CN108933482B - 一种基于无线信号强度的配电终端设备离线原因分析方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于无线网络信号强度大数据的配电自动化终端设备离线原因分析方法，是先根据配电网内配电自动化终端设备的地理位置信息将其绘制在电子地图上，然后采集各处的无线网络信号强度数据在电子地图上进行插值，计算出配电网各处的无线网络信号强度。出现配电自动化终端设备离线时，根据电子地图上对应位置的无线信号强度是否低于经验阈值，即可判断配电自动化终端设备离线是否是由无线网络问题引起的，对于由无线网络问题引起的离线，只需告知无线通信服务商进行网络优化即可解决配电自动化终端离线问题，而无需由电力部门安排人员进行现场巡视与检修，不但可有效节约人力资源消耗，还可提高配电自动化终端设备在线率指标。

Description

一种基于无线信号强度的配电终端设备离线原因分析方法
技术领域
本发明涉及一种配电自动化终端设备离线原因分析方法，具体涉及一种基于无线网络信号强度大数据的配电自动化终端设备离线原因分析方法。
背景技术
为提高对配电网的监视和保护控制水平，地市级供电企业先后建设了配电自动化系统，为及时准确掌握配电系统运行与故障异常状态信息，安排故障恢复和保障用户供电奠定了重要的技术基础。配电自动化终端主要包括配电变压器微机远动终端(RTU)、馈线远方终端(FTU)、配电变压器远方终端(TTU)、重合器、熔断器、分段器及故障指示器等。配电自动化系统终端设备中，具有遥测、遥信和遥控“三遥”功能的配电自动化终端设备采用较安全可靠的光纤通信，而仅具有遥测和遥信“两遥”功能的配电自动化终端，主要通过中国移动、中国电信或联通等电信服务商提供的无线公网，利用VPN进行虚拟无线专网通信。配电自动化终端设备装配有类似手机的无线通信模块，插入SIM卡后可通过网络运营商的无线通信基站进行通信。网络运营商为配电自动化系统配置有直通配电自动化主站的通信服务器，配电自动化终端设备与主站系统间经无线通信基站和专用通信服务器进行通信。
配电自动化终端设备部署于室外，运行环境恶劣，故障率普遍偏高，因故障异常不能保持正常通信的终端设备离线率居高不下。由于配电自动化终端设备分散分布且数量庞大，大城市配电网配电终端数量可达近万，检修维护极为困难，在电力系统减员增效的背景下，很难有足够的人力资源安排配电检修人员逐台巡视配电终端设备、确定异常离线原因并及时修复。实际系统中，普遍有大量配电自动化终端处于不能正常通信的离线状态，导致配电网处于盲调状态，电网故障、异常后难以快速恢复供电，严重影响供电可靠性。
针对配电自动化终端设备故障异常离线原因的分析表明，所有离线原因中，因通信模块故障、SIM卡松脱、电源掉电等设备自身异常造成的离线是配电自动化终端设备离线的主要原因，而无线通信信号差导致的配电自动化终端设备离线是无法通过电力部门进行现场维护修复的。如果可以确定配电自动化终端设备离线是由无线网络信号强度不达标所致，则只需告知无线通信服务商进行无线通信网络优化，而无需派配电检修人员进行现场设备巡视，不但可以减少不必要的检修工作，还可明显提高配电自动化终端设备在线率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中无线网络信号不佳造成配电自动化终端设备通信异常而离线，但配电自动化终端设备数量庞大、难以及时进行人工普查检测离线原因的难题，提供一种基于无线网络信号强度大数据的配电自动化终端离线原因分析方法。本方法以配电网的各个配电自动化终端设备的地理位置信息为基础，再利用采集的各地的无线信号强度数据在电子地图上进行插值，计算无线网络信号强度，根据插值所得离线配电自动化终端设备处无线网络信号强度是否超过设定的经验阈值，判断是否需要派遣检修人员进行现场修复还是通知无线通信服务商进行网络优化，从而降低配电检修工作量，提高配电自动化终端设备在线率和可用性水平。
为达上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于无线网络信号强度大数据的配电自动化终端离线原因分析方法，该方法步骤如下：
(1)根据配电网各个配电自动化终端设备的地理位置信息，将各个配电自动化终端设备于电子地图上进行标示；
(2)采集各地的无线信号强度数据，根据该些无线信号强度数据利用空间插值算法计算出电子地图上各点的无线信号强度，并在电子地图上生成无线信号强度覆盖图；然后根据各个配电自动化终端设备所在的位置，确定各个配电自动化终端设备的无线信号强度；
上述提及的无线信号强度数据的采集为现有常规技术，如电力公司工作人员出行及电力工程车外出均可利用平板电脑等智能手持终端进行采集。
上述提及的利用空间插值算法计算无线信号强度为本领域的现有常规技术，如样条函数插值法、克里金插值法等算法等。
(3)判断配电自动化终端设备是否离线；
配电自动化终端设备是否离线的判断是根据配电自动化系统主站是否定时接收到配电自动化终端设备发回的心跳信号来判断，为本领域内的现有常规技术。
(4)将离线配电自动化终端设备的无线信号强度与设定的经验阈值进行比较，若高于经验阈值，则判断配电自动化终端设备离线是由自身异常造成；若低于经验阈值，则判断配电自动化终端设备离线是由无线网络问题造成。
因配电自动化终端设备采用和手机相同的无线通信机制，上述提及的经验阈值可根据手机在不同信号强度环境下进行联网测试确定，且该经验阈值与所用移动通信技术有关。较佳的，对采用2G通信的配电自动化终端设备，经验阈值设定为-85～-100dBm；对采用4G通信的配电自动化终端设备，经验阈值设定为-95～-110dBm。
如此，对因无线网络问题引起的配电自动化终端离线，可通知无线通信服务商检测周边基站是否异常，并进行通信网络优化，即可排除由无线网络问题造成的配电自动化终端设备离线，提高配电自动化终端设备在线率指标。经无线通信质量影响排查后，仅无法由无线通信服务商解决的及非无线网络质量问题造成的配电自动化终端设备离线才需要派遣电力检修人员进行设备维护，有效降低巡检工作量。
本发明方法利用采集的无线网络信号强度大数据，识别由无线网络问题造成的配电自动化终端设备异常离线，可有效提高配电自动化设备终端设备检修维护的针对性、降低检修维护工作量，在不增加检修人力资源投入条件下提高配电自动化终端设备在线率。
附图说明
图1为本发明实施例配电自动化终端设备离线分布图。
具体实施方式
本发明为一种基于无线网络信号强度大数据的配电自动化终端离线原因分析方法，是对各处的无线通信信号强度数据进行采样测量，然后将采样的无线信号强度数据利用空间插值算法在绘有配电自动化终端设备位置的电子地图上生成信号强度覆盖图，判断离线配电自动化终端设备所在位置的无线信号强度是否低于经验阈值，对于低于经验阈值的离线配电自动化终端设备则通知无线通信服务商进行无线网络优化，待网络优化后对于依然处于离线的个别终端设备再派遣电力检修人员进行设备维护。这样不但可以降低不必要的检修工作，还可提高配电网的运行可靠性。
具体地，本发明方法步骤如下：
(1)根据配电网内各个配电自动化终端设备的地理位置信息，将各个配电自动化终端设备于电子地图上进行标示；
(2)采集各地的无线信号强度数据，根据该些无线信号强度数据利用空间插值算法计算出电子地图上各点的无线信号强度，并在电子地图上生成无线信号强度覆盖图；然后根据各个配电自动化终端设备所在的位置，确定各个配电自动化终端设备的无线信号强度；
(3)判断配电自动化终端是否离线；
(4)将离线配电自动化终端设备的无线信号强度与设定的经验阈值进行比较，若高于经验阈值，则判断配电自动化终端设备离线是由自身异常造成；若低于经验阈值，则判断配电自动化终端设备离线是由无线网络问题造成。
较佳的，对采用2G通信的配电自动化终端设备，经验阈值设定为-85～ -100dBm；对采用4G通信的配电自动化终端设备，经验阈值设定为-95～ -110dBm。
由无线通信服务商提供的无线信号太弱造成离线的配电自动化终端设备，只需通知无线通信服务商进行无线网络优化，无需派遣电力检修人员现场检修；非无线网络问题造成的配电自动化终端设备离线无法由无线通信服务商解决，需要派遣电力检修人员进行设备维护，能有效降低巡检工作量。
实施例1
现选取某配电片区为研究对象，根据现有该片区电网电力系统的配电自动化终端设备的地理位置信息，将配电自动化终端设备绘制在电子地图上，然后根据电力工程车辆出行时采集的该片区各处的无线网络信号强度数据，在该电子地图上运用空间插值算法计算该片区各处的无线信号强度，生成该片区的无线信号强度覆盖图，以经验阈值为分界(在本实施例中，对采用2G通信的配电自动化终端设备，经验阈值设定为-90dBm；对采用4G通信的配电自动化终端设备，经验阈值设定为-100dBm)，低于经验阈值的区域用深灰色表示，高于经验阈值的区域用浅灰色表示，将离线的配电自动化终端设备(图中及下文中以离线配电终端表示)在电子地图上标识出来，如图1所示。根据上述分析，对位于浅灰色区域的离线配电终端需要派遣电力检修人员进行维护，而对位于深灰色区域的离线配电终端只需通知无线通信服务商进行无线网络优化，网络优化后个别依然离线的配电自动化终端设备再派遣电力检修人员进行设备维护。可以看到图中共有18个离线配电终端，而位于信号较差深灰色区域的一共有9个，对于这9个离线配电终端只需通知无线通信服务商进行网络优化，无需派遣电力检修人员进行设备维护。而对于个别网络优化后还处于离线状态的配电自动化终端设备，再安排电力检修人员进行现场维护，从而降低了巡检的工作量，提高配电网的运行可靠性。

Claims (1)

1.一种基于无线信号强度的配电终端设备离线原因分析方法，其特征在于，该方法步骤如下：
(1)根据配电网内各个配电自动化终端设备的地理位置信息，将各个配电自动化终端设备于电子地图上进行标示；
(2)电力公司工作人员出行或电力工程车外出时采集各地的无线信号强度数据，根据该些无线信号强度数据利用空间插值算法计算出电子地图上各点的无线信号强度，并在电子地图上生成无线信号强度覆盖图；然后根据各个配电自动化终端设备所在的位置，确定各个配电自动化终端设备的无线信号强度；
(3)判断配电自动化终端设备是否离线；
(4)将离线配电自动化终端设备的无线信号强度与设定的经验阈值进行比较，若高于经验阈值，则判断配电自动化终端设备离线是由自身异常造成，若低于经验阈值，则判断配电自动化终端设备离线是由无线网络问题造成。
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