

[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

[0026] 如图1‑4所示，一种适用于高海拔地区的智慧供氧及微气象监测型带电作业吊篮，包括载人底盘8，所述载人底盘8四周竖向设有支撑立柱7，所述支撑立柱7侧部固定设有氧气罐承托装置4，所述氧气罐承托装置4内部设有氧气罐固定装置5，所述氧气罐固定装置5内部设置压缩氧气罐6，支撑立柱7顶部设有与吊绳配合的吊绳穿孔1。在本实施例中，四根支撑立柱均采用高强度钢材构成，以确保吊篮整体框架的结构强度和稳定性，载人底盘通过焊接与四根支撑立柱连接。在作业侧的两根支撑之间，焊接有五组防坠栏杆，这些栏杆采用等距排列，不仅提供了额外的安全保障，还增强了吊篮的侧向稳定性。在支撑立柱上方吊篮顶部四角处，焊接有四个吊绳穿孔，这些穿孔的精确位置和尺寸保证了吊篮在吊装过程中的平衡性和安全性。

[0027] 优选地，所述载人底盘8两侧还固定设有防坠焊板3，支撑立柱7侧部固定这有防坠栏杆2。防坠焊板由两块网格状钢板组成，位于载人吊篮主体的载人底板的左右两侧，在人进入后可以关闭，作用为防止作业人员坠落。

[0028] 优选地，它还包括中央处理器，中央处理器信号输入端分别与生理信号检测装置和微气象检测装置输出端连接，中央处理器信号输出端与报警器连接。

[0029] 优选地，所述氧气罐承托装置4包括与支撑立柱7侧部固定的主体框架4.1，所述主体框架4.1上设有与压缩氧气罐6配合的氧气运输管4.2，主体框架4.1端部开设有与氧气罐固定装置5配合的槽口，压缩氧气罐6阀口设有供氧电动调节阀。在本实施例中，氧气运输管能够将氧气从承托装置内部输送到装置背面，确保作业人员在高空中也能获得稳定的氧气供应。装置主体框架内还设有预先开好的槽口，用于氧气罐固定装置的安装。两侧焊接有挡板，以防止外界杂物进入装置内部，前侧为氧气罐的入口，配备有可关闭的小型门，在氧气罐置入并固定后关闭。后侧设计为密封结构，以进一步提高氧气供应的安全性。装置主体框架上方还设计有置物槽，方便作业人员存放带电作业工具和其他必需品。压缩氧气罐6阀口设有的供氧电动调节阀可以由中央处理器进行控制，并可实时调节流量。

[0030] 优选地，所述氧气罐固定装置5包括位于前后侧的两个移动底座5.1，两个移动底座5.1底部与螺杆5.2前侧和后侧螺纹配合，螺杆5.2前侧和后侧的外螺纹方向相反，螺杆5.2一端通过轴承与主体框架4.1旋转连接，另一端与轮盘把手5.3固定连接，移动底座5.1顶部设有与压缩氧气罐6表面配合的爪型固定夹5.4。作为省力装置，通过旋转轮盘把手
5.3，可以带动螺杆5.2转动，由于两个移动底座5.1底部与螺杆5.2前侧和后侧螺纹配合，且螺杆5.2前侧和后侧的外螺纹方向相反，所以两个移动底座5.1可以相互靠近或分离，使得压缩氧气罐6的固定和拆卸过程更为简便和安全。

[0031] 本发明还公开上述适用于高海拔地区的智慧供氧及微气象监测型带电作业吊篮的监测方法，它包括以下步骤：步骤1：中央处理器实时接收作业人员身上携带的生理信号检测装置所检测到的生理信号；生理信号包括但不限于心率、血压、血氧等关键生理参数。这些参数对于评估作业人员在高海拔地区进行带电作业时的健康状况至关重要，因为高海拔地区低氧环境会对这些生理因素产生显著影响。生理信号检测装置可以采用智能手环，其所检测到的生理信号，包括但不限于心率、血压、血氧等关键生理参数。

[0032] 步骤2：中央处理器对接收到的生理信号进行实时分析，评估作业人员的生命安全状况，根据作业人员的生理参数变化，判断是否存在作业风险，设立安全阈值范围并在必要时发出警报，提示作业人员或地面控制中心采取相应的安全措施；步骤3：中央处理器实时接收微气象检测装置所采集的气象信息；气象信息包括气压、风速、温度、湿度、风向、雨量和空气粉尘含量等关键气象参数。这些参数对于预测和评估高海拔地区特有的微气象现象至关重要，高海拔地区气候变化速度快，常规天气预报往往难以准确预测。

[0033] 步骤4：中央处理器根据微气象检测装置提供的数据，结合高海拔地区特有的微气象方法，进行实时的气象分析和降雨预警；当检测到可能对带电作业造成影响的气象条件时，处理器会及时发出预警信号，提醒作业人员采取预防措施，如暂停作业、采取避雨措施等，以确保作业安全。

[0034] 步骤5：中央处理器将实时分析的生理信号和气象信息同步传输至地面控制中心，使得地面控制人员能够实时监控作业人员的健康状况和作业环境的气象条件，为地面控制中心提供决策支持。这种实时数据共享机制，不仅提高了作业的安全性，也为地面控制中心提供了决策支持，使得应对突发情况更加迅速和有效。

[0035] 进一步地，所述步骤2具体过程如下：步骤2.1、实时数据接收：实时接收来自于带电作业人员手环上的生理信号，包括作业人员的实时血氧饱和度、血压、体温和心率。

[0036] 步骤2.2：信号分析与评估，对接收的生理信号进行分析，并与内置的正常生理信号值范围数据库进行比较，以评估作业人员的生理状态。

[0037] 步骤2.3：生理参数正常范围的判断逻辑：条件（1）：血氧饱和度在高海拔环境下会降低，需保证平均血氧饱和度大于等于85%，最低血氧饱和度大于75%；条件（2）：血压在高海拔地区会有所变化，要求收缩压低于120mmHg，舒张压低于100mmHg；条件（3）：在高海拔地区，人体温度大于36.3℃，以维持正常的体温；条件（4）：心率会因为身体对缺氧的反应而增加，正常提升范围在20次/分钟，要求最高心率需小于140次每分钟；步骤2.4：预警触发逻辑：条件（1）：当方法检测到血氧饱和度低于85%或最低值低于75%，或者血压超出正常范围，或者体温低于36.3℃，或者心率超过正常范围时；条件（2）：
在预计的延时时间20秒内，如果条件（1）中的任一异常信号持续存在，则判断作业人员的生理信号异常。

[0038] 步骤2.5：预警发出：在满足条件（1）和（2）的情况下，将触发预警机制，向作业人员发出警报，并通知现场安全管理人员。上述步骤能够实时监控作业人员的生理状态，及时发现并预警潜在的健康风险，从而确保带电作业人员的安全。

[0039] 进一步地，所述步骤4具体过程如下：步骤4.1：实时数据接收：通过微气象检测装置实时采集高海拔作业环境的微气象数据，包括温度、湿度、风速、气压和紫外线指数；
步骤4.2：信号分析与评估：对收集到的微气象数据进行深入分析，并与预设的正常气候参数范围进行比较，以评估作业环境的安全性；
步骤4.3：气候参数正常范围的判断逻辑：条件（1）：在高海拔地区，温度会迅速变化，需确保实时温度不低于5℃，以防止作业人员受到低温伤害；条件（2）：湿度需维持在30%至70%之间，以保证作业人员舒适并减少静电危害；条件（3）：风速超过20米/秒会对作业造成危险，需监控风速并评估潜在风险；条件（4）：气压的降低会影响人体舒适度和健康，需保证气压不低于550百帕，且当气压急速降低的时候，将会有降雨风险；条件（5）：紫外线指数超过7时，作业人员需采取额外防护措施，需实时监测紫外线强度；
步骤4.4：预警触发逻辑：条件（1）：当方法检测到温度低于5℃，或湿度超出30%至
70%的范围，或风速超过20米/秒，或气压低于550百帕，或紫外线指数超过7时；条件（2）：在预计的延时时间30秒内，如果条件（1）中的任一异常气候参数持续存在，则判断作业环境存在潜在风险；
步骤4.5：预警发出，在满足条件（1）和（2）的情况下，将启动预警系统，通过现场的警报装置发出警报，并通知作业人员和管理人员采取相应防护措施；同时，调整作业计划或采取紧急撤离措施，以确保作业人员的安全。

[0040] 通过以上设计，本发明的供氧型吊篮不仅能够为作业人员提供稳定的氧气供应，还能够通过集成的处理器实时监测和预警作业人员的生理状态和作业环境的气象条件，显著提高了高海拔地区带电作业的安全性和效率。

[0041] 本发明还公开上述适用于高海拔地区的智慧供氧及微气象监测型带电作业吊篮的使用方法，它包括以下步骤：步骤一、准备阶段：将吊绳穿入主体框架上方的吊绳穿孔，确保吊绳固定牢靠，以保持整个吊篮在吊装过程中的稳定性；
步骤二、氧气罐安装与固定：松开氧气罐固定装置上的爪型固定夹，将压缩氧气罐放入爪型固定夹内，确保压缩氧气罐正确放置并居中，然后旋转轮盘把手而带动螺杆转动，由于两个移动底座底部与螺杆前侧和后侧螺纹配合，且螺杆前侧和后侧的外螺纹方向相反，所以两个移动底座可以相互靠近而使得两个爪型固定夹夹紧压缩氧气罐，确保压缩氧气罐在吊篮中的稳定性和安全性；
步骤三、氧气供应系统连接：将压缩氧气罐的输气管与氧气罐承托装置的氧气运输管对准并连接，确保氧气可以顺畅地从压缩氧气罐输送到作业人员处，检查连接处是否密封良好，避免氧气泄漏。

[0042] 步骤四、氧气罐承托装置安全检查：盖好氧气罐承托装置的门，确保氧气供应的安全性，检查氧气罐承托装置的密封性，确保没有氧气泄漏的风险；步骤五、工具与设备准备，将带电作业所需的工器具和必需品放置在主体框架上的置物槽内，确保作业人员能够方便地取用；
步骤六、作业人员进入与吊篮封闭：作业人员穿戴好个人防护装备，进入吊篮，并确保安全带等安全设备穿戴齐全，启动佩戴于带电作业工作人员手腕处的生理信号检测装置，同时启动中央处理器，在带电作业过程中，将持续处理生理信号；上述高海拔地区带电作业人员在作业过程中各采样时刻的生理信号具体处理方法为：
将人体在带电作业过程中各采样时刻的体表温度 、动脉收缩压 和动脉
舒张压 代入以下公式：
；
得到带电作业人员带电作业的第一生理信息安全系数 、其中 表示数据库中储存的该工作人员在高海拔地区未作业时的标准体表温度， 、 分别表示预设的带电作业工作人员过程中动脉标准收缩压的最大值和动脉标准舒张压的最大值， 、 分别表示预设的带电作业过程中的体表温度偏差值、动脉收缩压变化的权重因子， 代表修正因子；
人体在高海拔地区的生理信号决定性因素是血氧饱和度和心率提升次数，将带电作业过程中各时刻的血氧饱和度 、心率提升次数 和作业地点海拔高度 代入以下公式：
；
得到带电作业人员带电作业的第二生理信息安全系数 、其中 表示预设的带电作业工作人员过程中能保证正常作业的标准血氧饱和度，其中 表示 所对应的标准海拔高度， 表示带电作业工作人员的标准心跳次数， 、 分别表示预设的带电作业过程中的血氧饱和度和心率提升次数偏差值的权重因子， 代表修正因子。

[0043] 将带电作业人员带电作业的生理信息安全系数 和 代入公式：；
得到高海拔地区带电作业人员生理信号的操作安全指数 ，其中 和 分别表示预设的高海拔地区带电作业人员次要生理因素和决定性生理因素的权值；
将高海拔地区带电作业人员生理信号的操作安全指数与预设的高海拔地区带电作业人员生理信号的操作安全指数参考范围进行比对，若高海拔地区带电作业人员生理信号的操作安全指数小于高海拔地区带电作业人员生理信号的操作安全指数范围的下限值，表明高海拔地区带电作业人员的操作存在安全隐患，及时采取措施，包括暂停作业进行休息或者停止作业或者增加供氧量；
步骤七、作业执行与监控，在确认所有设备和安全措施都已就绪后，直升机启动将吊篮携带置于需要进行带电作业的导线处，放置在作业地点后，作业人员即可开始进行带电作业；在作业过程中，佩戴于作业人员手腕处的生理信号检测装置持续监测带电作业人员生理信号，将实时生理信号发送至中央处理器，对人员身体信息进行安全判断，应持续监控氧气供应情况，根据需要调整氧气流量；吊篮上的微气象检测装置实时采集风速、温度、湿度、空气粉尘含量关键气象参数；
中央处理器将这些数据进行实时的气象分析和预测：采集空气中相关参数后传输至中央处理器进行逻辑判断，给出风速、湿度、气压和下雨的概率，若检测到可能对作业造成影响的气象条件，如强风、急剧的温度变化或高湿度，并结合作业人员的肉眼判断，处理器将及时发出预警信号，提醒作业人员采取预防措施，包括暂停作业、采取避雨措施，及时派遣直升机进行将作业人员安全送到地面，以确保作业的连续性和安全性；
中央处理器将数据进行实时的气象分析和预测的具体过程为：
将供氧型吊篮于作业地点收集到的气象参数，包括空气湿度 、大气压强 和作业地点高度风速 代入公式：
；
得到高海拔地区带电作业时工作气象风险系数 、其中 表示预设的高海拔地区带电作业时工作气象风险系数的修正银子，其中 表示降雨空气湿度标准值， 表示达到下雨条件时空气湿度的允许偏差， 表示起始作业时的大气压强初值， 表示降雨时气压变化均值，表示起始带电作业的风速初值， 、 、分别表示高海拔地区带电作业时工作气象的权重因子， 代表高海拔地区带电作业时工作气象修正因子；
将高海拔地区带电作业时工作气象风险系数 与预设的高高海拔地区带电作业时工作气象风险系数阈值进行比对，若高海拔地区带电作业时工作气象风险系数大于阈值，表明高海拔地区降雨的可能性比较大，及时采取避雨措施或者停止作业；
步骤八、作业完成后的收尾工作，作业完成后，作业人员应关闭氧气供应及中央处理器，收拾工具，确保所有设备和工具都已安全地存放或移除；然后，安全撤离吊篮，并进行必要的设备检查和维护。

[0044] 上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。