基于语音识别和北斗定位技术的倒闸操作票智能监护系统

基于语音识别和北斗定位技术的倒闸操作票智能监护系统

宗喜 佘瑾 石磊

咸宁供电公司 湖北 咸宁 437100

摘要：本文从当前电网倒闸操作监护模式出发，研发了一种单人倒闸操作下的操作票智能监护系统。本系统具备语音识别、位置定位、无线开锁和视频调用等功能，该系统以移动智能五防终端为载体；该移动智能五防终端根据电子操作票的当前操作任务导航到待操作地点，操作人员根据指令项目进行唱票，利用语音识别技术自动识别操作人员复诵内容，验证定位、语音无误后发出开锁命令，无线打开五防锁具。本系统能对倒闸操作全过程按操作顺序进行管控，可有效避免操作人员误入间隔、误操作设备行为，为今后单人操作提供技术保障。

关键词：倒闸操作，监护，语音识别，北斗定位

0引言

“十三五”期间，国网湖北省电力公司所辖变电站增加392座，而运维人员减少805人。面对与日剧增的运维压力，如何实现单人倒闸操作下的智能监护是大势所趋。

倒闸操作是一个比较复杂的过程，其过程包含了站所名称的核对，操作开关间隔的核对，设备电气状态核对，模拟操作，操作票复诵核对，整个操作过程中不能有任何错误和疏忽。电网操作票是保证电力系统安全运行及管理的有效措施^[1]。当前，运维人员接到调度人员调令后都在电脑上预先填写操作任务票，审核无误后才打印出来逐项打勾、执行，并在有人监护操作下进行操作。正常情况下，调度员必须提前以书面或者网络的方式预先发布操作任务票，才能正式发令操作。只有在紧急情况或事故处理时，才能采用口头指令方式下达倒闸操作任务。不论以何种方式下达倒闸操作任务，倒闸操作过程中必须由监护人和操作人共同执行同一张倒闸操作票，效率不高。

本系统是采用北斗定位和语音识别组建的倒闸操作票智能监护系统，同时配有地理位置定位和语音识别双重校验机制，研制的智能五防终端能实现智能监护单人倒闸操作，避免人员走错间隔、误操作设备等。

1当前电网倒闸操作监护模式

国家电网公司对电网倒闸操作做出了明确的规定，并要求运维人员严格遵循《电力安全工作规程（变电部分）》^[2]。但运维人员误入间隔、误操作还是存在，对于操作人员来说，流程繁琐、冗余，主要存在以下不足^[5]:

1目前，变电站中的一次设备相似度大，仅靠标志牌辨识，区别度不高，操作过程中出现误入间隔概率大。

2监护人对操作人的操作起监护作用，对整个操作的正确性负责，容易养成操作人对监护人的依赖。

3目前对倒闸操作的记录仅为录音方式，伪造难度低，无法达到从侧面约束操作人员规范操作的效果。

变电站正朝着无人值守的方向发展，倒闸操作模式同样需要做出相应的调整，在保证倒闸操作正确性与安全性的前提下，减少现场工作人员数量，合理配置运维人员力量。针对当前倒闸模式的缺点，以及变电站未来的发展方向。本文提出基于语音识别和北斗定位技术的倒闸操作票智能监护系统。

2倒闸操作票智能监护系统

为消除运维人员误入间隔、误操作隐患，同时也为实现单人倒闸操作下的智能监护，解决现有技术中变电站现场操作安全管控效果不足的问题，提出一种基于语音识别和北斗定位技术的倒闸操作票智能监护系统。

该系统载体为移动智能五防终端，主要由基于北斗技术定位的导航模块和基于语音识别的开锁模块组成。主要核心在于内嵌于移动智能五防终端的电脑程序，该程序可以辅助操作票监护人员的工作，使用计算机完成对操作人员的监护，保证操作安全执行。

3系统组成部分

图1倒闸操作票智能监护系统框架

倒闸操作票智能监护系统由导航模块、语音识别模块、无线解锁模块、视频调用模块四个模块组成。电子操作票经知识库生成后，终端会按操作票步骤逐项定位、导航、复诵等，只有在终端判定人员定位正确、复诵匹配无误时，才进行无线解锁。若出现错误则提醒操作人员仔细核对。期间，终端可调用最近摄像头进行实时监控，为集控站提供精准视频监护。

系统操作流程如图2。

图2 流程图

3.1导航模块

（1）定位建模

根据变电站各间隔设备地理位置，收集变电站各间隔、摄像头设备地理坐标信息，基于北斗定位技术建立二维坐标地图。二维坐标地图内嵌于移动智能五防终端，人员位置实时更新于终端二维地图，可以随时调用自己所处的地理位置坐标。

（2）目标任务导航

运维人员将调度下达的操作任务输入到移动智能五防终端，终端的知识库自动生成逐项的电子操作票，并依据二维坐标地图和电子操作票当前第一个任务生成目标地点，在二维坐标地图中匹配出操作目的地，自动生成五防锁当前位置到待操作任务地点的最佳路线；最佳路线考虑现场带电危险区域、不带电行走区域，避开遮拦路障等，规划出最优前往路线。

（3）偏航提醒模块

人员根据移动智能五防终端内置导航前往待操作间隔。若走错间隔、在不该待的间隔滞留过久，终端内置定位功能会提醒偏离导航，进行语音报警（同时发送信息到集控站进行提醒）。

3.2语音识别模块

操作人员到达当前任务指定目的地后，移动智能五防终端自动进入任务语音识别模式。操作人员需根据当前操作项目复诵出操作指令，终端根据所述语音转化为文本，与终端待操作条目进行匹配。若匹配成功，则实现无线开锁，完成当前操作条目后，电子五防锁自动切换进下一条操作条目，等待下一步操作；反之，若出现错误则提醒操作人员仔细核对。

3.3无线解锁模块

移动智能五防终端利于无线手段（蓝牙、射频等）解锁，不需要机械插入解锁，而是一旦识别操作指令正确，就通过开锁。

3.4视频调用模块

移动智能五防终端根据当前定位，实时计算出最近距离的摄像头位置，并调用最近摄像头进行实时监控，为集控站提供精准视频监护。终端可远程摄像，远方监控人员可以通过视频确定设备的操作结果状态以及操作人员的操作进展。发现不规范或违规操作，及时提醒并制止。

4系统特点及意义

本系统是采用北斗定位和语音识别组建的倒闸操作票智能监护系统，同时配有地理位置定位和语音识别双重校验机制，用智能五防终端避免人员走错间隔、误操作设备，以实现监护人员正确操作，并能实时将现场操作情况实时传送至后台集控站的值班人员。本系统的意义：一是能避免运维人员在变电站走错间隔、误操作设备；二是能减少倒闸操作工作量。使其从两人（一人监护一人操作）变成一人（终端监护，一人操作），减少了运维人员工作量，提高了工作效率。也为未来单人倒闸操作下的智能监护提供了系统支持。

参考文献

[1]栗然，张光华，卢锦玲，等.可视化环境下的配电网操作票通用化实现[J].电力系统自动化，2001，25（10）：47－49．

[2]林明兰，李刚，钱络江，等.通用智能型电网调度操作票系统[J].继电器，2001，29（12）：39－42．

[3]邓其军，周洪，吴昌博，等.一种新型配电网倒闸操作票生成及防误系统[J].电力自动化设备，2009，29（6）：123－126．