CN107635293B - 一种设备三维远程指挥维修系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设备三维远程指挥维修系统，包括信息采集模块、维修移动终端和远程指挥维修平台，所述的信息采集模块、维修移动终端皆与远程指挥维修平台无线连接；所述信息采集模块用于采集设备传感信息，设备传感信息包括需要监测的设备所在的环境参数、设备运行参数，所述的维修移动终端用于供维修队上传其位置信息、维修进度、现场/音视频信息；所述的远程指挥维修平台用于建立故障设备三维全景模型，在所述的三维全景模型中确定模拟故障设备位置，根据模拟故障设备位置和维修移动终端上传的维修队的位置信息在所述的三维全景模型中显示维修路径，并基于维修路径、维修移动终端发送的信息以及故障设备的设备传感信息进行远程指挥调度。

Description

一种设备三维远程指挥维修系统

技术领域

本发明涉及设备维修技术领域，具体涉及一种设备三维远程指挥维修系统。

背景技术

相关技术中，电力设备的故障维修主要通过人工实现。许多拥有大量现场维护经验和理论知识的高端专业技术人员由于时间紧张、年龄偏大、身体素质相对较差等因素很难进行电力设备的现场维护作业；而进行现场维护维修工作人员由于相对年轻，维护维修经验相对薄弱，维护维修效率相对较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种设备三维远程指挥维修系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种设备三维远程指挥维修系统，包括信息采集模块、维修移动终端和远程指挥维修平台，所述的信息采集模块、维修移动终端皆与远程指挥维修平台无线连接；所述信息采集模块用于采集设备传感信息，设备传感信息包括需要监测的设备所在的环境参数、设备运行参数，所述的维修移动终端用于供维修队上传其位置信息、维修进度、现场音/视频信息；所述的远程指挥维修平台用于建立故障设备三维全景模型，在所述的三维全景模型中确定模拟故障设备位置，根据模拟故障设备位置和维修移动终端上传的维修队的位置信息在所述的三维全景模型中显示维修路径，并基于维修路径、维修移动终端发送的信息以及故障设备的设备传感信息进行远程指挥调度。

优选地，所述的三维全景模型包括设备的三维模型以及设备卫星影像和数字高程信息。

进一步地，还包括远程咨询平台，远程咨询平台通过互联网与远程指挥维修平台连接，远程咨询平台与远程指挥维修平台共享数据并为远程指挥维修平台提供技术顾问信息。

优选地，所述环境参数包括温度信息、湿度信息、气压、风向以及风速信息。

优选地，所述的信息采集模块包括无线传感器网络，无线传感器网络由单个汇聚节点和多个传感器节点构成，传感器节点通过分簇划分为簇头节点和普通节点，普通节点用于设备传感信息的采集，簇头节点用于汇聚簇内普通节点的设备传感信息并进行转发，汇聚节点用于收集以及处理簇头节点汇聚的设备传感信息，并将处理后的设备传感信息上传至远程指挥维修平台。

本发明的有益效果为：打破了时空对电力设备维修人员的限制，实现了对电力故障设备维修的远程指挥调度，提高了电力设备的维修效率。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明一个实施例的结构连接框图；

图2是本发明一个实施例的远程指挥维修平台的结构连接框图。

附图标记：

信息采集模块1、维修移动终端2、远程指挥维修平台3、三维全景模型建立模块10、维修路径显示模块20、信息处理模块30、通信模块40。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例提供了一种设备三维远程指挥维修系统，包括信息采集模块1、维修移动终端2和远程指挥维修平台3，所述的信息采集模块1、维修移动终端2皆与远程指挥维修平台3无线连接；所述信息采集模块1用于采集设备传感信息，设备传感信息包括需要监测的设备所在的环境参数、设备运行参数，所述的维修移动终端2用于供维修队上传其位置信息、维修进度、现场音/视频信息；所述的远程指挥维修平台3用于建立故障设备三维全景模型，在所述的三维全景模型中确定模拟故障设备位置，根据模拟故障设备位置和维修移动终端2上传的维修队的位置信息在所述的三维全景模型中显示维修路径，并基于维修路径、维修移动终端2发送的信息以及故障设备的设备传感信息进行远程指挥调度。

其中，如图2所示，所述的远程指挥维修平台3包括三维全景模型建立模块10、维修路径显示模块20、信息处理模块30、通信模块40。

在一个实施例中，所述的三维全景模型包括设备的三维模型以及设备卫星影像和数字高程信息。

在另一个实施例中，基于上述实施例的基础上，本实施例还包括远程咨询平台，远程咨询平台通过互联网与远程指挥维修平台3连接，远程咨询平台与远程指挥维修平台3共享数据并为远程指挥维修平台3提供技术顾问信息。

其中，所述环境参数包括温度信息、湿度信息、气压、风向以及风速信息。

本发明上述实施例打破了时空对电力设备维修人员的限制，实现了对电力故障设备维修的远程指挥调度，提高了电力设备的维修效率。

在一个实施例中，所述的信息采集模块1包括无线传感器网络，无线传感器网络由单个汇聚节点和多个传感器节点构成，传感器节点通过分簇划分为簇头节点和普通节点，普通节点用于设备传感信息的采集，簇头节点用于汇聚簇内普通节点的设备传感信息并进行转发，汇聚节点用于收集以及处理簇头节点汇聚的设备传感信息，并将处理后的设备传感信息上传至远程指挥维修平台3。

在一个实施例中，簇头节点在其周期内收集并存储簇内普通节点采集到的设备传感信息，当存储的设备传感信息包含可疑设备传感信息集时，簇头节点对该可疑设备传感信息集进行异常判断，并对判定为异常的可疑设备传感信息集进行过滤，在簇头节点发送时隙到来时，将过滤后的设备传感信息发送至汇聚节点；

其中，由普通节点确定发送的设备传感信息是否为可疑设备传感信息，具体为：

(1)无线传感器网络正常采集设定时间段的设备传感信息后，簇头节点建立基准设备传感信息特征，具体为：假设簇头节点α在该设定时间段汇聚了N个设备传感信息{x₁,x₂,…,x_N}，按照下列基准设备传感信息特征计算公式计算{x₁，x₂,…,x_N}的基准设备传感信息特征{A_α,B_α,C_α}，其中，

式中，x_i表示{x₁,x₂,…,x_N}中的第i个设备传感信息；

(2)设定可疑数据阈值λ_1T，由簇头节点将λ_1T以及{A_α,B_α,C_α}广播至簇内的普通节点；

(3)普通节点按照预设频率采集设备传感信息，设单次发送的设备传感信息集为{y₁,y₂,…,y_n}，n表示普通节点单次发送的设备传感信息数目，若该设备传感信息集满足下列公式，标记为可疑设备传感信息集，并报告至簇头节点：

式中，y_k表示{y₁,y₂,…,y_n}中第k个设备传感信息。

本实施例中，由普通节点自身确定发送的设备传感信息是否为可疑设备传感信息，并向簇头节点汇报，簇头节点只对可疑设备传感信息进行异常判断，相对于相关技术中直接对所有普通节点的设备传感信息进行异常判断的方式，极大降低了簇头节点进行设备传感信息异常判断的计算量，从而能够节省簇头节点的能量消耗，有益于延长无线传感器网络的运行寿命，节约设备三维远程指挥维修系统的通信成本。

在一个实施例中，簇头节点对判定为异常的可疑设备传感信息集进行过滤，具体包括：

(1)定义邻居节点为处于普通节点通信范围内的其他普通节点，设簇头节点收集的一个可疑设备传感信息集为{z₁,z₂,…,z_m}，发送该可疑设备传感信息集的普通节点为ρ，ρ的第j个邻居节点相应发送的设备传感信息集为{z_j1,z_j2,…，z_jm}，分别按照基准设备传感信息特征计算公式计算{z₁，z₂，…，z_m}、{z_j1，z_j2，…，z_jm}的基准设备传感信息特征；

(2)设{z₁，z₂，…，z_m}的基准设备传感信息特征为{A_ρ，B_ρ，C_ρ}，{z_j1，z_j2,…,z_jm}的基准设备传感信息特征为{A_ρj,B_ρj,C_ρj}，按照下列公式计算所述可疑设备传感信息集的群体信任度：

式中，Q_ρ表示普通节点ρ发送的可疑设备传感信息集的群体信任度，M表示普通节点ρ的邻居节点数目；

(3)设定异常数据阈值λ_2T，若Q_ρ<λ_2T，判定普通节点ρ发送的可疑设备传感信息集为异常，簇头节点对该可疑设备传感信息集进行过滤。

本实施例利用簇头节点对可疑设备传感信息进行异常判断，并对判定为异常的可疑设备传感信息进行删除，在保障正常设备传感信息发送的前提下减少了簇头节点的设备传感信息总传输量，且提高了设备传感信息的精度，从而为远程指挥维修平台3提供较为精确的设备传感信息，提高远程指挥调度的准确度；本实施例设置了可疑设备传感信息的异常判断策略，该策略从普通节点相对于邻居节点的信任情况角度出发，将群体信任度低的普通节点发送的可疑设备传感信息集视为异常设备传感信息集，精度较高，且计算开销小。

在一个实施例中，簇头节点定期对簇内的普通节点进行异常判断，并使判断为异常的普通节点休眠，具体包括：

(1)簇头节点定期计算普通节点的可信值，定义可信值的计算公式为：

式中，Φ_θ表示普通节点θ的可信值，E_θ、E_θ0分别表示普通节点θ的当前剩余能量、初始能量，N_θ表示到目前为止普通节点θ向簇头节点发送可疑设备传感信息集的次数，M_θ表示到目前为止普通节点θ向簇头节点发送设备传感信息集的次数，Q_θ(t)表示普通节点θ向簇头节点发送的第t个可疑设备传感信息集的群体信任度；

(2)设定可信值阈值λ_3T，当Φ_θ<λ_3T时，判定普通节点θ为异常的普通节点，令普通节点θ休眠。

本实施例利用簇头节点进行簇内普通节点的检测，相对于由汇聚节点进行普通节点的集中式检测方式，可以有效降低通信开销，从而节省设备三维远程指挥维修系统的通信成本，本实施例定义了根据普通节点的能量、群体信任情况定义了普通节点的可信值计算公式，根据计算出的可信值确定普通节点的异常，实现简单，检测精度高，有利于保障无线传感器网络的稳定性，为设备三维远程指挥维修系统实现其功能奠定基础。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种设备三维远程指挥维修系统，其特征是，包括信息采集模块、维修移动终端和远程指挥维修平台，所述的信息采集模块、维修移动终端皆与远程指挥维修平台无线连接；所述信息采集模块用于采集设备传感信息，设备传感信息包括需要监测的设备所在的环境参数、设备运行参数，所述的维修移动终端用于供维修队上传其位置信息、维修进度、现场音/视频信息；所述的远程指挥维修平台用于建立故障设备三维全景模型，在所述的三维全景模型中确定模拟故障设备位置，根据模拟故障设备位置和维修移动终端上传的维修队的位置信息在所述的三维全景模型中显示维修路径，并基于维修路径、维修移动终端发送的信息以及故障设备的设备传感信息进行远程指挥调度；所述的信息采集模块包括无线传感器网络，无线传感器网络由单个汇聚节点和多个传感器节点构成，传感器节点通过分簇划分为簇头节点和普通节点，普通节点用于设备传感信息的采集，簇头节点用于汇聚簇内普通节点的设备传感信息并进行转发，汇聚节点用于收集以及处理簇头节点汇聚的设备传感信息，并将处理后的设备传感信息上传至远程指挥维修平台；簇头节点在其周期内收集并存储簇内普通节点采集到的设备传感信息，当存储的设备传感信息包含可疑设备传感信息集时，簇头节点对该可疑设备传感信息集进行异常判断，并对判定为异常的可疑设备传感信息集进行过滤，在簇头节点发送时隙到来时，将过滤后的设备传感信息发送至汇聚节点；由普通节点确定发送的设备传感信息是否为可疑设备传感信息，具体为：

(1)无线传感器网络正常采集设定时间段的设备传感信息后，簇头节点建立基准设备传感信息特征，具体为：假设簇头节点α在该设定时间段汇聚了N个设备传感信息{x₁，x₂，...，x_N}，按照下列基准设备传感信息特征计算公式计算{x₁，x₂，...，x_N}的基准设备传感信息特征{A_α，B_α，C_α}，其中，

式中，x_i表示{x₁，x₂，...，x_N}中的第i个设备传感信息；

(2)设定可疑数据阈值λ_1T，由簇头节点将λ_1T以及{A_α，B_α，C_α}广播至簇内的普通节点；

(3)普通节点按照预设频率采集设备传感信息，设单次发送的设备传感信息集为{y₁，y₂，...，y_n}，n表示普通节点单次发送的设备传感信息数目，若该设备传感信息集满足下列公式，标记为可疑设备传感信息集，并报告至簇头节点：

式中，y_k表示{y₁，y₂，...，y_n}中第k个设备传感信息。

2.根据权利要求1所述的一种设备三维远程指挥维修系统，其特征是，所述的三维全景模型包括故障设备的三维模型以及故障设备卫星影像和数字高程信息。

3.根据权利要求2所述的一种设备三维远程指挥维修系统，其特征是，还包括远程咨询平台，远程咨询平台通过互联网与远程指挥维修平台连接，远程咨询平台与远程指挥维修平台共享数据并为远程指挥维修平台提供技术顾问信息。

4.根据权利要求1所述的一种设备三维远程指挥维修系统，其特征是，所述环境参数包括温度信息、湿度信息、气压、风向以及风速信息。