SoundAlarm 纯软件智能语音报警系统在火电厂的应用

电力18讯：    引  言
    在火电厂传统的组件仪表控制系统中，自动报警系统一直是自动控制系统的一个重要组成部分。自动报警系统提供的声光报警信号对机组运行的重要性是不容置疑的。但随着计算机控制系统尤其是大型分散控制系统(DCS)在发电机组上的普遍应用，自动报警系统已经演变、退化为DCS的一项功能，如在阴极射线显示器(CRT)上实现的软光字牌、少量的立屏硬光字牌、DCS控制的警铃或蜂鸣器、 DCS提供的事故顺序纪录(SOE)功能。计算机控制系统提供的这些功能在可靠性、柔性、可维护性等方面比传统自动报警系统有了很大提高，但在声、光报警方面却存在明显不足，其原因主要有2个方面:首先是采用集控运行模式使机组的自动化程度大大提高，导致机组的自动报警点大幅度增加,如300MW机组的主要自动报警点达600点左右。考虑到系统造价，电厂不得不大量采用CRT软光字牌。采用软光字牌使有些报警讯号发生后需经多次鼠标操作才能准确确定具体的报警点，给故障的及时处理带来隐患；另一方面，绝大部分计算机控制系统只提供与传统自动报警系统类似的单调的警铃或蜂鸣器声音报警，在进行大量自动报警点监控时，这种简单的声音报警已没有太大意义。南京工程学院自主开发的纯软件智能语音报警系统SoundAlarm通过给计算机控制系统扩展真人语音报警功能，很好地弥补了计算机控制系统在报警功能方面的不足。
一、SoundAlarm系统简介
    SoundAlarm纯软件智能语音报警系统是采用计算机多媒体技术、网络技术和软件技术开发的软件产品。系统的硬件平台可采用独立的系统，也可直接使用计算机控制系统的监控站(需要在监控站上加装声卡、音箱)。其软件主要由3部分组成:实现语音报警功能的核心部分――SoundAlarm语音报警系统主程序;系统报警信息修改、维护的组态软件SACfg;语音录制、编辑软件SoundMaker。
    SoundAlarm系统通过网络系统获取实时报警信息，具有以下特性:(1)不影响数据源系统的安全运行。以只读方式获取数据源系统的当前数据，实现语音报警;对数据源系统不进行任何操作，所以对数据源系统不会造成安全方面的任何影响。(2)对硬件要求低。只需1台低档通用多媒体计算机(带网卡)就可实现语音报警。而当SoundAlarm与信息源运行在同一站点时，则只需对原站点计算机加一块普通声卡和多媒体音箱即可。(3)可实现分布式语音报警。可利用电厂原有的局域网，利用网络上的信息资源实现分布式报警(而扩展相应的网络组件)。也可利用电厂原有的局域网扩展专门的语音报警信息服务器实现分布式报警(需扩展相应的网络服务器组件)。(4)配置灵活。可方便地提供针对报警站点的语音报警点配置功能，因而可非常方便地根据需要进行语音报警点和控制界面的配置、修改。(5)后台运行。在正常运行时一般不需要人员介入，因而它设计成在后台运行模式。只在需要时才调出其控制界面，以使进行有关系统监视和测试操作。(6)无需专门的维护。由于本系统是一个纯软件系统，它的运行依赖于其它系统(信息源系统)的正常运行，因而当信息源系统正常时，无需对其进行专门的维护。
二、SoundAlarm系统结构及特点
    SoundAlarm系统的结构如图1所示。从图1可清楚地看到，该系统使用多线程技术，保证了报警信息的采集不受其它任务的干扰和影响。而在SoundAlarm的数采线程中使用了DCS数据服务接口，保证与DCS的各操作员站同步获得报警点的信息。
             
    系统的语音管理线程采用实时任务管理算法，保证报警语音不会出现漏报和误报。同时系统的语音管理线程将报警点分为多个等级，实现了语音分级管理，使系统且有分等级报警的特性。
    系统的语音播放线程使用Windows多媒体底层驱动函数集开发，保证语音播报占用资源少、运行稳定，且使用了防冲突的声音输出技术，保证语音播报过程如被其它进程打断能自动恢复。
    系统具有方便的操作控制手段，可根据运行需要和状态进行"确认"、"静音"操作.
    SoundAlarm系统花正常运行时除操作员控制接口外所有任务为后台运行，因而系统的运行占用资源非常少。经测试,SoundAlarmn软件在正常运转时如果没有报警，其CPU内用率平均低于0.5%，瞬态CPU占用率不超过1%;有报警时其CPU占用率平均低于1%，瞬态CPU占用率不超过5%。此外，SoundAlarm系统的代码在内存管理上进行了优化，系统启动时根据报警点数的配置情况向Windows申请2-2.5M的内存，进行独立的内存管理，不会造成系统内存过度占用和频繁内存分配造成的资源浪费。
三、SoundAlarm系统主要功能
3.1 主程序功能
    SoundAlarm系统主程序的主要功能有语音报警和系统调试。语音报警功能主要包括:连续扫描和语