一种基于通信专网的配电网分布式布控对讲预警系统的制作方法

本发明涉及智能风控，尤其涉及一种基于通信专网的配电网分布式布控对讲预警系统。

背景技术：

1、风控平台系统是电力安全生产中不可或缺的重要系统，对电力作业人员的安全起着极其重要的安全监督作用，是电力作业人员的生命保护线。作业现场的管控和作业过程中预警对电力安全生产环节起着决定性的作用。

2、现有的风控平台系统无法由主站向作业现场终端侧进行喊话、现场录音、监听，无法做到作业现场预警、整改纠正，指挥中心只能通过视频方式进行日常巡检，违章作业、突发事件无法及时沟通、整改及纠正。

3、此外，配电网还存在地理环境复杂，地域跨度大的问题，很多地方信号不佳，无法满足对讲预警的需求。

4、因此，有必要提供一种基于通信专网的配电网分布式布控对讲预警系统来解决上述一或多个技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述一或多个技术问题，本发明提出的一种基于通信专网的配电网分布式布控对讲预警系统，包括分布式布控对讲预警终端、配电网通信专网、指挥调度中心、分布式控制监督台和云端管理平台。

2、具体的，所述布控对讲预警终端部署在配电网的各作业现场，用于采集作业现场的现场对讲音频和对采集作业现场进行风险预警，并通过通信专网与云端管理平台建立专用数据链路，通过专用数据链路与云端管理平台进行数据交互。

3、具体的，所述配电网通信专网为改良型自组网固定基站网络，用于为各布控对讲预警终端提供数据链路，包括移动自组网通信节点层、固定通信基站层、网桥层和汇流交换机；所述移动自组网通信节点层包括若干移动自组网通信节点；各移动自组网通信节点部署在配电网各处，对所在地周围进行通信覆盖，形成通信覆盖域；所述移动自组网通信节点对通信覆盖域内的分布式布控对讲预警终端进行扫描，并建立域内通信链路；所述固定通信基站层包括若干固定通信基站，所述固定通信基站向周围提供局域网，所述移动自组网通信节点通过组网和/或直连的方式与距离最近的局域网连接；所述网桥层包括若干网桥设备，所述汇流交换机通过网桥层与各固定通信基站层建立通信链路。

4、具体的，所述云端管理平台用于提供网络数据交互平台，包括管理服务器、web服务器和数据库服务器；所述web服务器提供公网的web服务，并与数据库服务器建立数据链路，所述管理服务器通过管理端口对web服务器和数据库服务器进行数据管理和服务管理；所述指挥调度中心通过内网对管理服务器进行指挥调度；所述分布式控制监督台通过web服务器对各布控对讲预警终端进行监督控制。

5、作为更进一步的解决方案，所述布控对讲预警终端采用一体化设置，包括隔离防护外壳、安装支架和终端内部电路板，所述终端内部电路板安装在隔离防护外壳内，所述隔离防护外壳内安装在安装支架上，所述终端内部电路板包括控制模块、电源模块、扬声器模块、定位模块、麦克风模块、通信模块和警报模块；所述电源模块、扬声器模块、定位模块、麦克风模块、通信模块和警报模块分别与控制模块电性连接。

6、作为更进一步的解决方案，所述配电网的作业现场还部署有视频督查终端，并对作业现场的视频图像进行实时采集，并将视频图像上传至云端管理平台；所述云端管理平台还设置有对讲-视频同步模块，所述对讲-视频同步模块将视频图像和布控对讲预警终端采集到的现场对讲音频进行实时同步与播放。

7、作为更进一步的解决方案，所述云端管理平台还对视频图像中说话的人员进行对讲人员匹配，所述对讲人员匹配通过如下步骤进行：

8、步骤a1：通过视频督查终端采集作业现场视频图像；

9、步骤a2：通过布控对讲预警终端采集作业现场的对讲音频；

10、步骤a3：通过对讲－视频同步模块将视频图像和对讲音频进行时间轴同步，得到同步视频图像和同步对讲音频；

11、步骤a4：对同步对讲音频进行人声识别，并对同步对讲音频中的人声起始位和人声结束位进行标注，通过人声起始位和人声结束位截取时间轴，得到人声时间轴；

12、步骤a5：通过人声时间轴截取同步视频图像，得到人声视频图像；

13、步骤a6：对人声视频图像中出现的人员进行人脸识别，得到作业现场人员集；其中，

14、人脸识别通过人员脸部资料库进行，所述人员脸部资料库记录有人员名称、人员岗位和人员脸部数据；

15、步骤a7：对作业现场人员集中各人员的嘴部进行开合频率记录，得到嘴部开合频率；

16、步骤a8：对同步对讲音频中各频段声音进行分频，并与嘴部开合频率进行对比；

17、步骤a9：若嘴部开合频率与当前频段声音匹配，则识别为对应人员在说话；若嘴部开合频率与当前频段声音不匹配，则与下一频段声音进行对比；若嘴部开合频率与所有频段声音均不存在匹配，则对应人员未说话；

18、步骤a10：对作业现场人员集中所有人员进行嘴部开合频率对比，完成对讲人员匹配。

19、作为更进一步的解决方案，所述分布式控制监督台通过http/tcp协议与对讲预警终端云管理平台建立网络连接；包括各类功能模块，所述各类功能模块包括ui风控界面、身份识别模块、限权管理模块、高清对讲模块、监听模块、广播喊话模块、录音模块、声光预警模块、一声叫停模块、多端会议模块、终端定位模块、终端状态显示模块和终端管理模块；督查人员通过督查设备对限权范围内的布控对讲预警终端进行管理、督查和控制。

20、作为更进一步的解决方案，所述分布式控制监督台通过b/s架构进行部署，并为使用者提供分布式控制监督台的办公页面，所述分布式控制监督台包括分布式控制监督台前端和分布式控制监督台后端，督查人员能通过向客户端输入对应的url地址对分布式控制监督台前端进行访问，分布式控制监督台前端的办公页面构建采用html/css/javascript技术，而分布式控制监督台前端和分布式控制监督台后端之间的数据ajax技术进行交互。

21、具体的，所述分布式控制监督台后端部署在云端管理平台的web服务器和数据库服务器上；所述web服务器用于响应来自分布式控制监督台前端的数据交互请求，并对交互请求进行应答，应答数据通过http协议返回给分布式控制监督台前端；浏览器再将应答数据进行解析并呈现在分布式控制监督台前端上；应答数据包括html文档、applet应用以及多源异构数据；通过若html文档中包含asp/cgi程序，则通过web服务器进行运行，并将运行结果发送至分布式控制监督台前端；

22、所述数据库服务器用于对数据进行存储、管理，web服务器能对数据库服务器中的文件进行上传、下载、修改和读取操作；

23、呈现在分布式控制监督台前端上的应答数据包括ui风控界面和各类功能模块；所述各类功能模块均通过图形化界面进行展示，用户能通过键盘、鼠标和其他控制设备对ui风控界面和各类功能模块进行编辑、拖拽、设置、调整、启用和停用操作。

24、作为更进一步的解决方案，督查人员通过分布式控制监督台对限权范围内的布控对讲预警终端进行管理、督查和控制；管理包括通过终端管理模块对布控对讲预警终端进行接入/卸载，通过终端状态显示模块对布控对讲预警终端进行状态查看与记录，通过终端定位模块对布控对讲预警终端进行分布管理；督查包括通过监听模块进行作业现场的音频督查，通过录音模块进行作业现场的音频录制与保存；控制包括高清对讲模块与作业现场进行双向对讲通话，通过广播喊话模块对指定区域内的布控对讲预警终端进行广播喊话，通过声光预警模块进行作业现场的声光预警，通过一声叫停模块对作业现场进行作业叫停，通过多端会议模块进行多端的会议通话。

25、作为更进一步的解决方案，所述指挥调度中心用于对各分布式控制监督台和布控对讲预警终端进行指挥调度，包括向分布式控制监督台分配督查任务，对分布式控制监督台进行限权管理，向布控对讲预警终端接收作业现场的对讲音频，向对采集作业现场进行风险预警。

26、作为更进一步的解决方案，所述配电网通信专网的移动自组网通信节点通过wlan向周围的分布式布控对讲预警终端提供通信链路，所述分布式布控对讲预警终端通过通信模块与移动自组网通信节点连接；所述固定通信基站4g通信基站进行设置，并通过4g无线信号与移动自组网通信节点连接；所述网桥设备通过lan口和网线连接对应区域内的固定通信基站，形成城域网；所述汇流交换机通过lan口和网线连接各城域网对应的网桥设备，形成配电网通信专网。

27、作为更进一步的解决方案，所述配电网通信专网通过果蝇优算法优化移动自组网通信节点的分布覆盖，具体步骤为：

28、步骤r1：将移动自组网通信节点作为果蝇个体，固定通信基站作为食物；

29、步骤b2：初始化果蝇群规模，果蝇群体坐标以及算法收敛条件；

30、步骤b3：果蝇个体向着任意方向和距离移动，搜寻食物：

31、

32、hr＝h×[2 rans()-1]

33、式中，(xi，yi)为果蝇的位置坐标；hr为在固定区间[-h，+h]之间的随机数；h为果蝇i每次搜索的最大步长长度；

34、步骤b4：计算果蝇个体处的食物味道浓度判定值：

35、si＝1/di

36、

37、式中，di为果蝇个体与原点距离；

38、步骤b5：使用适应度函数求出果蝇个体i的味道浓度：

39、smelli＝f(si)

40、式中，smelli为果蝇个体i的味道浓度；f()为适应度函数；

41、步骤b6：重复上述步骤，直至所有果蝇群体中所用个体的味道浓度计算完毕；

42、步骤b7：找出果蝇群体中味道浓度最佳的个体yi；

43、步骤b8：判断个体yi的味道浓度是否小于保存的最小值；若小于，则更新保存最佳味道浓度值以及其个体位置坐标；否则重复执行上述步骤；

44、步骤b9：判断是否达到算法收敛条件；若达到，算法结束；否则，继续迭代计算。

45、与相关技术相比较，本发明提供的一种基于通信专网的配电网分布式布控对讲预警系统具有如下有益效果：

46、本发明通过布控对讲预警终端来对作业区域进行对讲和预警，该终端部署简单方便，且能进行实时对讲、危险预警、危险定位等，非常适合配电网这种区域跨度大，硬件部署困难的地方；然后，通过对讲预警终端云管理平台来对各布控对讲预警终端进行集中管理和配置，并提供安全的接入方式；最后，通过分布式控制监督台来进行督查管理，督查人员通过督查设备对限权范围内的布控对讲预警终端进行管理、督查和控制。分布式控制监督台通过b/s架构进行设置，使办公平台成本低、维护方便、分布性强、开发简单，可以不用安装任何专门的软件就能实现在任何地方进行操作，客户端零维护，系统的扩展非常容易，只要有一台能上网的电脑就能使用。这就使我们的的控制台能够在各类终端设备上进行使用，从而提高预警对讲的实用性和便捷性。