CN109615275A - 一种电力通信网设备健康度综合评价方法 - Google Patents

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施加轮
王川丰
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陈均
卓秀者
李�杰
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Abstract

本发明涉及一种电力通信网设备健康度综合评价方法，选取多个指标构成指标集合，同类型的多个设备在指标集合下的多组数据构成数据集；对同一指标下不同设备的数据进行归一化处理；计算所有向量之间的平均距离；删除指标集合中的一个指标构成新的指标集合，再次计算所有向量之间的平均距离；将两次计算得到的平均距离的差值作为被删指标的重要度值；根据上述方法计算得到所有指标的重要度值；将各指标的重要度值进行归一化得到各指标的权值；根据评价函数计算设备在每个指标下的设备健康度，再根据权值进行加权求和得到设备健康度综合评价结果。通过本发明方法得到的设备健康度更加客观更加符合实际，在设备故障预警等方面具有实际意义。

Description

一种电力通信网设备健康度综合评价方法
技术领域
本发明涉及电力通信技术领域，特别是一种电力通信网设备健康度综合评价方法。
背景技术
电力通信网是一张包含多种通信设备、多种网络结构，具有电力行业特色的通信服务网络。电力通信网设备数据来源于多个系统，其中PMIS系统包含了项目管理相关数据和控制系统数据，项目管理数据包括：项目名称、项目进度、人力分配、时间、投资情况、项目质量、风险、项目检修等信息；控制系统数据包括设备名称、运行状态、设备使用情况、报警信息等信息。PMIS系统提供了数据分析功能，通过对基本参数和数据的分析，可以制定相应的表格、曲线。TMS系统是实现信息通信集约化、标准化、专业化管理的重要技术支撑系统，具备实时监视、资源管理、运行管理三大业务应用，是覆盖总部、分部、省公司、市公司四级，覆盖各级电力通信骨干网和终端通信接入网，具有集约化、标准化、智能化特征的通信管理平台。TMS系统中包含了厂站名、设备类型、投运年限、设备容量、中断次数、中断时间等。GIS系统是电力通信设备资源数据中环境数据的主要来源，包括设备运行的温度、湿度、防尘情况、接地情况等。
这些系统在运行过程中产生了数据量庞大、增长快速、类型丰富的数据，这为从多维度对设备健康度进行综合评估提供了可能性，如何对电力通信设备数据进行有效的分析和处理以便从中获取有用知识，来对设备综合健康度进行评估，从而辅助电力通信网的运行、维护和管理工作已经成为一个关键问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种电力通信网设备健康度综合评价方法，从更加客观更加符合实际的角度对数据进行分析和处理，衡量不同指标对设备健康度的影响程度。
本发明采用以下方案实现：一种电力通信网设备健康度综合评价方法，包括以下步骤：
步骤S1：选取多个指标构成指标集合P，同类型的多个设备在P下的多组数据构成数据集X；
步骤S2：对同一指标下不同设备的数据进行归一化处理；
步骤S3：将X中关于一个设备的一组数据看作一个向量，计算所有向量之间的平均距离DP；
步骤S4：令a＝1；
步骤S5：删除指标集合P中的一个指标pa构成新的指标集合P-{pa}，再次计算所有向量之间的平均距离
步骤S6：将步骤S3和步骤S5计算得到的平均距离的差值作为被删指标的重要度值Sp(pa)：
步骤S7：若a≠n，则令a＝a+1，并返回步骤5；若a＝n，则进入步骤S8；
步骤S8：将各指标的重要度值进行归一化得到各指标的权值wk；
步骤S9：根据评价函数计算设备i在指标pk下的设备健康度Hik；再根据权值进行加权求和得到设备健康度综合评价结果。
进一步地，步骤S3中，所有向量之间的平均距离DP的计算采用下式：
式中，M为X中数据的组数即设备数；n为指标集合P中的指标个数；xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
进一步地，步骤S5中，采用下式再次计算所有向量之间的平均距离
式中，M为X中数据的组数即设备数；n为指标集合P中的指标个数；xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
进一步地，步骤S8中，采用下式计算各指标的权值wk：
进一步地，步骤S9中，设备i在指标pk下的设备健康度Hik按下述评价函数计算：
式中，min(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最小值，max(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最大值，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
进一步地，步骤S9中，设备健康度综合评价结果Hi采用下式计算：
式中，wk表示各指标的权值，Hik为设备i在指标pk下的设备健康度。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明提出的电力通信网设备健康度综合评价方法通过分析历史数据得到指标的权值，克服了主观性较强的基于专家打分的传统方法的缺点，通过本发明方法能够得到更加客观更加符合实际的设备健康度评价结果。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供了一种电力通信网设备健康度综合评价方法，包括以下步骤：
步骤S1：选取多个指标构成指标集合P，同类型的多个设备在P下的多组数据构成数据集X；
其中，本实施例中选取某站点某类设备一段时间内故障次数、告警次数、异常温度时长等7个指标构成指标集合P，数据集合X如下表：
步骤S2：对同一指标下不同设备的数据进行归一化处理；
其中，本实施例按照下式对指标pk下设备i的数据进行归一化处理：
其中，xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值，则为其进行归一化后的结果，min(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最小值，max(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最大值。
得到归一化后数据如下表所示：
特别的，本实施例中提供的归一化计算公式仅仅是示意性的，并不构成对归一化方法的限制，可以根据实际情况自行选择归一化方式。
步骤S3：将X中关于一个设备的一组数据看作一个向量，计算所有向量之间的平均距离DP；计算得到DP＝1.1407；
步骤S4：令a＝1；
步骤S5：删除指标集合P中的一个指标pa(p1)构成新的指标集合P-{pa}(P-{p1})，再次计算所有向量之间的平均距离计算得到
步骤S6：将步骤S3和步骤S5计算得到的平均距离的差值作为被删指标的重要度值Sp(pa)：
可得指p1标的重要度值Sp(p1)＝0.1426；
步骤S7：若a≠n，则令a＝a+1，并返回步骤5；若a＝n，则进入步骤S8；
其中，执行步骤S7，得到所有指标的重要度值：
步骤S8：将各指标的重要度值进行归一化得到各指标的权值wk；得到各指标权值为：
步骤S9：根据评价函数计算设备i在指标pk下的设备健康度Hik；再根据权值进行加权求和得到设备健康度综合评价结果。本实施例得到设备健康度评价结果并按设备健康度降序排序如下表所示：
由评价结果可知，本实施例提出的一种电力通信网设备健康度综合评价方法能够客观地对设备健康度进行评价，评价过程中设备故障次数、平均故障时间和设备运行年限所占权重较大，评价结果符合实际，在设备故障预警等方面具有实际意义。
在本实施例中，步骤S3中，所有向量之间的平均距离DP的计算采用下式：
式中，M为X中数据的组数即设备数；n为指标集合P中的指标个数；xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。计算得到DP＝1.1407。
在本实施例中，步骤S5中，采用下式再次计算所有向量之间的平均距离
式中，M为X中数据的组数即设备数；n为指标集合P中的指标个数；xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。计算得到
在本实施例中，步骤S8中，采用下式计算各指标的权值wk：
在本实施例中，步骤S9中，设备i在指标pk下的设备健康度Hik按下述评价函数计算：
式中，min(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最小值，max(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最大值，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
在本实施例中，步骤S9中，设备健康度综合评价结果Hi采用下式计算：
式中，wk表示各指标的权值，Hik为设备i在指标pk下的设备健康度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种电力通信网设备健康度综合评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：选取多个指标构成指标集合P，同类型的多个设备在P下的多组数据构成数据集X；
步骤S2：对同一指标下不同设备的数据进行归一化处理；
步骤S3：将X中关于一个设备的一组数据看作一个向量，计算所有向量之间的平均距离DP；
步骤S4：令a＝1；
步骤S5：删除指标集合P中的一个指标pa构成新的指标集合P-{pa}，再次计算所有向量之间的平均距离
步骤S6：将步骤S3和步骤S5计算得到的平均距离的差值作为被删指标的重要度值Sp(pa)：
步骤S7：若a≠n，则令a＝a+1，并返回步骤5；若a＝n，则进入步骤S8；
步骤S8：将各指标的重要度值进行归一化得到各指标的权值wk；
步骤S9：根据评价函数计算设备i在指标pk下的设备健康度Hik；再根据权值进行加权求和得到设备健康度综合评价结果。
2.根据权利要求1所述的一种电力通信网设备健康度综合评价方法，其特征在于：步骤S3中，所有向量之间的平均距离DP的计算采用下式：
式中，M为X中数据的组数即设备数；n为指标集合P中的指标个数；xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
3.根据权利要求1所述的一种电力通信网设备健康度综合评价方法，其特征在于：步骤S5中，采用下式再次计算所有向量之间的平均距离
式中，M为X中数据的组数即设备数；n为指标集合P中的指标个数；xi表示X中对应第i个设备的第i组数据，pk为P中第k个指标，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
4.根据权利要求1所述的一种电力通信网设备健康度综合评价方法，其特征在于：步骤S8中，采用下式计算各指标的权值wk：
5.根据权利要求1所述的一种电力通信网设备健康度综合评价方法，其特征在于：步骤S9中，设备i在指标pk下的设备健康度Hik按下述评价函数计算：
式中，min(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最小值，max(pk)为历史数据中指标pk下所有设备数据的最大值，xi(pk)表示xi中指标pk下的数据值。
6.根据权利要求1所述的一种电力通信网设备健康度综合评价方法，其特征在于：步骤S9中，设备健康度综合评价结果Hi采用下式计算：
式中，wk表示各指标的权值，Hik为设备i在指标pk下的设备健康度。
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