國網(wǎng)甘肅省電力公司酒泉供電公司 吳有鵬 王 勇

電力能源高質(zhì)量供應(yīng)是社會平穩(wěn)運作的關(guān)鍵要素，因為專業(yè)設(shè)施使用周期過長、操作不規(guī)范等都有幾率會引發(fā)電力系統(tǒng)故障問題，因為故障區(qū)域的確認性不足亦或是出現(xiàn)多區(qū)域故障階段，會引發(fā)相關(guān)維護工作難度全面提升，特別是不能進行有效的工作交互，也會進一步導(dǎo)致?lián)屝拗芷谔嵘猩跽?，由于匱乏系統(tǒng)化的監(jiān)督管理，也會因為違規(guī)操作等出現(xiàn)重大安全事故。對于目前電力行業(yè)各類輸電設(shè)備檢修、試驗和驗收工作來說，現(xiàn)場工作人員除需攜帶各類安全工器具以外，還需攜帶照相機、攝像機、對講機，該智能安全帽的應(yīng)用可完全滿足作業(yè)現(xiàn)場需求，極大減少公司對照相機、攝像機、對講機的配備數(shù)量。通過4G(可拓展5G 網(wǎng)絡(luò))智能安全帽，引導(dǎo)相關(guān)工作人員可動態(tài)化探究故障所在區(qū)域、誘因以及開展進度，第一時間開展維修的專項指導(dǎo)[1]。

1 背景技術(shù)及新型智能安全帽工作原理

電力企業(yè)員工現(xiàn)場工作離不開安全帽，對安全帽的正確使用和保護已成為每個電力工人習(xí)以為常的工作習(xí)慣。無論地面工作還是高處作業(yè)，安全帽提供了最原始但最有效的人身保護。但現(xiàn)有電力企業(yè)員工佩戴安全帽智能單純的起防護作用，對操作現(xiàn)場的反饋、員工操作指示監(jiān)控等均通過攜帶其余各類設(shè)備進行，各類設(shè)備均為手持式或者固定式，手持式導(dǎo)致員工操作方便性差，固定式無法清楚捕捉每一個操作步驟。由于應(yīng)急搶修工作要求高效、高質(zhì)，在應(yīng)急檢修現(xiàn)場需應(yīng)急指揮人員及時掌握現(xiàn)場情況、保持現(xiàn)場通訊，進行有效指揮，并對于現(xiàn)場安全管控、糾正違章、規(guī)范員工行為需實時掌握、監(jiān)督指導(dǎo)。

本實用新型提供了一種智能安全帽，有效的解決了現(xiàn)有安全帽功能單一的問題，通過設(shè)置SIM 卡同時附帶攝像、照明等設(shè)備，集高清拍照、視頻錄像、語音通話等為一體。

本裝置采用高速處理器為主板、集高清視頻、音頻，3G/4G(可拓展5G 網(wǎng)絡(luò))和WiFi 無線通訊模塊、GPS 存儲、報警模塊?？蛇m時記錄現(xiàn)場情況、收集證據(jù)、規(guī)范施工等。并通過3G/4G(可拓展5G網(wǎng)絡(luò))、WiFi 無線網(wǎng)絡(luò)進行實時音視頻信息傳輸，語音對講等功能。具備WiFi 自組網(wǎng)的功能，在無公網(wǎng)信號的區(qū)域，可將裝置進行自組網(wǎng)，將裝置作為熱點輸出覆蓋周邊區(qū)域，使其組成一個大的網(wǎng)絡(luò)，這樣各個裝置之間可進行通信，且裝置自帶存貯功能，可將在無信號區(qū)域的視頻回傳至監(jiān)控平臺[2]。結(jié)合后端功能齊全化的監(jiān)控調(diào)控運作平臺，來整體化達成對戶外非固定式個人的動態(tài)化調(diào)控作用。

圖1 協(xié)同后端監(jiān)控調(diào)度指揮平臺

實際的開展步驟主要包括：在其內(nèi)部的主板當(dāng)中放置智能卡，以實現(xiàn)在終端方面的自動化撥號功能，并可實現(xiàn)接入附近的通信供應(yīng)商基站；設(shè)施借助專屬通信網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)調(diào)配服務(wù)器的地址來實現(xiàn)與指揮平臺的有效對接；指導(dǎo)平臺人員借助多樣化終端設(shè)備來控制平臺，動態(tài)化了解設(shè)備所上傳的實時信息，同時借助科學(xué)的調(diào)配來完成相關(guān)的功能應(yīng)用[3]。

2 新型智能安全帽技術(shù)方案

本實用新型產(chǎn)品提供了一種智能安全帽，解決了現(xiàn)有安全帽功能單一的問題。在安全帽體的前端外表面設(shè)有安裝盤，安裝盤上縱向安裝有激光燈、攝像頭和照明燈，在安全帽體后端內(nèi)表面安裝有蓄電池和主板，同時使得蓄電池和主板均與激光燈、攝像頭和照明燈通過導(dǎo)線連通，在安全帽體前邊沿位置安裝有照明激光燈開關(guān)、電源鍵、錄像指示鍵、播放器、拾音單元、充電指示燈和開機指示燈。

提高員工在輸電線路檢修工作中的安全技術(shù)水平和技能水平，減少員工手部操作設(shè)備，保證人身安全，對安全監(jiān)督機構(gòu)而言更是代替了安全監(jiān)管人員的眼睛和嘴巴，可實現(xiàn)遠程安全監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)作業(yè)人員安全隱患，杜絕事故的發(fā)生；通過設(shè)置SIM 卡同時附帶攝像、照明等設(shè)備，實現(xiàn)遠程指導(dǎo)、監(jiān)視的目的，提高電力設(shè)備維修、操作的規(guī)范性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

新型智能安全帽包括：安全帽體1，其特征在于，在安全帽體1的前端外表面設(shè)有安裝盤2，安裝盤2上縱向安裝有激光燈3、攝像頭4和照明燈5，在安全帽體1后端內(nèi)表面安裝有蓄電池6和主板7，同時使得蓄電池6和主板7均與激光燈3、攝像頭4和照明燈5通過導(dǎo)線連通，在安全帽體1前邊沿位置安裝有照明激光燈開關(guān)9、電源鍵10、錄像指示鍵11、播放器12、拾音單元13、充電指示燈14和開機指示燈15，照明激光燈開關(guān)9、電源鍵10、錄像指示鍵11、播放器12、拾音單元13、充電指示燈14和開機指示燈15均與主板7通過導(dǎo)線連通，所述主板7附帶有用于安裝SIM 卡的SIM 卡安裝槽、基帶芯片和電源管理芯片、射頻處理器和射頻功放、CPU 內(nèi)存和控制器。所述主板7上設(shè)置有USB 口8，所述攝像頭4優(yōu)選高清廣角攝像頭。

圖2 本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 前、后端安全帽體安裝結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 數(shù)據(jù)傳送原理圖

圖5 本實用新型安全帽外觀

3 技術(shù)效果及優(yōu)點

集高清拍照、視頻錄像、語音通話等為一體，對員工的操作規(guī)范性和技術(shù)性難題進行遠程監(jiān)視指導(dǎo)，并可在員工高空作業(yè)時減少手中器材攜帶量，如照相機、對講機等，充分保障人員作業(yè)安全，降低人員高空作業(yè)安全風(fēng)險；系統(tǒng)可由線路班組自行維護，可隨現(xiàn)場工作隨時移動，無需大量后臺支持；采用低功耗芯片管理技術(shù)，有效的減少裝置的能量損耗，增熱時管理系統(tǒng)，可設(shè)置溫度報警值，解決自發(fā)熱帶來得的問題，提高整體性能；先進的視頻壓縮編碼技術(shù)，提高圖像質(zhì)量，另外裝置可外擴攝像頭，可同時查看不用方向的視頻，方便運維人員安全作業(yè)。

對于目前公司各類檢修、取樣、驗收及事故應(yīng)急搶修工作來說，現(xiàn)場工作人員除需攜帶各類安全工器具以外，還需要攜帶照相機、攝像機、對講機，該成果現(xiàn)場應(yīng)用后可完全滿足作業(yè)現(xiàn)場需求，極大減少公司對照相機、攝像機、對講機的配備數(shù)量，只需一頂“新型智能安全帽”即可。工作人員配備的照相機3500元+攝像機6800+對講機500元，僅此三項花費10800元；“新型智能安全帽”目前僅為手工制作，包含研發(fā)、設(shè)計、開模及各類檢測費用，單頂價格為6600元，若申請專利后轉(zhuǎn)為廠家批量生產(chǎn)，費用將大幅下降。

4 在實踐應(yīng)用中的創(chuàng)新特性

4.1 頭骨震動式通訊裝置

聲音亦是聲波，是經(jīng)過空氣來傳導(dǎo)的一種震波，當(dāng)人在說話時聲音的震動產(chǎn)生強弱疏密的震波，經(jīng)由口腔散播至空氣來傳送到四面八方，而此震動的音波亦震動到人的頭骨，例如說話時，觸摸頭頂?shù)念^骨會有些震動的感覺。設(shè)備中骨骼傳導(dǎo)聲音的麥克風(fēng)便是基于以上的現(xiàn)象原理來設(shè)計。高靈敏度的震動感應(yīng)麥克風(fēng)置于頭頂，收集經(jīng)由骨骼傳導(dǎo)的聲音震動音波，傳送到高科技數(shù)字微電腦處理器（CPU），將收集的音頻震動信號（類比信號）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字化的音頻信號經(jīng)由中央處理器內(nèi)的頻率篩檢視窗，將人類聲帶所能發(fā)出的頻率以外的噪音自動消除，使發(fā)話者的音質(zhì)清晰無失真。

4.2 無線信息圖傳系統(tǒng)

綜合成本低，性能更穩(wěn)定。組網(wǎng)靈活，可擴展性好，即插即用。管理人員可迅速將新的無線監(jiān)控點加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，不需要為新建傳輸鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、增加設(shè)備，輕而易舉地實現(xiàn)遠程無線監(jiān)控。無線監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控和無線傳輸技術(shù)的整合，它可將不同地點的現(xiàn)場信息實時通過無線通訊手段傳送到無線監(jiān)控中心，并自動形成視頻數(shù)據(jù)庫便于日后的檢索[4]。

4.3 其他

無線短波無網(wǎng)絡(luò)對講系統(tǒng)；集高清拍照、視頻錄像、語音通話、線路夜巡時提供光亮照明于一體；可通地面平臺實時接收現(xiàn)場視頻，便于工作現(xiàn)場安全管控，及時發(fā)現(xiàn)違章操作并糾正，保護現(xiàn)場人員人身安全；系統(tǒng)可由線路班組自行維護，可隨現(xiàn)場工作隨時移動，無需大量后臺支持，并且可屏蔽帶電作業(yè)時電磁現(xiàn)象對通訊裝置的干擾；使用聚合物鋰離子電池，連續(xù)拍攝時間大于4小時。

5 在電力應(yīng)急工作中的應(yīng)用

為驗證新型智能安全帽在電力應(yīng)急工作中的實用性，該產(chǎn)品2018年5月至9月在±1100kV 吉泉線路驗收和±800kV 祁韶線檢修中進行實際應(yīng)用，有效提高員工在輸電線路高空工作中的安全監(jiān)督和可視化管理。2019年5月在進行敦煌電纜隧道電纜故障應(yīng)急搶修演練過程中，該安全帽發(fā)揮了極大的現(xiàn)場實用性，通過指揮人員對現(xiàn)場情況的了解及每一個點位、工況情況的掌握，及時對現(xiàn)場應(yīng)急搶修工作進行安排部署，對人員定位、電纜走向等情況做到心中有數(shù)，通過實時視頻保障了即時通訊，使工作有點可循、有點可抓、監(jiān)控到位，從而保障了應(yīng)急搶修演練的順利完成。

主要用途如下：新型智能安全帽可形成安全、完善、簡單快捷的電力行業(yè)一線員工現(xiàn)場安全監(jiān)督；有利于杜絕習(xí)慣性違章，規(guī)范人員行為，保障人身、設(shè)備安全；有效減少了工作人員攜帶對講機、照相機等設(shè)備登高和操作時的安全風(fēng)險；將智能安全帽、4G(可拓展5G 網(wǎng)絡(luò))基站、監(jiān)控中心及多種客戶端融為一體，指揮調(diào)度人員可實時了解工作現(xiàn)場情況，及時進行指導(dǎo)搶修、安全監(jiān)督，從而構(gòu)建一體化的電力應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)，會使應(yīng)急指揮、安全管控的方法和手段更加靈活有效[5]。