輸電線路防外破中語音廣播警示設(shè)備的運用

國網(wǎng)天水供電公司 成曉光 張家祥 夏 禹 高永斌 閆家聞

1 引言

外力破壞行為能夠直接作用于輸電線路的系統(tǒng)本體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致形成程度較為顯著的線路破壞后果。近年來，防范輸電線路遭到外力破壞的預(yù)警技術(shù)方案已經(jīng)趨向于不斷實現(xiàn)完善成熟，客觀上有助于輸電線路獲得更加良好的安全保護。語音廣播的自動化預(yù)警提示系統(tǒng)主要包含了終端警示設(shè)備，采取實時性的線路外破安全隱患檢測機制來保證輸電線路的良好可靠安全程度。由此能夠得知，語音廣播的警示設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)全面采用于輸電線路的運維管理領(lǐng)域，提升輸電線路的安全預(yù)警防護等級。

2 輸電線路防外破中語音廣播警示設(shè)備的基本技術(shù)原理

2.1 智能語音阻止系統(tǒng)的理論依據(jù)

智能性的語音阻止系統(tǒng)可以直接連接至輸電線路，具體設(shè)計為交互性的雙向語音傳輸模式。智能設(shè)備系統(tǒng)對于語音數(shù)據(jù)以及視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了準(zhǔn)確的自動采集獲取，語音阻止系統(tǒng)的主控設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制系統(tǒng)各個測點的目標(biāo)。防外破的輸電線路點位監(jiān)測結(jié)構(gòu)主要采取了接收信號、轉(zhuǎn)換信號、處理信號相結(jié)合的模式，通過采取智能切換的系統(tǒng)自動控制方案來確保實現(xiàn)多種語音警示功能[1]。因此從系統(tǒng)理論設(shè)計的角度來講，智能語音阻止的防外破系統(tǒng)具有避免外力進行人為破壞操作的重要作用，增設(shè)了視頻報警提醒以及系統(tǒng)控制人員的人工干預(yù)處理模式。即便在輸電線路與遠(yuǎn)程控制中心距離較遠(yuǎn)的情況下，輸電線路的系統(tǒng)值守人員也能夠?qū)τ谕饬ζ茐牡男袨檫M行必要的干預(yù)阻止。

輸電線路不能缺少智能語音阻止的防止外破報警提示功能，采取智能語音作為提示音的自動控制預(yù)警系統(tǒng)主要包含了云傳輸?shù)?G平臺設(shè)備、智能操作控制的后臺設(shè)備、拾音分機與終端揚聲器[2]。在這其中，包含視頻語音控制組件與終端管理軟件的智能化后臺控制系統(tǒng)能夠直接連接到系統(tǒng)值守人員的手機終端設(shè)備，據(jù)此實現(xiàn)了實時性的系統(tǒng)通信功能，并且可以做到同時控制與監(jiān)測輸電線路中多個不同的桿塔點位。突破距離與空間局限因素的智能傳輸設(shè)備主要可以用于全面接收音頻信號、擴音并且處理現(xiàn)有的音頻信號，采取太陽能的系統(tǒng)終端供電保護機制。在系統(tǒng)音柱與揚聲器的終端組件設(shè)備作為支撐前提下對于擴音得到的數(shù)據(jù)信號能夠進行完整的傳輸。

2.2 智能語音阻止系統(tǒng)的實踐依據(jù)

從智能語音阻止的系統(tǒng)運行實踐角度來講，智能系統(tǒng)的運行實現(xiàn)思路集中體現(xiàn)在交互式與雙向性的語音傳輸處理技術(shù)。構(gòu)建點對點的云傳輸5G通信鏈路結(jié)構(gòu)體系，確保對于實時性的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路進行完整的構(gòu)建。安裝于系統(tǒng)前端結(jié)構(gòu)的監(jiān)控器能夠準(zhǔn)確排查各個時段的外破行為，對于人為干擾因素產(chǎn)生的信號數(shù)據(jù)進行敏銳地捕捉。不法人員如果在輸電線路的所在區(qū)域?qū)嵤┝巳斯て茐牡牟僮鳎悄芸刂频脑O(shè)備終端組件就會立即發(fā)出實時性的提示報警音，提醒現(xiàn)場操作人員立即停止人為實施輸電線路盜取或者破壞等動作。

輸電線路的系統(tǒng)監(jiān)控人員目前主要通過采取手機喊話或者麥克風(fēng)喊話的兩種途徑方式，進而要求位于輸電線路所在場地的行為人立即停止破壞線路的動作。在此過程中，視頻監(jiān)測的桿塔設(shè)備區(qū)域如果表現(xiàn)為某種異常，則應(yīng)當(dāng)立即啟用相應(yīng)的報警語音提示裝置，從而達到了及時阻斷外破行為后果的目的。連接于智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測桿塔點位的各個模塊能夠進行靈活的擴容，具體對于接入模塊的連接操作模式主要應(yīng)當(dāng)采取端口設(shè)備的接入處理方法，顯著改善智能化的信號控制與轉(zhuǎn)化實施效率[3]。

圖1 語音廣播警示設(shè)備的基本運行原理

3 輸電線路防外破中語音廣播警示設(shè)備的總體設(shè)計方案

3.1 設(shè)備系統(tǒng)的模塊設(shè)計方案

地圖分布查看：查看設(shè)備的安裝位置，點擊圖標(biāo)顯示設(shè)備的詳細(xì)安裝位置，支持設(shè)備編號查詢；群控管理：對設(shè)備狀態(tài)查詢與權(quán)限管理和定時管理；設(shè)備信息：展示設(shè)備的詳細(xì)信息，支持多方式數(shù)據(jù)查詢支持設(shè)備狀態(tài)的分頁查看，支持設(shè)備的導(dǎo)出，支持設(shè)備操作日志的查看與修改；用戶設(shè)備權(quán)限：可對設(shè)備進行與用戶的解綁和禁用，支持多條件查詢；定時管理：可對單個或多個設(shè)備進行定時播放，可選擇某個星期也可全選；定時任務(wù)與移動端同步，可靈活操作；音頻任意播放：支持多方式數(shù)據(jù)查詢；客戶管理：可多通過App注冊的用戶進行權(quán)限的管理，分配對應(yīng)的角色權(quán)限。對用戶狀態(tài)設(shè)置，支持用戶的分頁查看與多方式數(shù)據(jù)查詢；區(qū)域管理：可自定義區(qū)域劃分，對設(shè)備安裝位置精確定位可實現(xiàn)網(wǎng)格化管理；日志管理：記錄用戶在系統(tǒng)的使用日志，有操作日志、設(shè)備日志、系統(tǒng)日志。其中操作日志為用戶登錄登出、設(shè)備使用等記錄；角色管理：為平臺用戶分配本系統(tǒng)的功能使用權(quán)限；SDK任意系統(tǒng)接入：通過后臺創(chuàng)建賬號給對應(yīng)用戶綁定。可對接任意平臺，更好地與第三方融合實現(xiàn)互聯(lián)互通；設(shè)備信息回傳：控制器設(shè)備通過與平臺管理系統(tǒng)通信獲取設(shè)備實時狀態(tài)進行展示。軟件平臺系統(tǒng)本身具有自動定位的使用功能，有利于實現(xiàn)全過程的數(shù)據(jù)信息采集以及桿塔信號定位。

3.2 后臺軟件設(shè)備的設(shè)計方案

后臺軟件設(shè)備的設(shè)計方案優(yōu)勢體現(xiàn)在具備遠(yuǎn)程喊話的自動控制功能，并且能夠連接于遠(yuǎn)程監(jiān)控值守人員的手機接收終端，或者采取連接系統(tǒng)PC端的形式。對于音頻文件能夠進行自動化的上傳操作，靈活進行語音以及文字的轉(zhuǎn)換操作。在循環(huán)進行系統(tǒng)錄音信號的播放操作控制模式基礎(chǔ)上，對于全過程的錄音數(shù)據(jù)信號應(yīng)當(dāng)采取全過程的轉(zhuǎn)換播放形式。由此可見，上述的后臺軟件設(shè)備非常方便系統(tǒng)的管理人員進行快捷的分級登錄與分級管理操作，增進了不同崗位的技術(shù)人員互動與銜接[4]。

后臺軟件的系統(tǒng)設(shè)備在遠(yuǎn)程自動化的登錄界面控制基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)能夠促進實現(xiàn)實時性的手機終端登錄。對于后臺軟件系統(tǒng)主要應(yīng)當(dāng)設(shè)計為B/S的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，通過采取分點控制的靈活設(shè)計形式予以完成。因此，系統(tǒng)后臺軟件能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的桿塔點位數(shù)據(jù)記錄與保存操作，進而做到了完整并且準(zhǔn)確保留各個不同時段的操作數(shù)據(jù)信息。對于信息監(jiān)測的操作過程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為實時性的在線自動監(jiān)測，防止輸電線路的值守人員由于受到人為疏忽等主觀因素影響，導(dǎo)致忽視了輸電線路遭到不法分子攻擊的安全風(fēng)險。

4 輸電線路防外破中語音廣播警示設(shè)備的技術(shù)運用要點

防外破的輸電線路智能語音警示設(shè)備重點實現(xiàn)了全過程的點位監(jiān)測目標(biāo)，采取交互性的語音數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)雙向傳輸控制實現(xiàn)方案[5]。在目前的情況下，城鄉(xiāng)地區(qū)的輸電線路體系仍然較多發(fā)生線路遭受人為切割以及損壞的情形，因此客觀上體現(xiàn)了嚴(yán)格監(jiān)控輸電線路運行安全狀況的重要價值。對于移動終端的系統(tǒng)接入軟件能夠直接進行系統(tǒng)主控設(shè)備的連接，采取了遠(yuǎn)距離的自動監(jiān)控操作實施方案來確保外破點得到及早的察覺識別。經(jīng)過上述的廣播警示設(shè)備優(yōu)化設(shè)計以后，輸電線路的外力破壞事故發(fā)生概率表現(xiàn)為顯著降低的特征，從而實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的整體運維成本資源合理降低目的，節(jié)約了智能監(jiān)控的系統(tǒng)成本造價。

4.1 主控單元和分控單元設(shè)計技術(shù)

系統(tǒng)主控單元以及分控單元都屬于非常關(guān)鍵的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊，為了促進語音廣播警示的系統(tǒng)良好使用效能得以發(fā)揮，設(shè)計防外破系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)落實在模塊單元優(yōu)化。首先需要解決主控單元和分控單元的供電問題，采用直流12V供電。音頻接收、音頻轉(zhuǎn)化數(shù)字信號、數(shù)字信號發(fā)射，采用工業(yè)級DSP數(shù)字處理模塊，經(jīng)過測試，模塊滿足要求。

在系統(tǒng)分控單元的設(shè)計方案中，控制模塊采用工業(yè)級數(shù)字控制模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻控制、音量控制，桿塔點位控制，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時喊話和定時喊話控制。主控模塊和分控模塊連接，可以實現(xiàn)分級控制和分點控制。端口接入模塊，考慮2路音頻輸入接入，考慮USB端口接入。經(jīng)過各模塊的單獨測試和組合后測試可得，各模塊匹配性能良好，信號處理和控制功能良好，能夠滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。

4.2 智能接收單元技術(shù)

工業(yè)級的處理數(shù)據(jù)信號模塊主要設(shè)計為DSP的結(jié)構(gòu)形式，智能化的信號數(shù)據(jù)接收單元可以對于原始的音頻接收信息進行完整的還原操作處理。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過自動化還原處理后的音頻信號將會達到更加良好的完整清晰程度，其中重點涉及過濾系統(tǒng)的濾波信號以及擴大原有的音頻接收信號。網(wǎng)絡(luò)通信模塊應(yīng)當(dāng)設(shè)計為5G的通信體系結(jié)構(gòu)，需要通過采取多種不同形式的系統(tǒng)輸入信號處理端口予以實現(xiàn)。

智能接收單元最為關(guān)鍵的實踐作用就要體現(xiàn)在完整接收語音提示信號，系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)人員對于系統(tǒng)線路的具體連接方式應(yīng)當(dāng)進行準(zhǔn)確選取，結(jié)合系統(tǒng)連接線路與系統(tǒng)終端智能設(shè)備的間隔長度因素來進行科學(xué)的選擇設(shè)計。系統(tǒng)供電的電源結(jié)構(gòu)主要布置為太陽能的電池板，并且限定在50W以內(nèi)的系統(tǒng)運行功率參數(shù)。連接于智能網(wǎng)絡(luò)終端的太陽能供電裝置對于實時性的供電轉(zhuǎn)換需求進行了充分的滿足，據(jù)此實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)硬件以及系統(tǒng)軟件功能的目標(biāo)。

4.3 離網(wǎng)分布式太陽能電源系統(tǒng)技術(shù)

近年來，離網(wǎng)分布式的太陽能供電系統(tǒng)已經(jīng)獲得了較為普遍的采用。離網(wǎng)分布式的電源供電技術(shù)主要依靠于太陽能的清潔可循環(huán)能源，并且具有分布式的供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案優(yōu)勢。對于穩(wěn)定以及可靠的系統(tǒng)供電運行過程如果要得以長期保持，最關(guān)鍵的基礎(chǔ)就要落實在電源模塊的合理設(shè)計。在系統(tǒng)機箱的空間結(jié)構(gòu)中統(tǒng)一布置通信模塊、音頻模塊與供電系統(tǒng)模塊，有效促進了系統(tǒng)整體可靠程度與集成度的優(yōu)化提高。

采取太陽能的分布式結(jié)構(gòu)電源系統(tǒng)能夠保證實現(xiàn)持續(xù)性良好的高效率供電，電源系統(tǒng)的現(xiàn)有動態(tài)范圍較寬。在較短的時間里，可以保證快速實現(xiàn)強度較大的電流持續(xù)供電，顯著增強了蓄電池模塊的適應(yīng)性。對于輸電線路的桿塔結(jié)構(gòu)可以安裝實時性的供電裝置模塊，進而有助于網(wǎng)絡(luò)電源系統(tǒng)的體積與重量實現(xiàn)更大程度的合理控制。蓄電池的電源供電模塊能夠保持15d左右的持續(xù)供電時長，并且還可以實現(xiàn)電池余量的保留。具體在選擇供電系統(tǒng)的型號規(guī)格時，目前應(yīng)當(dāng)重點考慮設(shè)計為24V或者12V的供電系統(tǒng)形式。

5 結(jié)語

語音廣播警示設(shè)備目前主要采用了智能語音阻止的核心設(shè)計原理，其中重點涉及主控單元和分控單元的設(shè)備組成模塊、智能接收的終端模塊、分布式的離網(wǎng)太陽能供電模塊等。現(xiàn)階段的輸電線路整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)模正在持續(xù)實現(xiàn)擴展，充分體現(xiàn)了防止線路遭到外部人為破壞的必要性。在此前提下，目前針對輸電線路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)采取綜合性的防外破管理控制實施方案，正確采用智能化的廣播警示設(shè)備。