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(shí)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(hù)。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(shí)時性的線路外破安全隱患檢測機(jī)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(yùn)維管理領(lǐng)域，提升輸電線路的安全預(yù)警防護(hù)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(jì)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(jìn)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(diǎn)的目標(biāo)。防外破的輸電線路點(diǎn)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(shí)現(xiàn)多種語音警示功能[1]。因此從系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)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(jìn)行人為破壞操作的重要作用，增設(shè)了視頻報(bào)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(jìn)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(bào)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(jī)與終端揚(yáng)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(jī)終端設(shè)備，據(jù)此實(shí)現(xiàn)了實(shí)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(diǎn)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(kuò)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(hù)機(jī)制。在系統(tǒng)音柱與揚(yáng)聲器的終端組件設(shè)備作為支撐前提下對于擴(kuò)音得到的數(shù)據(jù)信號能夠進(jìn)行完整的傳輸。

2.2 智能語音阻止系統(tǒng)的實(shí)踐依據(jù)

從智能語音阻止的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐角度來講，智能系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)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(diǎn)對點(diǎn)的云傳輸5G通信鏈路結(jié)構(gòu)體系，確保對于實(shí)時性的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路進(jìn)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(jìn)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?，智能控制的設(shè)備終端組件就會立即發(fā)出實(shí)時性的提示報(bào)警音，提醒現(xiàn)場操作人員立即停止人為實(shí)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(jī)喊話或者麥克風(fēng)喊話的兩種途徑方式，進(jìn)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(bào)警語音提示裝置，從而達(dá)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(diǎn)位的各個模塊能夠進(jìn)行靈活的擴(kuò)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(shí)施效率[3]。

圖1 語音廣播警示設(shè)備的基本運(yùn)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(jì)方案

3.1 設(shè)備系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)方案

地圖分布查看：查看設(shè)備的安裝位置，點(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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?？蓪尤我馄脚_，更好地與第三方融合實(shí)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(shí)時狀態(tài)進(jìn)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(shí)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(jì)方案

后臺軟件設(shè)備的設(shè)計(jì)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(jī)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(jìn)行自動化的上傳操作，靈活進(jìn)行語音以及文字的轉(zhuǎn)換操作。在循環(huán)進(jìn)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(jìn)行快捷的分級登錄與分級管理操作，增進(jìn)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(jìn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時性的手機(jī)終端登錄。對于后臺軟件系統(tǒng)主要應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為B/S的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，通過采取分點(diǎn)控制的靈活設(shè)計(jì)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(diǎn)位數(shù)據(jù)記錄與保存操作，進(jìn)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(shí)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(xiǎn)。

4 輸電線路防外破中語音廣播警示設(shè)備的技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)

防外破的輸電線路智能語音警示設(shè)備重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了全過程的點(diǎn)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(shí)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(yùn)行安全狀況的重要價(jià)值。對于移動終端的系統(tǒng)接入軟件能夠直接進(jìn)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(shí)施方案來確保外破點(diǎn)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(jì)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(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的整體運(yùn)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(jià)。

4.1 主控單元和分控單元設(shè)計(jì)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(jìn)語音廣播警示的系統(tǒng)良好使用效能得以發(fā)揮，設(shè)計(jì)防外破系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)落實(shí)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(jì)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)分級控制和分點(diǎn)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(dú)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(jì)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(jì)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(jìn)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(dá)到更加良好的完整清晰程度，其中重點(diǎn)涉及過濾系統(tǒng)的濾波信號以及擴(kuò)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(jì)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(shí)現(xiàn)。

智能接收單元最為關(guān)鍵的實(shí)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(jì)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(jìn)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(jìn)行科學(xué)的選擇設(shè)計(jì)。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(yùn)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(shí)時性的供電轉(zhuǎn)換需求進(jìn)行了充分的滿足，據(jù)此實(shí)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(jì)方案優(yōu)勢。對于穩(wěn)定以及可靠的系統(tǒng)供電運(yùn)行過程如果要得以長期保持，最關(guān)鍵的基礎(chǔ)就要落實(shí)在電源模塊的合理設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)機(jī)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(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)強(qiáng)度較大的電流持續(xù)供電，顯著增強(qiáng)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(shí)時性的供電裝置模塊，進(jìn)而有助于網(wǎng)絡(luò)電源系統(tǒng)的體積與重量實(shí)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(shí)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(diǎn)考慮設(shè)計(jì)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(jì)原理，其中重點(diǎn)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?，F(xiàn)階段的輸電線路整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)模正在持續(xù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)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(shí)施方案，正確采用智能化的廣播警示設(shè)備。