一种应用于水电电厂的语音预警播报方法及系统与流程

本发明涉及安全预警系统，具体为一种应用于水电电厂的语音预警播报方法及系统。

背景技术：

1、随着水电能源开发利用的不断深入，水电电厂的安全管理日益受到重视。在水电电厂的运行过程中，设备故障、操作失误、自然灾害等因素可能导致安全事故的发生，给人员安全和电厂运行带来严重威胁。为了有效预防和应对这些安全风险，安全预警系统成为了水电电厂不可或缺的一部分。传统的安全预警系统主要依赖于视觉信号(如警示灯)和简单的声音警报，这些方法在实际应用中存在一定的局限性。首先，视觉信号在复杂的工作环境中易被忽视或视线遮挡，难以发挥预警效果；其次，简单的声音警报缺乏针对性和区分度，无法提供详细的安全指导信息，且在嘈杂的工作环境中容易被淹没。

2、近年来，随着信息技术和智能化技术的发展，基于语音的预警系统受到了广泛关注。语音预警系统通过发出清晰的语音指令，能够更直观地传达预警信息和应对措施，提高安全管理的效率和有效性。然而，现有的语音预警系统在应用于水电电厂时仍存在一些不足。一方面，现有系统往往缺乏针对水电电厂特定环境和设备的定制化设计，无法准确识别和响应特定的安全风险；另一方面，现有系统在人员定位和信息定向传递方面的能力有限，难以实现对特定区域或特定人员的精准预警。此外，现有系统在系统集成、数据处理和分析等方面也存在一定的技术挑战，影响了预警系统的整体性能和实用性。

3、针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种应用于水电电厂的语音预警播报方法及系统。该发明通过集成先进的传感器技术、数据处理与分析技术、定位技术、通信技术和语音处理技术，实现了对水电电厂设备状态的实时监测、安全风险的及时预警、操作人员的精准定位和定向语音预警的功能。该系统能够根据不同的安全风险等级发出相应等级的语音预警，并根据操作人员的实时位置发送定向预警信息，有效提高了预警的准确性和针对性。此外，该系统还具有紧急响应和撤离指导功能，能够在发生高等级风险时提供紧急撤离路线和应对措施，进一步提高了水电电厂的安全管理水平。总体而言，本发明相较于现有技术，具有更高的安全预警效率和更强的实用性，为水电电厂安全管理提供了一种新的解决方案。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何有效地通过自动化预警手段，实现对水电电厂设备动作引起的冲击噪声以及故障对现场人员的提醒，以避免由于人员误入设备动作区域而造成的人身安全风险。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用于水电电厂的语音预警播报方法，其包括如下步骤，

4、通过传感器实时监测水电电厂设备的运行数据，并将监测的数据传输至控制中心；控制中心根据接收到的设备状态数据，判断是否存在安全风险；若存在安全风险，则评定安全风险等级，并定位操作人员位置；控制中心基于不同的安全风险等级生成预警信号，控制中心基于预警信号，激活语音播报系统。

5、作为本发明所述的一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的一种优选方案，其中：所述运行数据包括设备运行状态数据、设备温度数据、振动数据、声音数据、电流和电压数据、液位和压力数据以及环境数据。

6、作为本发明所述的一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的一种优选方案，其中：所述判断是否存在安全风险包括，基于控制中心接收到的设备状态数据，判断设备是否存在即将动作的风险以及判断设备是否存在异常情况的风险。

7、所述是否存在即将动作的风险表示为，

8、

9、所述是否存在异常情况的风险表示为，

10、

11、其中，saction表示设备即将动作的安全风险评估指标，sabnormal表示设备存在异常情况的安全风险评估指标，t表示评估时间段，λ表示衰减系数，f(v(t),i(t),p(t))表示设备电气参数的评估函数，用于根据设备的电压v(t)、电流i(t)和功率p(t)评估设备即将动作的风险，h(θ(t),φ(t))表示设备非电气参数的评估函数，用于根据设备的温度θ(t)和振动φ(t)评估设备存在异常情况的风险，ωi表示环境因素xi的权重系数，gi(xi)表示环境因素的处理函数，用于将环境数据xi转化为对安全风险的贡献度。

12、作为本发明所述的一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的一种优选方案，其中：所述评定安全风险等级包括，基于设备即将动作的安全风险评估指标saction进行评定，若0.2＜saction＜0.5，评定为a1，若0.5≤saction＜0.8，评定为a2，saction≥0.8，评定为a3，a1、a2、a3分别为轻微动作迹象、明显动作迹象以及强烈动作迹象。

13、基于设备存在异常情况的安全风险评估指标sabnormal进行评定，若0.3＜sabnormal≤0.6，判定为b1，若0.6＜sabnormal≤0.9，判定为b2，saction＞0.9，判定为b3，b1、b2、b3分别为轻微异常、明显异常以及严重异常。

14、作为本发明所述的一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的一种优选方案，其中：所述定位操作人员位置包括，在水电电场关键区域和通道部署rfid读取器，当操作人员进入读取器的检测范围内时，读取器捕捉rfid标签的信号，并将标签内的唯一识别码以及位置信息传输至控制中心，控制中心通过分析接收到的数据，确定每位操作人员的位置。

15、作为本发明所述的一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的一种优选方案，其中：所述生成预警信号包括，当安全风险等级为a1、b1时，生成轻微预警信号，当风险等级为a2、b2时，生成中等警告信号，当风险等级为a3、b3时，生成强烈警告信号，当风险等级同时属于不同的a和b等级时，选择更高等级的警告信号。

16、作为本发明所述的一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的一种优选方案，其中：所述激活语音播报系统包括，当发生a1、b1时，控制中心根据操作人员的具体位置，向靠近风险源的人员发出轻微警告声，提示操作人员进行常规检查，记录设备状态数据，用于后续分析和预防，同时通过电话的形式发送预警信息，并要求反馈确认。

17、当发生a1、b2时，发出中等警告声，提示靠近风险区域的操作人员立即检查设备状态，并做好紧急处理准备，启动自动诊断程序，尝试快速定位异常原因，同时开启警示灯，辅助语音预警，并通过电话的形式发送预警信息。

18、当发生a1、b3时，发出强烈警告声，指导所有操作人员立即停机并进行全面检查，启动紧急撤离程序，同时通过电话的形式发送预警信息，若工作人员并未回复预警电话，则设置间隔时间段进行周期性提醒。

19、当发生a2、b1时，发出中等警告声，提示操作人员设备即将启动或执行操作，同时进行常规检查，准备备用设备或系统，定期进行紧急预警和应急响应演练。

20、当发生a2、b2时，发出中等警告声，提示操作人员立即停机并进行详细检查，启动备用系统或转移到安全模式，建立备用通讯系统，包括无线对讲机、卫星电话。

21、当发生a2、b3时，发出强烈警告声，要求所有操作人员立即停机并进行全面检查，立即通知维修团队和安全管理部门，准备进行紧急维修和事故调查。

22、当发生a3、b1时，发出强烈警告声，提示操作人员设备即将快速响应，同时进行常规检查，确保所有安全防护措施处于启动状态。

23、当发生a3、b2时，发出强烈警告声，提示操作人员立即停机并进行详细检查，立即隔离受影响的设备或系统，同时要求收到预警信息的人员进行反馈确认。

24、当发生a3、b3时，发出强烈警告声，提示操作人员立即停机并进行全面检查，启动紧急响应计划，协调相关部门进行紧急处理和事故调查，并持续追踪受影响区域内操作人员的位置。

25、本发明的另外一个目的是提供一种应用于水电电厂的语音预警播报系统，其能通过实时监测设备运行状态、精准定位操作人员位置，并根据安全风险等级发出针对性的语音预警，解决了现有预警手段时空覆盖不全面、预警信息传递不精准的问题。

26、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用于水电电厂的语音预警播报系统，包括数据采集模块、数据处理与分析模块、定位与追踪模块以及预警信号生成模块。

27、所述数据采集模块负责通过传感器实时监测水电电厂设备的运行数据。

28、所述数据处理与分析模块负责接收并处理传输来的设备状态数据，判断是否存在安全风险，并评定安全风险等级。

29、所述定位与追踪模块负责定位操作人员的位置。

30、所述预警信号生成模块负责根据不同的安全风险等级生成相应的预警信号。

31、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的步骤。

32、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述一种应用于水电电厂的语音预警播报方法的步骤。

33、本发明的有益效果：本发明通过实时监测水电电厂设备运行状态和环境数据，结合精准的安全风险评估和等级划分，实现及时的语音预警，提高了安全预警的效率。通过精准定位操作人员位置，并结合安全风险等级实现定向语音预警，本发明确保了预警信息的针对性和准确性，避免了信息泛滥和误报。在发生高等级风险时，本发明能提供紧急撤离指引和协调紧急响应计划，有效指导人员迅速安全撤离，降低事故风险。综合运用先进的传感器技术、定位技术、通信技术和语音处理技术，本发明构建了一个全面的安全预警系统，显著提升了水电电厂的安全管理水平，有效降低了人身安全风险。