輸電線路智能警示系統實現技術與應用功能設計

宋天金，李 衛

（國網溫州供電公司，浙江 溫州 325005）

輸電線路處于開放式的運行環境，由于社會各界電力設施保護意識不強，在各種經濟利益的觸動下，利益相關方惡意擠占輸電相關通道的現象屢有發生，吊車等大型移動機械偶發性進入保護區作業的現象較難防范。此外，社會經濟發展迅猛，道路改造、開發區建設等大型市政工程眾多造成危險點源數量居高不下，同時，供電公司作為企業在履行電力設施保護職能時缺乏相應的行政執法權力，長期以來，防外力破壞工作一直是困擾輸電線路安全運行的難點問題。

從市運檢中心—輸電線路本體兩級需求出發，提出了在輸電線路桿塔建立智能警示平臺，在市運檢中心建立監控運維平臺的兩級縱向貫通、橫向集成的輸電線路智能警示系統，并對上述兩級平臺的關鍵實現技術及功能進行了研究。

1 功能需求分析

輸電線路智能警示系統的設計目標是針對重點區域、重點部位、重點線路的通道走廊吊車、泵車等作業、基礎開挖等各種違章行為而引發的外力破壞事故實施預警，保護輸電線路的安全、穩定運行。系統應具備以下功能：①實時感測。能實時感測輸電線路保護區內可能存在的安全隱患，對小于安全距離的行為進行準確判斷。②現場告警。能對臨近或超過小于輸電線路安全距離的行為實施現場語音報警，提醒現場作業人員謹慎操作。③遠程預警。能實時將輸電線路現場安全隱患點的相關信息傳送至運維監測中心，必要時啟動應急處置預案。④后臺管理。能實時呈現警示系統的節點信息，能實時獲取并顯示告警點的狀態信息，能儲存一段時間內相關信息以便調取，能將預警信息及時告知管理人員。

2 系統的組成

輸電線路智能警示系統（以下簡稱系統）是對輸電線路運行狀態進行在線監測、預警、數據分析的軟、硬件平臺的總稱。系統由智能警示平臺和運維監測平臺組成，如圖1所示。其中，智能警示平臺由主機（可編輯核心板含4G通訊模塊）、電源（太陽能板、鋰電池）、警示燈、高清攝像機、高音喇叭組成。監控運維平臺由管理服務器、存儲服務器和WEB服務器組成。

3 兩級平臺實現技術

3.1 輸電線路鐵塔智能警示平臺

警示燈夜間定時周期閃爍，高音喇叭定時播報警示語音，高清攝像機實時拍攝通道畫面并傳輸至主機。主機用于處理實況視頻、圖像、現場監測數據及預警信息，并將其通過4G或OPGW光纜發送至監控運維平臺。4G無線通信和OPGW光纜是現場主機與監控運維平臺間發送/接收控制指令與傳輸實況視頻、圖像、現場監測數據及預警信息的橋梁。電源采用太陽能板加鋰電池為工作電路部分和元器件不間斷提供電能，以保證平臺不間斷運行。

3.2 市監控中心監控運維平臺

管理服務器是核心，提供多個智能警示平臺的注冊功能，并與其保持實時連接，是中心通信樞紐。存儲服務器主要對圖像視頻的遠程存儲、歷史回放、調看前端DVS視頻等進行存儲。Web服務器主要提供客戶端的瀏覽訪問模式，實現平臺管理、視頻監控等功能。

智能警示平臺的攝像機將采集到的視頻圖像通過4G通信模塊或OPGW光纜回傳至監控運維平臺。監測人員通過分析現場情況，使用高音喇叭對有危及輸電線路安全運行的行為進行喊話制止，并安排最近點巡視人員趕往現場處理。

4 智能警示系統功能及特點

4.1 通信方式多樣性

輸電線路智能警示系統的通信主要是指安裝在桿塔上的高清攝像機、警示燈、高音喇叭與安裝在桿塔上的主機之間的通信，主機與監控運維平臺之間的通信。通信采用4G方式與OPGW光纜線路相結合，其中4G方式見效快、成本低，OPGW光纜線路通信性能好、數據傳輸能力強、安全性高。兩者結合的傳輸方式進一步提高了系統通信的穩定性。

4.2 兩種電源互補性

供電是輸電線路智能警示系統實用化的最大難題。本系統采用雙備份太陽能板供電單元與三備份聚合物鋰電池供電單元相結合方式進行供電。既解決了太陽能板受晝夜、季節、陰雨等因素導致的不穩定性問題，又解決了鋰電池生產成本高、儲存電量有限的問題。根據溫州地區的光照特性和設備能耗（約40 W）計算，選用了兩組（輸出功率為100 W/組）太陽能板保證轉化效率，蓄電池容量設計為160A，在光照不足情況下仍能保證四五日的有效供電，確保智能警示平臺不間斷運行。

4.3 遠程操控便捷性

運維人員可通過監控運維平臺對智能警示平臺進行操控。通過發送命令的方式，可以完成以下控制功能：①可以控制高清攝像機進行遠程調節，對攝像機上下左右調節，同時能夠設定預置位；②對圖像采集參數進行設置，設置圖像的色彩、分辨率、飽和度、亮度、對比度等參數；③設置拍照時間表參數，使攝像機每天定時定點拍照；④根據時令變化調節警示燈開閉時間；⑤通過高音喇叭對輸電線路通道突發危機情況進行喊話。

圖1 輸電線路智能警示系統結構示意圖

5 結束語

詳細論述了輸電線路智能警示系統的工作原理，介紹了系統各部分組成及功能。系統經過6個月的試運行，運行穩定。已通過本單位的測試和驗收，系統結構合理、操作簡單、可靠性高，有效防止了輸電線路外力破壞情況的發生，將外力破壞事故消滅在萌芽狀態，在當前運維人員、車輛嚴重不足以及輸電線路外部環境日益復雜等不利條件下，保障了輸電網的安全運行。