[0001] 本发明涉及高压输电运维检修领域，具体涉及一种针对河道架空输电线路的防破坏智能监控预警系统和方法。

[0002] 伴随着我国经济的快速发展，各地基础设施建设也在大力地推进中，大型机械、超高物体入侵输电线路保护区的现场层出不穷。在输电线路通道运行过程中，防止大型机械对线路的外力破破是工作重点。

[0003] 架空电力线路保护区为导线边线向外侧水平延伸一定距离并垂直于地面形成的两平行面内的区域。其中110kV线路保护区距离为10米，220kV线路保护区距离为15米，500kV线路保护区距离为20米。因此，线路保护区的概念是对线路周围施工的机械必须采取预警。

[0004] 针对侵入保护区的大型机械，部分线路的杆塔上安装了视频监控装置，视频监控装置可以第一时间识别入侵线路保护区的大型机械，并推送信息至运行人员进行处置。目前，该方式对防止大多数外力破坏有着很好的效果。

[0005] 然而，输电线路跨越河流时，河道中施工作业的船吊、通航的大型船只或船只上的超高物件等物体快速靠近保护区时，由于移动速度快、通过时间极短，容易造成可视化装置漏报，且难以通过通知人员赶往现场的方式进行预警。不但会危及作业人员的人身安全，而且可能会造成输电线路跳闸，带来停电事故，从而间接导致供电企业的经济损失。

[0006] 因此，现阶段河道入侵的管控显得力不从心，对河道防破系统及其相应设备的研发迫在眉睫，精准识别超高过河物体并及时发出告警是一个现实工作中亟待解决的问题。

[0007] 目前常采用以下系统实现河道架空输电线路的监控：系统包括激光单元、处理器单元、无线传输模块和报警单元组成，其中激光单元包括激光发射器和激光接收器，报警单元包括喇叭。在距离架设输电线路距离为L的河道两边处安装高度为H1的支架1和支架2，并在支架1和支架2上距离水面高度为H处分别安装激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器分别由太阳能板提供能源。入侵物（例如货轮等）在河道中运行到支架1和支架2中间的位置时，其遮挡住激光发生器所发射的激光线，使得激光接收器无法接收到激光信号，则此时处理器单元判断有外物入侵，发送启动信号给报警单元的喇叭，从而通过声音提醒正在通行的入侵物超出安全高度，停止继续前行。

[0008] 上述方案存在以下缺点：①需设计专用支架固定激光发射器和激光接收器，其安装需要往返于河流两侧，耗时费力；对于激光发射器与激光接收器需要两套供电设备进行供电，安装调试过程繁琐，且其检测范围狭隘，仅为激光发射器与激光接收器之间的一条直线范围；
②由于激光发射器与激光接收器分别安装于河道两侧指定高度的支架上，存在飞禽类在做无规律的运动可能会无意间触发预警信号，产生误报现象；
③此方案入侵物的高度，故在产生声音预警时，无法准确提示当前河道限制通行高度，以及无法提醒行驶船只下次经过该河道时做出事先安排，与此同时供电企业也无法获知入侵物的信息并给与人为提示。

[0022] 下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

[0023] 实施例一：如附图1所示，一种安装于用于架设输电线路的输电塔上的河道架空输电线路防破坏智能监控预警系统，包括激光单元1、无线视频单元4、处理器单元3、预警单元5和太阳能供电单元6。

[0024] 激光单元1用于测量其与河道上的遮挡物2（例如货轮等船只）之间的距离，并输出遮挡物识别信号。该激光单元1为反射型激光测距传感器，其包括激光发射模块22和激光接收模块12，激光接收模块12内嵌用于进行距离计算的电路。其工作原理是：通过激光发射模块11发出一个持续时间极短的脉冲激光111，经过待测距离L之后，被目标物体，即遮挡物2反射，反射的脉冲激光信号112被激光接收模块12中的光电探测器接收，时间间隔电路通过计算激光发射和回波信号到达之间的时间t，得出目标物体与发射处的距离L。对于其实际的安装方式，考虑河道可以双向运行，为拓宽检测范围，激光单元1采取交叉式布局配置方式固定安装于输电铁塔指定高度而用于检测特定双向航道上运动的遮挡物。

[0025] 无线视频单元4用于基于拍摄启动信号对保护区进行照片或视频抓取，传输所抓取的照片或视频。无线视频单元4包括摄像机42、与摄像机42相连接的无线通信模块41。则拍摄启动信号411由无线通信模块41接收后发送给摄像机42，而摄像机42拍摄的照片或视频则传输给无线通信模块41后由其输出视频信号412。

[0026] 处理器单元3分别与激光单元1、无线视频单元4连接。处理器单元3用于接收激光单元1输出的遮挡物识别信号并判断遮挡物2是否进入保护区内、在遮挡物2进入保护区内后输出拍摄启动信号以控制无线视频单元4进行拍摄、接收无线视频单元4所抓取的照片或视频并判断遮挡物2的高度是否达到或超过限定高度、在遮挡物2的高度达到或超过限定高度时输出预警控制信号。

[0027] 预警单元5与处理器单元3相连接。预警单元5用于基于处理器单元3输出的预警控制信号向遮挡物2、监控后台、监控人员持有的监控终端发出预警。预警单元5包括用于进行语音预警的喇叭51、用于提示限定高度的可视化激光器52、用于进行短信预警的后台短信模块53。喇叭51和可视化激光器52针对遮挡物2进行预警，后台短信模块53针对监控后台和监控人员持有的监控终端进行预警。预警时，喇叭51播放预警语音，安装在限定高度上的可视化激光器52发出蓝色限位预警可见激光，同时后台短信模块53将预警相关信息以短信或其他形式发送到监控后台和监控人员持有的监控终端，以使监控人员通过视频或照片获知具体情况而可以适时采取适当的预防措施，还可以分析当前遮挡物2是否超出限高或是否存在飞禽类触发预警信号。

[0028] 太阳能供电单元6分别与激光单元1、无线视频单元4、预警单元5相连接并用于供电，包括太阳能板及其附属电路等。

[0029] 无线视频单元4和一组太阳能供电单元6设置在第一架体上而构成第一组件，如附图2所示。激光单元1、处理器单元3、预警单元5和另一组太阳能供电单元6设置在第二架体上而构成第二组件，如附图3所示。其中，激光单元1、喇叭51分布于处理器单元3两侧，而可视化激光器52采取内嵌方式与处理器单元3固定于壳体7内部。

[0030] 上述河道架空输电线路防破坏智能监控预警系统用于对河道上方架空设置的输电线路及其保护区进行防破坏监控和预警，其采用的河道架空输电线路防破坏智能监控预警方法为：配置前述的河道架空输电线路防破坏智能监控预警系统，利用激光单元1测量其与河道上的遮挡物2之间的距离并输出遮挡物识别信号，利用处理器单元3接收遮挡物识别信号并判断遮挡物2是否进入保护区内，若遮挡物2进入保护区内，则利用处理器单元3输出拍摄启动信号，利用无线视频单元4基于拍摄启动信号对保护区进行照片或视频抓取，并传输所抓取的照片或视频，利用处理器单元3接收无线视频单元所抓取的照片或视频并判断遮挡物2的高度是否达到或超过限定高度，若遮挡物2的高度达到或超过限定高度，则利用处理器单元3输出预警控制信号，利用预警单元5基于预警控制信号向遮挡物2、监控后台、监控人员持有的监控终端发出预警。

[0031] 其中，激光单元1发射高能量脉冲激光信号并接收遮挡物2反射回的高能量脉冲激光信号而测量其与河道上的遮挡物2之间的距离。激光单元1安装在限行高度H上，设激光单元1能够检测的保护区的限制距离为L，若激光单元1检测到其与当前遮挡物2之间的距离为L1，且L1＞L时，不进行预警，而当L1≤L时，进行预警。

[0032] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的激光与视频联动的河道架空输电线路防破坏智能监控预警系统通过激光反射传感器通过交叉式布局方式，能够检测输电线路附近远距离大范围的立体空间；
本发明的激光与视频联动的河道架空输电线路防破坏智能监控预警系统通过处理器单元对入侵物进行在线识别，判断船只高度，过滤无效的告警信号；
本发明的激光与视频联动的河道架空输电线路防破坏智能监控预警系统通过声光告警提示入侵轮船当前行驶高度存在危险。

[0033] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。